生物质气化过程的热力学模型研究

在综合考虑系统散热和碳不完全转化等因素的情况下,基于物质平衡、能量平衡和化学反应平衡建立了生物质气化过程热力学模型,并用Newton-Raphson方法对模型进行了求解.模型计算结果与文献数据基本吻合.最后,利用所建模型分析了空气预热温度、原料含水率、反应温度、空气当量比对气体成分、热值等指标的影响程度.     

高温空气气化生物质的平衡模型研究

在考虑气化过程中碳的部分转化及系统散热的基础上,对甲烷反应的平衡常数进行修正,建立了基于物料平衡、化学平衡及能量平衡的高温空气气化生物质的平衡模型,模型计算结果与文献试验数据相符。利用该修正模型研究了林木废弃物在下吸式固定床、高温空气气化条件下,空气预热温度、原料含水量及空气当量比对产气组成、气体热值和气化效率的影响。结果表明:提高空气预热温度有利于产气,而原料含水量应尽量降低;空气当量比为0.34时,气化效果最理想。     

汽车空调制冷系统稳态仿真研究

分析了汽车空调制冷循环,建立了压缩机、冷凝器和蒸发器的数学模型。利用Matlab中Simulink仿真工具建立了汽车空调制冷系统稳态仿真模型。通过仿真模型对汽车空调压缩机、冷凝器和蒸发器的匹配进行研究,得出了冷凝温度、蒸发温度、空气进口温度、空气进出口温差等参数对系统的影响关系,为空调制冷系统合理选配提供依据。     

温室环境因子驱动甜瓜水分传输机理分析与模拟

利用人工气候室控制空气温度、相对湿度和光合有效辐射量,根据水量平衡法控制土壤含水率,按照四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计,对甜瓜蒸腾量进行模拟,并探讨各因子调控水分传输的机制。基于Jarvis模型建立环境因素驱动的多元非线性气孔导度模型,结合水汽扩散原理建立蒸腾量模型,模型预测精度良好。探究因素交互作用及其耦合调控效应,结果表明:除相对湿度对蒸腾表现为抑制作用,土壤含水率、空气温度和光合有效辐射均对蒸腾具有促进作用;土壤含水率与空气温度的单因素效应相似,随因素水平增加,蒸腾量线性升高;光合有效辐射量驱动蒸腾的单因素效应为开口向下的二次函数,当因素水平超过阈值后,蒸腾量逐渐下降。环境因素在驱动和调控蒸腾过程中均存在密切耦合和反馈效应,土壤含水率与温度对蒸腾调控的耦合效应趋近于平滑曲面,蒸腾量随两因素水平的升高而升高,在试验水平内两因素对蒸腾表现为协同促进效应;空气相对湿度减弱了水汽扩散驱动力,进而抑制温度和土壤含水率对蒸腾的驱动作用,且这种抑制作用随相对湿度的升高而更明显。     

考虑空气影响的干旱区土壤水分运移模式研究

在前人研究的基础上,根据石河子垦区的实际情况,确定模型特定的边界条件及参数,建立适合该区的包气带-饱和带水、气二相流的质热传输模型,模拟土壤水分、温度的动态变化,并利用实测土壤温度、土壤含水率数据进行模型检验。结果表明:模拟的土壤温度和含水率能够较好地反映实测值的变化规律,各土层模拟精度评价指标表明考虑空气影响的模拟结果更接近实测结果。对于9.7 mm日降水量的入渗深度,耦合模型可影响20 cm深土壤含水率,单相模型可影响到30 cm深左右。降水当日考虑空气模拟的蒸发速率比不考虑空气模拟的蒸发速率大7.7%;降水后1 d,不考虑空气影响导致蒸发速率比考虑空气的小3.19%。计算模拟期2种模型土壤总蒸发量,相差不大。根据2种模型水量平衡分析结果对比蒸发量的计算值与模拟值,发现考虑空气影响的模型模拟结果更可靠。     

白菜种子热泵干燥过程动态模型研究

在现有12种常用的种子干燥经验与半经验模型基础上,结合白菜种子热泵干燥数据,按模型中是否考虑干燥空气温度与相对湿度影响进行了4种不同情况的模型研究,以R2、ERMS、x2、EMD4种统计指标为标准进行了不同模型的比较与分析.结果表明,同时考虑干燥空气温度和相对湿度影响的模型具有更高的精度,尤其是改进Henderson and Pabis模型、Midilli et al模型和Two-term exponential模型.     

南瓜丝平衡含水率的研究

应用静态法测定南瓜丝在10-50℃和全相对湿度范围内的吸湿、解吸平衡含水率，以此分析相对湿度、温度对南瓜公平衡含水率的影响，对Henderson修正方程等四个模型进行比较，确定描述南瓜丝吸湿、解吸平衡含水率模型。     

猪粪好氧堆肥过程有机质降解和热量平衡模型

依据有机质降解一级动力学方程和系统热量平衡方程,充分考虑猪粪好氧堆肥有机质降解的梯次性对数学建模的影响,建立了反应器好氧堆肥过程有机质降解Monod模型和热量平衡模型.有机质降解Monod模型考虑了温度、含水率、氧体积分数和自由空域4种因素对降解系数的影响,其中温度作为最主要影响因素;热量平衡模型中主要考虑了对流、传导的热量传递方式.利用实验室好氧堆肥反应器进行的模型验证试验结果表明:堆肥试验实测值与模型模拟值表现出较好的一致性,有机质降解的实测值与模型模拟值的相对标准误差为13.02％,温度变化的实测值与模型模拟值的相对标准误差为9.9％.     

基于叶温的作物水分亏缺诊断方法研究

作物冠层或叶片温度的变化可以反映作物的水分状况[1]。为此,根据能量平衡原理分析了作物的冠层(叶片)—空气温差变化的影响因素,并采用模糊推理技术,以叶片—空气温差及相关的环境因素(空气水汽压差、光照强度、空气温湿度和风速等)为输入变量,以CWSI为输出变量,探讨基于植物叶片—空气温差的作物水分亏缺诊断的智能化方法,实现了作物水分亏缺指标的动态分析,有效地解决了环境因素对CWSI计算结果的影响。采用温室生长的黄瓜为对象进行试验,试验表明:该诊断方法可有效地反映作物水分亏缺程度,克服了传统诊断的局限性。     

六价铬在土壤中吸持和迁移的试验研究

运用批平衡试验和土柱试验,研究了六价铬在土壤中的吸持反应,并进行了动力学模型拟合和吸持等温线平衡模型研究。试验共设3种土壤、6个浓度和2个温度,同时运用6个动力学模型和4个平衡模型进行了拟合。结果表明,由于六价铬的阴离子特性,六价铬在土壤中的物理化学特性非常复杂,而且不易于被土壤所吸持,吸持量较小,吸持效果不稳定。大部分动力学模型和全部平衡模型拟合效果较好。通过土柱试验研究了六价铬在土壤中运移的非平衡运移规律,应用HYDRUS-1D模型进行拟合,结果准确、可靠。