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喷嘴参数对超临界水热燃烧特性影响的模拟研究

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化工学报 2024年

作者：王芝安兰忠马学虎大连理工大学化工学院辽宁省化工资源清洁利用重点实验室

反应器喷嘴作用是维持水热火焰在复杂流场中保持稳定。建立内预热式蒸腾壁反应器(IPTWR)内甲醇超临界水热燃烧过程计算流体力学模型，分析了喷嘴的材料热物性和结构参数对进料混合特性及火焰结构的影响规律。结果表明，喷嘴材料传热特... 详细信息

反应器喷嘴作用是维持水热火焰在复杂流场中保持稳定。建立内预热式蒸腾壁反应器(IPTWR)内甲醇超临界水热燃烧过程计算流体力学模型，分析了喷嘴的材料热物性和结构参数对进料混合特性及火焰结构的影响规律。结果表明，喷嘴材料传热特性的提高使水热火焰朝着高温和广域的方向发展；氧气-辅热混合段直径由18mm减小到14mm，反应器轴向温度峰值由954.84K增大到981.60K，火焰位置向远端移动；随着喷嘴缩进深度减小，水热火焰逐渐向喷嘴出口聚拢，表现为火焰收缩现象。在此喷嘴结构参数范围内，小直径的短氧气-辅热混合流道，有助于水热火焰的温度升高和聚拢稳定。为内预热式蒸腾壁反应器的喷嘴设计提供理论指导。

关键词：喷嘴反应器超临界水水热火焰计算流体力学

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喷嘴参数对超临界水热燃烧特性影响的模拟

化工学报 2024年第6期75卷 2190-2200页

作者：王芝安兰忠马学虎大连理工大学化工学院辽宁省化工资源清洁利用重点实验室辽宁大连116024

反应器喷嘴的作用是维持水热火焰在复杂流场中保持稳定。建立内预热式蒸腾壁反应器(IPTWR)内甲醇超临界水热燃烧过程计算流体力学模型,分析了喷嘴的材料热物性和结构参数对进料混合特性及火焰结构的影响规律。结果表明,喷嘴材料传热特... 详细信息

反应器喷嘴的作用是维持水热火焰在复杂流场中保持稳定。建立内预热式蒸腾壁反应器(IPTWR)内甲醇超临界水热燃烧过程计算流体力学模型,分析了喷嘴的材料热物性和结构参数对进料混合特性及火焰结构的影响规律。结果表明,喷嘴材料传热特性的提高使水热火焰朝高温和广域的方向发展;氧气-辅热混合段直径由18 mm减小到14 mm,反应器轴向温度峰值由954.84 K升高到981.60 K,火焰位置向远端移动;随着喷嘴缩进深度减小,水热火焰逐渐向喷嘴出口聚拢,表现为火焰收缩现象。在此喷嘴结构参数范围内小直径的短氧气-辅热混合流道有助于水热火焰的温度升高和聚拢稳定。结果可为内预热式蒸腾壁反应器的喷嘴设计提供理论指导。

关键词：喷嘴反应器超临界水水热火焰计算流体力学

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V形沟槽纳米线团簇表面的毛细抽吸-补液蒸发传热特性研究

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化工学报 2024年

作者：王禹丹徐晨阮达春江马学虎辽宁省化工资源清洁利用重点实验室大连理工大学化学工程研究所香港科技大学机械与航空航天工程学系

利用V形沟槽纳米线团簇表面的毛细抽吸和补液特征，结合实验观测和建模分析对表面的薄液膜蒸发进行研究。探究了表面结构参数和沟槽液位对蒸发性能的影响，建立薄液膜蒸发模型求解纳米线团簇和V形沟槽中的液膜轮廓方程并分析传热性能。... 详细信息

利用V形沟槽纳米线团簇表面的毛细抽吸和补液特征，结合实验观测和建模分析对表面的薄液膜蒸发进行研究。探究了表面结构参数和沟槽液位对蒸发性能的影响，建立薄液膜蒸发模型求解纳米线团簇和V形沟槽中的液膜轮廓方程并分析传热性能。结果表明随着纳米线直径减小和高度增大，薄液膜蒸发传热系数增大，最高可达369 kW/(m2·K)。团簇内液膜在毛细力驱动下具有极高的爬升速度，使得小持液量下液膜仍位于团簇顶端蒸发。沟槽液膜完全润湿沟槽且与团簇顶端液膜相连通，为团簇蒸发补液，沟槽液位下降不影响团簇顶端蒸发，能够延伸薄液膜长度并减薄沟槽侧壁液膜厚度，进一步强化传热。纳米线团簇中液膜宏观传热系数显著高于沟槽，证明了团簇在整体蒸发中的决定性贡献，阐明了V形沟槽纳米线团簇表面薄液膜蒸发微观机制。

关键词：纳米线团簇毛细抽吸 V形沟槽薄液膜微尺度蒸发传热

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微通道内环状流薄液膜厚度及波动实验研究

化工学报 2024年

作者：阮达侯静静薄紫一张帅帅马学虎辽宁省化工资源清洁利用重点实验室

微通道中环状流广泛应用于精细化学品合成等领域，而环状流中薄液膜的流动形态及厚度对反应过程的热质传递影响显著，因此实验利用激光诱导荧光法对薄液膜厚度进行精准在线测量。结果表明，随气相剪切力增大，液膜厚度降低，波动形态由... 详细信息

微通道中环状流广泛应用于精细化学品合成等领域，而环状流中薄液膜的流动形态及厚度对反应过程的热质传递影响显著，因此实验利用激光诱导荧光法对薄液膜厚度进行精准在线测量。结果表明，随气相剪切力增大，液膜厚度降低，波动形态由低频高振幅波转变为高频低振幅波。二氯甲烷为3 ml/min、含气率为0.7时波动频率最高可达260 Hz。在相同含气率下，液膜形态由流体黏度和表面张力决定，液膜厚度随流体黏度增大而增大，液膜波动频率随表面张力增大而减小。通过薄液膜在微通道内受力分析，构建了不同流体的薄液膜厚度的预测模型，预测值与实验值偏差±15%。本研究明晰了微通道内不同物性液体及气速对液膜波动及厚度的影响，为薄液膜强化热质传递提供理论指导。

关键词：微流体学两相流薄液膜波动 Micro-LIF 含气率

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疏水水平管滴状冷凝研究:液滴脱落分区特征

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1169-1178页

作者：刘渊博李世成李启迅张帅帅兰忠温荣福马学虎辽宁省化工资源清洁利用重点实验室大连理工大学化学工程研究所大连116024

在电力系统中,滴状冷凝能够有效提升凝汽器传热性能,其中液滴动态行为与其传热过程息息相关,明确液滴动态行为对凝汽器的设计具有指导意义。本文利用PFA疏水涂层改性紫铜圆管,在空气中的接触角为142.6°能实现稳定的滴状冷凝。与竖壁冷... 详细信息

在电力系统中,滴状冷凝能够有效提升凝汽器传热性能,其中液滴动态行为与其传热过程息息相关,明确液滴动态行为对凝汽器的设计具有指导意义。本文利用PFA疏水涂层改性紫铜圆管,在空气中的接触角为142.6°能实现稳定的滴状冷凝。与竖壁冷凝中液滴脱落过程不同,水平管上液滴受到的重力分量与水平管周向角有关,造成液滴延水平管周向的脱落尺寸的差异,以此为基础将水平管表面进行分区,并提出“局部冲刷”和“完整冲刷”两种液滴冲刷模式;脱离液滴的位置和时序性差异形成下部较高的表面更新率,在液滴尺寸r<400μm的范围内,下部分的液滴数密度高于上部分;局部冲刷可限制下部分区域液滴尺寸,降低液滴覆盖面积。

关键词：滴状冷凝水平管液滴脱落行为尺寸分布低压蒸汽

稻鸭、稻鸡种养模式对土壤化学性质及稻米品质的影响

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江苏农业科学 2024年第4期52卷 127-132页

作者：王忍马昀君黄璜陈灿马微微欧林志张印马学虎汤伟罗雨聪湖南农业大学农学院/湖南省稻田生态种养工程技术研究中心湖南长沙410128 湖南省岳阳市农业农村事务中心湖南岳阳414004

为研究稻鸭、稻鸡2种模式对土壤化学性质及稻米品质的影响,设置稻鸭(RD)、稻鸡(RC)2种生态种养模式,以水稻单作为对照(CK)进行大田试验,分析不同处理对土壤养分含量、土壤酶活性及稻米品质等指标参数的影响。结果表明,RC处理的土壤全氮... 详细信息

为研究稻鸭、稻鸡2种模式对土壤化学性质及稻米品质的影响,设置稻鸭(RD)、稻鸡(RC)2种生态种养模式,以水稻单作为对照(CK)进行大田试验,分析不同处理对土壤养分含量、土壤酶活性及稻米品质等指标参数的影响。结果表明,RC处理的土壤全氮含量较RD处理高17.65%(P<0.05),土壤全钾含量分别较CK、RD处理高9.58%、8.68%(P<0.05),但RC、RD处理的土壤全磷含量均显著低于CK。RC处理的土壤碱解氮、速效磷含量在分蘖期、齐穗期均显著高于CK,其孕穗期的土壤过氧化氢酶活性较CK高13.89%(P<0.05),齐穗期的土壤蔗糖酶活性较CK高65.52%(P<0.05)。RD处理各时期的土壤pH值均高于CK,并在齐穗期达到显著差异,其成熟期的土壤有机质含量分别较RC处理、CK高11.36%、9.15%(P<0.05)。RC、RD处理的稻米蛋白质含量分别较CK高0.63、0.90百分点(P<0.05)。综上,与水稻单作处理相比,稻鸡生态种养模式更有利于增加土壤养分,提高共生期间的土壤酶活性;稻鸭模式有利于增加土壤有机质,提高共生期间的土壤pH值;稻鸭、稻鸡2种种养模式均有利于提高稻米的蛋白质含量。

关键词：生态种养模式土壤养分土壤酶稻米品质

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微通道换热器拓扑结构优化与性能研究

化工学报 2024年第3期75卷 823-835页

作者：陈彦松阮达刘渊博郑通张帅帅马学虎大连理工大学化工学院辽宁省化工资源清洁利用重点实验室辽宁大连116024

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解,对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而,拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标,对微通道换热器进行拓扑优化设计,研... 详细信息

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解,对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而,拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标,对微通道换热器进行拓扑优化设计,研究了不同参数对换热器强化结构特征和换热器性能的影响。结果表明,拓扑优化换热器的通道结构呈现多级分叉构型,分叉的数量随着入口Reynolds数、翅片传热效率和流体Prandtl数的增大而增多。在此基础上,采用耗散和边界层理论分析了拓扑优化分叉通道与流体边界层厚度的内在联系,为换热器结构强化设计提供了新的思路。

关键词：优化设计微通道传递过程分级通道结构边界层理论

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奶牛肠源性乳腺炎发病机制及短链脂肪酸的防控作用

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生命科学 2024年第4期36卷 554-560页

作者：马莉花马学虎户春丽马燕芬宁夏大学动物科技学院银川750021

奶牛乳腺炎是一种影响奶牛群的疾病,严重制约着乳品行业的发展。通常情况下认为乳腺炎是由致病菌通过乳腺导管侵入乳腺引起的局部炎症,最近的研究发现奶牛的内源性“肠-乳腺”轴在诱导乳腺炎中发挥同样重要作用,即肠源性乳腺炎。因此,... 详细信息

奶牛乳腺炎是一种影响奶牛群的疾病,严重制约着乳品行业的发展。通常情况下认为乳腺炎是由致病菌通过乳腺导管侵入乳腺引起的局部炎症,最近的研究发现奶牛的内源性“肠-乳腺”轴在诱导乳腺炎中发挥同样重要作用,即肠源性乳腺炎。因此,靶向调控胃肠道,可能是防控“肠源性乳腺炎”的有效方法和途径。短链脂肪酸(SCFAs)是具有维持胃肠道菌群稳态、恢复血乳屏障通透性、抑制乳腺炎症发展的一种新型膳食物质。选用SCFAs靶向调控肠-乳腺轴,可有效防治奶牛肠源性乳腺炎。该文就奶牛肠源性乳腺炎的发病机理及SCFAs的防控作用进行综述,以期为奶牛肠源性乳腺炎的防治提供新的思路。

关键词：奶牛肠源性乳腺炎胃肠道菌群短链脂肪酸

奶牛代谢病发病机制解析及植物提取物的防控作用

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中国饲料 2024年第11期 8-14页

作者：马莉花王娜娜马学虎徐晓锋马云马燕芬宁夏大学动物科技学院宁夏回族自治区反刍动物分子细胞育种重点实验室宁夏银川750021

奶牛在养殖过程中易患各种疾病,极大的制约了养殖业的发展。植物提取物具有天然、绿色、毒副作用小等优点,引起了饲料行业的广泛关注。植物提取物作为一种来源广泛且含有生物碱、皂苷、单宁和多糖等多种生物活性物质的饲料添加剂,具有... 详细信息

奶牛在养殖过程中易患各种疾病,极大的制约了养殖业的发展。植物提取物具有天然、绿色、毒副作用小等优点,引起了饲料行业的广泛关注。植物提取物作为一种来源广泛且含有生物碱、皂苷、单宁和多糖等多种生物活性物质的饲料添加剂,具有抗氧化、抗应激、提高免疫力、改善肠道健康等特殊生物调控作用,在奶牛养殖方面具有广阔的应用前景。本文围绕植物提取物对奶牛常见疾病的调控进行综述,旨在为植物提取物在奶牛疾病方面的研究和实际生产中的应用提供参考。

关键词：奶牛疾病植物提取物胃肠道菌群氧化应激