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黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响

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力学学报 2024年第2期56卷 377-386页

作者：黄剑霖宋广毅王静竹王一伟中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100190 广东空天科技研究院广州511458

Rayleigh-Taylor不稳定性存在于爆炸、液滴形成和液体喷雾等工程应用过程中,是流体力学关注的经典问题之一.内空泡振荡诱导液滴界面演化问题是其研究中基本模型之一,空泡振荡作用下液滴界面发生扰动并发展,其特征形态主要表现为破碎、... 详细信息

Rayleigh-Taylor不稳定性存在于爆炸、液滴形成和液体喷雾等工程应用过程中,是流体力学关注的经典问题之一.内空泡振荡诱导液滴界面演化问题是其研究中基本模型之一,空泡振荡作用下液滴界面发生扰动并发展,其特征形态主要表现为破碎、通气和稳定.液体黏性是影响界面不稳定性发展的重要因素,文章通过建立高精度的数值模拟方法,开展液体黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响研究.在数值模拟中,基于开源OpenFOAM框架的多相可压缩求解器直接求解Navier-Stokes方程,采用isoAdvector的几何流体体积法捕捉界面演化特征.结果表明,液体黏性的增加会减缓空泡的收缩,进而减缓液滴界面扰动的发展,该影响下通气工况液滴通气发生时间增加,而稳定工况最大扰动幅值减小.最大扰动幅值的减小直接影响了液滴的特征形态,基于一系列数值模拟结果归纳得到液滴不稳定性相图.在文章讨论的参数范围内,随着黏性增加,小液滴(R_(d0) 3 mm)的形态不随液体黏性改变,液滴形态会随着液体黏性增加趋于稳定.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性液体黏性空泡振荡柱状液滴界面不稳定

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敏感样品激光热效应抑制方法

光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2476-2481页

作者：陈佩丽宋达周肈秋陈凯悦苏秋成李翠勤中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学技术大学安徽合肥230026 东北石油大学黑龙江大庆163319

激光共聚焦显微拉曼光谱被广泛用于研究分子结构、成键效果、载荷及内部应力。拉曼光谱的信号强度和信号质量对分析而言尤为重要。然而拉曼激光照射在敏感样品表面会产生热效应进而造成结构破坏。样品受损的部位会出现坍塌和发亮的现象... 详细信息

激光共聚焦显微拉曼光谱被广泛用于研究分子结构、成键效果、载荷及内部应力。拉曼光谱的信号强度和信号质量对分析而言尤为重要。然而拉曼激光照射在敏感样品表面会产生热效应进而造成结构破坏。样品受损的部位会出现坍塌和发亮的现象。为了获取高质量的拉曼光谱,实现无损表征,提出了添加KBr作为散热剂消除激光热效应的方法。选择了一系列在激光辐射下易受损的碳材料作为研究对象,并探索了样品的碳含量、KBr的添加量与拉曼光谱参数、信号强度之间的关系。实验结果表明KBr的添加可有效抑制敏感样品被拉曼激光破坏。当KBr和材料的质量比为1∶2时,可实现该材料的准确无损拉曼光谱检测。此外,不同微区检测出来碳材料的石墨化度R值非常接近;随着碳含量的增加,D峰位置向低波区域位移~3cm^(-1),G峰位置向高波区域位移~2cm^(-1),D峰和G峰的峰位差值增加,强度比减小,样品的有序性增加。

关键词：无损表征拉曼光谱碳结构参数

扬子地块北缘毕机沟岩体下部带堆晶岩结构定量化分析:对层状岩体冷却早期粒间熔体排出机制的约束

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地质学报 2024年第7期98卷 2110-2127页

作者：王洁李中州王梦玺长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

层状岩体冷却中—晚期晶粥中粒间熔体的排出被认为与铁钛氧化物的大量结晶关系密切,但在岩体冷却早期铁钛氧化物尚未大量结晶时,粒间熔体能否被有效排出、以及如何排出还需要深入探究。扬子地块北缘毕机沟岩体是我国目前发现的规模最大... 详细信息

层状岩体冷却中—晚期晶粥中粒间熔体的排出被认为与铁钛氧化物的大量结晶关系密切,但在岩体冷却早期铁钛氧化物尚未大量结晶时,粒间熔体能否被有效排出、以及如何排出还需要深入探究。扬子地块北缘毕机沟岩体是我国目前发现的规模最大、分异程度较高且赋存有钒钛磁铁矿矿床的层状岩体。岩体下部带、中部带和上部带分别由斜长橄榄岩、辉长岩和闪长岩组成。本研究以下部斜长橄榄岩相带为对象,通过对斜长石和单斜辉石进行晶体粒度分布(CSDs)和空间展布形式(SDPs)分析,探讨层状岩体冷却早期粒间熔体的排出方式及其控制因素。模拟计算结果表明,样品中封闭粒间熔体比例(FTL)为9%~13%,暗示岩体冷却早期粒间熔体被有效排出。单斜辉石和斜长石的CSD曲线斜率主要为3.36~2.45和2.99~1.87,截距分别为0.45~3.35和1.06~2.83,均具有斜率一致而截距变化较大的特征,与机械压实的CSD曲线一致。单斜辉石和斜长石在SDP图解上均显示负相关关系,也与机械压实趋势一致。因此,毕机沟岩体冷却早期粒间熔体的排出机制为机械压实。在此基础上,我们将毕机沟与全球其他典型层状岩体从岩体规模、粒间熔体和堆晶矿物密度差、晶体堆积速率与压实速率以及晶粥层厚度等方面进行系统对比后发现,在层状岩体冷却早期没有岩浆补给和对流的情况下,当岩体规模相近时,压实受控于堆晶矿物与粒间熔体密度差,密度差越大压实越容易发生;而当岩体规模不同时,规模越大压实越容易发生。

关键词：晶体粒度分布空间展布形式粒间熔体压实作用层状岩体

太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统的性能仿真研究

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制冷学报 2024年

作者：姜美玲曾涛林树森邓立生李军黄宏宇罗向龙广东工业大学材料与能源学院中国科学院广州能源研究所

为进一步减少温湿度独立控制空调系统的电能消耗，提高太阳能利用率，利用TRNSYS 18建立了一套太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统（SDCS-A）。从系统性能系数(COPsys)、太阳分数（Fs）和一次能源消耗量（Ep）等方面分析了广州气候条件下不... 详细信息

为进一步减少温湿度独立控制空调系统的电能消耗，提高太阳能利用率，利用TRNSYS 18建立了一套太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统（SDCS-A）。从系统性能系数(COPsys)、太阳分数（Fs）和一次能源消耗量（Ep）等方面分析了广州气候条件下不同集热器面积和水箱体积对系统性能的影响，并与太阳能转轮除湿-压缩式制冷系统（SDCS-C）进行对比。结果表明：对于SDCS-A系统，改变集热器面积对Fs和Ep的影响更显著，不同面积之间的Fs平均增幅为12.18%，而改变水箱体积对COPsys影响更大，不同水箱体积之间最大差值为0.1。与SDCS-C相比，在整个制冷季中，SDCS-A的月平均COPsys和月平均Fs分别提高6.51%和21.05%，月平均Ep降低21.45%。同时，研究了SDCS-A系统在不同气候条件下的运行性能，结果表明，相较于北京、上海和拉萨3个地区，广州气候条件下具有更稳定和更高的月COPsys。

关键词：太阳能除湿转轮吸附式制冷性能分析 TRNSYS

稀土稳定同位素分析方法及在风化壳淋积型稀土矿研究中的应用展望

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 302-321页

作者：雒恺白江昊朱冠虹韦刚健马金龙中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

稀土元素因其特殊的化学性质和在地球科学研究中的重要价值而受到广泛关注。随着化学纯化方法的发展和质谱测定技术的提高,国内外对稀土稳定同位素体系开展了一系列探索。近年来,逐渐发展起来的稳定Ce和Nd同位素分析方法,为表生地质过... 详细信息

稀土元素因其特殊的化学性质和在地球科学研究中的重要价值而受到广泛关注。随着化学纯化方法的发展和质谱测定技术的提高,国内外对稀土稳定同位素体系开展了一系列探索。近年来,逐渐发展起来的稳定Ce和Nd同位素分析方法,为表生地质过程、氧化还原环境示踪以及生态环境演变等方面的研究提供了新的手段,也将为研究稀土矿提供直接证据。本文先系统介绍了稀土元素及其同位素体系的地球化学特征,总结稀土稳定同位素分析方法的发展历程与研究现状,并对其未来可能突破的方向进行评述。在此基础上,对稀土稳定同位素在风化壳淋积型稀土矿床研究中的应用前景进行了展望,指出稀土稳定同位素地球化学手段是深入了解风化壳淋积型稀土矿床形成过程与控矿机制的良好指标,其与稀土元素地球化学指标相结合有望在稀土矿化过程与机制方面取得新的认识。

关键词：稀土稳定同位素化学分离质量相关分馏风化壳淋积型稀土矿床地球化学示踪

滇西剑川始新世粗面岩及其包体成因:印度-欧亚大陆碰撞过程的约束和大地构造意义

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大地构造与成矿学 2024年第4期48卷 820-843页

作者：董晓涵彭头平范蔚茗刘兵兵彭世利武利民中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院青藏高原研究所北京100101

新生代以来,印度-欧亚大陆碰撞导致青藏高原发生大规模隆升和岩石圈挤出,这一过程引发了金沙江-哀牢山-红河构造带等深大断裂带的大规模剪切走滑,并沿该构造带发生强烈的碱性岩浆作用。这些始新世碱性岩记录了印度-欧亚大陆的早期碰撞过... 详细信息

新生代以来,印度-欧亚大陆碰撞导致青藏高原发生大规模隆升和岩石圈挤出,这一过程引发了金沙江-哀牢山-红河构造带等深大断裂带的大规模剪切走滑,并沿该构造带发生强烈的碱性岩浆作用。这些始新世碱性岩记录了印度-欧亚大陆的早期碰撞过程,因而可以作为研究青藏高原早期隆升和岩石圈挤出过程及其深部动力学机制的重要“探针”。本文针对剑川盆地甸南地区始新世粗面岩及其二长岩包体和辉长岩包体开展了系统的锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩主-微量元素和Sr-Nd同位素组成研究。锆石U-Pb定年结果显示,剑川盆地甸南粗面岩形成时代为36Ma;其内部包含的两件二长岩包体的形成年龄分别为41.6±3.4 Ma和35.7±0.3 Ma,一件辉长岩包体的形成时代为35.8±0.2 Ma。地球化学研究结果显示,粗面岩与二长岩包体K_(2)O含量均较高,属于钾玄质系列岩石,且富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。结合锆石Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素组成,表明甸南地区寄主粗面岩和二长岩包体来自相同的交代富集岩石圈地幔的部分熔融,并经历了不同程度的橄榄石和辉石分离结晶作用。包体研究显示,~41Ma二长岩包体为寄主粗面岩岩浆上升过程中捕获自早期围岩,而~36Ma二长岩包体为同源岩浆房内与围岩接触淬冷的早期结晶产物,它们被寄主粗面岩岩浆裹挟而存在其内部。堆晶辉长岩包体较寄主粗面岩和二长岩包体具明显低的K2O、稀土和微量元素含量,其全岩Nd同位素组成与剑川盆地二龙山橄榄玄武岩相似,但高于寄主粗面岩,表明其源自弱富集地幔的部分熔融,并在壳-幔过渡带堆晶形成。此外,~41 Ma碱性岩包体和碱性岩内46~38 Ma捕获锆石年龄,以及剑川盆地内近源沉积岩内碎屑锆石的同期年龄记录,均表明金沙江-哀牢山-红河碱性岩带的岩浆作用并非存在从高原内部向东南方向的滇西地区逐渐变年轻的趋势,而是印度-欧亚大陆碰撞过程中,岩石圈向东南向挤出导致兰坪-思茅地块和印支地块旋转挤出的响应。

关键词：青藏高原金沙江-哀牢山-红河构造带粗面岩包体岩石圈挤出

三维变形管MVR蒸发器用于纤维素生产末端废水零排放项目

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新能源进展 2024年第1期12卷 57-64页

作者：涂爱民陈二雄黄炫杰朱冬生刘世杰中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 广州市心德实业有限公司广州510320

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维... 详细信息

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维素生产末端废水零排放项目的新型蒸发器。应用实践表明,相对于传统直圆管的MVR蒸发器,基于三维变形管的新型MVR蒸发器节材节能效果显著,其在节省29%换热面积的情形下仍能完全满足工程实际需要。在现场调研期间MVR系统处理每吨废水的压缩机耗电量在18.81~23.78 kW∙h之间,体现出新型蒸发器高能效的技术特性,极具应用推广价值。

关键词： MVR蒸发器三维变形管强化传热废水零排放纤维素生产

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海洋CO水合物封存基础性研究进展

化工学报 2024年

作者：李云昊徐纯刚李小森陈朝阳中国科学技术大学能源科学与技术学院中国科学院广州能源研究所

系统地探讨了CO2水合物在海水环境中的热力学和动力学，特别关注盐度对水合物形成和稳定性的影响。通过综合分析现有文献，讨论了海水中的温度、压力和盐度等因素对CO2水合物的形成和稳定性的影响。阐述了几种常见的盐水体系下CO2水合... 详细信息

系统地探讨了CO2水合物在海水环境中的热力学和动力学，特别关注盐度对水合物形成和稳定性的影响。通过综合分析现有文献，讨论了海水中的温度、压力和盐度等因素对CO2水合物的形成和稳定性的影响。阐述了几种常见的盐水体系下CO2水合物的相平衡条件模型，然后总结了海水环境CO2水合物形成速率与稳定性的影响，最后归纳了不同盐离子对CO2水合物形成的抑制作用，最后，通过对近年来海水CO2水合物封存的评估与总结，目前主要问题在于海水海泥体系中CO2水合物研究还不够充分，未来研究方向主要围绕着海泥作为多孔介质可以替代水合物形成促进剂而展开，以期为CO2水合物海洋封存技术的工业化应用和CO2水合物的研究提供参考。

关键词： CO 封存水合物碳减排热力学动力学

电动汽车CO_(2)热泵空调系统优化及制冷性能分析

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可再生能源 2024年第5期42卷 612-619页

作者：李江峰李帅旗宋文吉冯自平中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院大学北京100049 淄博能源研究院山东淄博255000

为提升电动汽车CO_(2)热泵空调系统的制冷性能,文章构建了中间补气+回热器的跨临界CO_(2)系统,通过仿真研究了气体冷却器出口温度(T_(go))、气体冷却器压力(P_(g))、中间补气压力(P_(m))、相对补气量(β)、回热器过热度(ΔT)对系统制冷... 详细信息

为提升电动汽车CO_(2)热泵空调系统的制冷性能,文章构建了中间补气+回热器的跨临界CO_(2)系统,通过仿真研究了气体冷却器出口温度(T_(go))、气体冷却器压力(P_(g))、中间补气压力(P_(m))、相对补气量(β)、回热器过热度(ΔT)对系统制冷系数(EER)、制冷量(Q_(e))和压缩机排气温度(Tco)的影响及中间补气对回热器优化能力的提升。研究表明:存在最佳气体冷却器压力和最佳中间补气压力使得EER达到最大值,并得到两者与气体冷却器出口温度的关系式;气体冷却器出口温度上升会使系统性能下降,中间补气量和回热器过热度的增加能提升系统性能,EER提升了15.64%和6.07%,制冷量提升了27.88%和4.78%;回热器过热度的增加会导致压缩机排气温度上升,中间补气可降低压缩机排气温度,当限定压缩机排气温度时,中间补气可使回热器对EER和制冷量的优化能力分别提升了203%和173.87%;相对于基础跨临界CO_(2)系统,文章构建的优化系统在所研究工况内可使系统EER和制冷量分别提升18.38%和35.03%。

关键词：热泵空调中间补气回热器跨临界CO_(2)循环