几个有关土壤水问题的探讨

本文从孔径分布连续性的角度，讨论弛毛管水联系破裂湿度和土壤水运动阶段的划分在定量上的不确定性。同时，根据土壤－植物－大气连续体系水分热力学函数的实测资料，论证了在判断土壤水运移方向时，熵增加原理的局限性和偏摩尔Ｇｉｂｂｓ自由能减小原理的适用性。并且进一步阐明了水流第二定律的三个基本点，以及在应用该定律时曾经出现的误解。     

热力学模型对-K2SO4-H2O体系溶解度的预测

用Pitzer Simonson Clegg热力学模型(PSC模型)和Pitzer模型,结合KCl-H2O, K2 SO4-H2O以及KCl-K2SO4-H2O体系水活度和溶解度实验数据,分别计算H2O体系和K2SO4H2O体系的溶解度相图,及KCl-K2SO4-H2O体系在273.15 K,298.15 K,323.15 K和348.15 K的溶解度结果表明对于溶解度较低的KCl-K2SO4 H2O体系,Pitzer模型仅用二元参数得到的计算值与实验值一致,而PSC模型需考虑三元离子相互作用参数。     

Moisture Adsorption Isotherms and Thermodynamic Properties of Penaeus vannamei Meat with and without Maltodextrin Addition

ABSTRACT

Moisture adsorption isotherms of freeze-dried Penaeus vannamei meat containing maltodextrin (PV-MD) and maltodextrin-free (PV) samples were determined at temperatures of 5, 15, 25, 35, and 45°C with water activity (a_w) ranging from 0.112 to 0.931. The adsorption behaviors of PV and PV-MD followed type III isotherms. The equilibrium moisture content of PV and PV-MD decreased with increasing temperature and increased with increasing a_w. The monolayer moisture content increased with the addition of maltodextrin and was observed to be 0.0611–0.0824 and 0.0734–0.1034 g water/g dry solids for PV and PV-MD, respectively. Eight models were employed to fit experimental data, and the Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB) model achieved the best fit. For both PV and PV-MD, the differential enthalpy and entropy and integral enthalpy decreased with increasing moisture content. The integral entropy was negative in value and increased with increasing moisture content. The spreading pressure increased with increasing a_w but decreased with increasing temperature. A plot of differential enthalpy versus entropy satisfied the enthalpy-entropy compensation theory, and the adsorption behavior of P. vannamei meat was enthalpy-driven and spontaneous. Addition of maltodextrin increased the differential enthalpy and entropy, integral enthalpy, and spreading pressure, but decreased the integral entropy of P. vannamei meat.     

层式下吸式气化炉中生物质热解的热力学模型

基于物质平衡、能量平衡和化学反应平衡为层式下吸式气化炉有焰热解区建立了热动力学平衡模型,把灰分作为出口成分进行了考虑,并通过牛顿法对模型进行了求解。模型的预测结果与现有文献中的试验数据很好的吻合,与其他研究者的预测结果基本一致。利用该模型对有焰热解区进行了分析预测。结果表明,ER、原料的含水量、散热损失对有焰热解区出口的气体温度和成分都有比较明显的影响;空气预热温度和灰分含量对出口气体温度有一定的影响,而对气体成分的影响不明显;当ER较高而生物质含水量较低时,气化炉内发生结渣的可能性增加;在ER0.392时,提高空气的预热温度,对整个气化炉的气化是有利的;热损失超过14%,ER0.32时,可能出现生物质无法完全热解的情况;对于典型的玉米秸秆气化,有焰热解区出口气体成分中,对还原区反应有重要影响的H_2O范围在20%~25%之间,CO_2范围在10%~15%之间。本模型的预测结果还为还原区的模型提供了初始参数。     

超声波改善乳酸钙-氯化铵-水复合相变材料过冷特性

针对无机相变材料过冷度高的问题,对乳酸钙-氯化铵-水相变体系做超声震荡处理以及在凝固过程加入超声外场,研究超声波对乳酸钙-氯化铵-水相变体系凝固特性的影响。试验发现,增加超声波震荡后,过冷度降低0.62℃,相变过程持续了7755 s,溶液的相变潜热为276.2J/g,增加了4.14%;溶液凝固时增加超声波相变体系没有出现过冷现象,相变过程持续了8 256 s溶液的相变潜热为283.5 J/g,增加了6.9%。试验表明,在乳酸钙-氯化铵-水相变体系凝固过程中加入超声场,有利于乳酸钙-氯化铵-水相变体系的性能提高。     

林下土壤过氧化氢酶动力学和热力学特征研究

对北京低山油松林和落叶松林下土壤过氧化氢酶动力学特征和热力学特征进行了研究。结果表明，两种林下土壤Ａ层和Ｂ层的过氧化氢酶酶促反应的米氏常数、最大速度、最大速度／米氏常数、活化能和活化焓均有差异，但其活化熵和活化自由能差异不大。     

考虑焦油的生物质气化过程热力学模型

在生物质气化过程中焦油是不利产物,由于焦油成分的复杂性,传统生物质气化热力学模型均未考虑焦油。为了研究操作运行条件对燃气成分、焦油等影响,本文引入焦油模型化合物,考虑系统散热和碳不完全转化等因素影响,基于物质平衡、能量平衡和化学反应平衡建立了考虑焦油的生物质气化过程热力学模型。使用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。利用文献数据验证了模型的有效性。最后,利用所建模型计算了空气预热温度、空气当量比、水蒸汽添加率等操作条件对燃气成分、焦油含量等指标的影响。结果表明,空气预热温度提高,焦油含量下降,气体热值提高;空气当量比从0.2提高到0.3,焦油含量降低,燃气中有效成分减少;水蒸汽添加率从0增加到10%,焦油含量下降,气化效率提高。研究结果可为生物质能低焦清洁利用提供参考。     

长期秸秆还田对农田土壤水分运动与热力学函数关系初探

利用长期定位试验的土壤,研究了温度、水分、热力学函数之间的关系。结果表明,不同玉米秸秆还田土壤比较,土壤水势温度效应为高量玉米秸秆还田>低量玉米秸秆还田>单施化肥;在同一温度条件下,提高土壤水势可增加土壤非饱和导水率,呈现高量玉米秸秆还田>低量玉米秸秆还田、单施化肥;在相同的土壤含水量条件下,增加温度可提高土壤非饱和导水率,其导水率温度效应值(dk/dt)高量玉米秸秆还田<低量玉米秸秆还田和单施化肥。土壤含水量一定时,随着相对偏摩尔自由能变和相对偏摩尔焓变增大,土壤非饱和导水率也增大,并且高量玉米秸秆还田大于低量玉米秸秆还田和单化施肥,拟合得出的相对偏摩尔自由能变和相对偏摩尔焓变与土壤非饱和导水率方程,具有较好的适应性。     

磷酸盐对塿土锌吸附热力学特性的影响

土对锌吸附的过程可以用Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｔｅｍｋｉｎ方程进行描述；利用Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程的平衡常数（Ｋａ）可以推求出锌吸附反应的热力学函数——自由能（ΔＧ°）、焓（ΔＨ°）和熵（ΔＳ°），并通过对这些热力学函数的研究得出，土对锌的吸附是一个自发的吸热反应，随加入磷浓度的增大，锌的最大吸附量虽有所减小，但吸附强度却在增大；温度的升高，不但会使最大吸附量增大，而且增加土壤对锌的吸附强度     

土壤胡敏酸－铜络合物稳定性及热力学特性的研究

用离子交换平衡法测定了陕西主要土壤土、黑垆土、黄绵土胡敏酸－铜络合物的稳定常数。结果表明：胡敏酸－铜络合物的ｌｏｇＫ呈：黑垆土＞土＞黄绵土的趋势；ｐＨ值从４．０～７．０，ｌｏｇＫ值均递增；离子强度（Ｉ）从０．００～０．１０，温度（Ｔ）从２９８Ｋ～３１３Ｋ，ｌｏｇＫ值均减小；络合反应热力学函数变化△＿ｒＧ￣θ＿ｍ＜０，△＿ｒＨ￣θ＿ｍ＜０，△＿ｒＳ￣θ＿ｍ＜０；配位数（ｘ）为非整数，此络合物属多点位络合。黄绵土胡敏酸－铜络合物具有环境变异稳定性。