基于改进PT-hybrid算法的地表潜热通量变化分析

潜热通量(LE)影响陆地生态系统的水量平衡和能量收支。【目的】提高不同植被类型对应的地表潜热通量的反演精度对于探究生态水文过程具有重要的现实意义。【方法】本研究采用动态植被模型--LPJ-GUESS模型,引入表征植被占比的参数fv对PT-hybrid潜热通量算法加以改进,从而提高陆面蒸散发的反演能力。【结果】根据全球49个通量站点的地面观测LE验证改进后的算法,改进算法所得LE值与实测值的决定系数R²从0.63增加到0.74,均方根误差RMSE从17.1 W/m²降低到11.7 W/m²。进一步分析1982-2014年全球陆地LE变化特征,发现低纬度地区的LE均高于高纬度地区,并且LE在同一纬度上也呈现出不同的分布趋势。【结论】改进后的模型对地表潜热通量模拟精度显著提高,有助于精细刻画地表LE的时空分布特征。     

蔬菜水果流态化速冻的数值分析

蔬菜水果速冻过程是一多物理参数变化(表面对流换热系数,导热系数,比热)并含有冻结潜热的复杂过程。该文建立了球形蔬菜水果流态化速冻过程的偏微分方程组,并用控制容积法推导出有限差分方程组,提出用当量温度计算冻结界面潜热,编制了计算机软件。用所提出的方法模拟速冻过程可以分析任意时刻的温度分布、冻结界面位置,以及任意点的温降曲线和通过最大冰晶生长温区所用时间。模型稍做修改可计算片状、圆柱型果蔬的速冻过程。     

低碳12％Cr型M体不锈钢的组织与性能研究

本文从受控低碳12％CrM体热强度钢的显微组织，合金元素在钢中的作用以及M体相变出发，设计低碳12％不锈钢的相关元素范围、热处理工艺，从而获得综合性能良好的高强度不锈钢。     

农田冠层与大气水汽通量耦合分析

退耦因子 (Ω)是表征作物与周围大气水汽交换的重要指标。研究了引入Ω评价冬小麦与大气系统潜热通量的耦合度。一般在早晨和接近傍晚时作物与大气之间有较好的耦合度 ,主要是由于此时冠层导度 (gc)小 ;中午时由于风速很大 ,并且gc 达到全天最大值 ,作物与大气耦合度较差。Ω的季节变化由gc 控制 ,而gc受叶面积指数的影响。在拔节期以前有均衡潜热通量 (LEeq) >实际潜热通量 (LE) >强加潜热通量 (LEimp)的趋势 ,而在拔节期以后则呈强加潜热通量 (LEimp) >实际潜热通量 (LE) >均衡潜热通量 (LEeq)的变化趋势。     

稳定农作物生长环境温度的相变储能材料制备与性能

为了稳定农作物适宜生长的环境温度,该研究从微封装角度开发适用于农业应用的相变微胶囊储能材料,以农作物适宜生长温度（30 ℃左右）为基础制备TiO₂@正十八烷微胶囊（相变温度25～33 ℃）,并通过氧化石墨烯（GO）对微胶囊的热性能进行修饰优化处理获得GO/TiO₂@正十八烷微胶囊。在此基础上,针对所制备的GO/TiO₂@正十八烷微胶囊测定了其样品的形貌、化学组成,最后对样品的热物性进行了检测分析。结果表明：所制备的微胶囊在扫描电镜观测下呈球形,平均直径1～3μm,颗粒均匀,且具有完整的核壳结构,还可观察到纳米GO片附着在微胶囊表面;红外测试结果表明GO与微胶囊并未发生化学反应,两者属于物理结合;试验所制备的储能微胶囊的包封率约为52.9 %,利用质量分数为1 %、2 %、3 %GO修饰后微胶囊包封率分别为43.3 %、41.2 %、37.6 %,差示扫描量热仪测试数据表明TiO₂@正十八烷微胶囊的熔融焓和结晶焓分别为120、116 J/g;采用质量分数为1 %、2 %、3 %的GO对所制备的TiO₂@正十八烷微胶囊进行修饰后,其热导率相比未经GO修饰微胶囊分别提升了57.5 %、86.3 %、104.2 %。最后,综合差示扫描量热(Differential scanning calorimetry)测试和热重分析测试数据可知该研究方法所制备的GO/TiO₂@正十八烷微胶囊具有较为理想的相变潜热和高导热性能的特性,同时其具有良好的热稳定性和使用寿命,应用前景广泛,可为低温能源的二次利用提供一种新的参考方案。     

相变材料墙体在郑州地区下沉式日光温室中的保温作用

将以CaCl2为主的水合无机盐复合相变材料平铺一层于郑州地区下沉式日光温室后墙夹层内,以普通温室为对照,观测并探讨典型天气条件下相变温室和普通温室室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差变化规律。结果表明,晴天相变温室在揭苫后平均升温速率为3.26℃/h,低于普通温室的3.65℃/h,午后最高温低于普通温室但差异不显著,全天后墙内表面平均温度高于普通温室3.9℃,夜间室内温度高于普通温室1.8℃,室内外温差大于普通温室。阴、雨天相变温室与普通温室的室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差均表现出一致的变化趋势;雪天温室内温度以及后墙内表面温度全天呈下降趋势,相变温室温度下降速率高于普通温室0.08℃/h,而相变温室室内外温差变化较小,普通温室室内外温差逐渐变大。相变材料能有效吸收储存热量,提高室内温度。试验结果可为水合无机盐复合相变材料的保温降能耗特性提供理论支持,也可为其在日光温室中的推广应用提供依据。     

以Cu颗粒强化导热的木质基复合相变储热材料性能研究

  目的  高导热的填料虽然能够提升木质基复合相变储热材料的储放热速率,但存在的易团聚现象无法使其均匀分散于材料内部。本研究旨在利用溶液还原法,由内而外地在轻木基体内原位生成单分散的金属铜颗粒,为提高木质基复合相变储热材料的储放热性能探索绿色、经济的道路。  方法  首先利用酸性亚氯酸钠溶液对轻木进行脱木素处理以提高其对相变材料的封装效率。然后利用CuSO₄溶液与抗坏血酸溶液在脱木素轻木内利用溶液还原法多次循环制备单分散金属Cu颗粒,并将反应完全后的轻木利用真空浸渍法与石蜡（PW）制备具有Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料。采用场发射电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、差式扫描量热仪（DSC）、导热系数测试仪和温度巡检仪对材料的微观、结晶、化学结构及储放热性能进行评价。  结果  轻木经脱木素处理后其对石蜡的封装效率从64.9%提升至了82.6%。经过抗坏血酸对Cu2+的还原作用,在轻木基体内原位制造出了Cu。然而循环次数过少,Cu不能均匀地分布在木材基体内,而过多的循环次数则会过量地影响轻木对相变材料的封装效果;其中3次的循环次数最为合适,以此所制备的复合相变储热材料导热系数提升了1.76倍,熔融与凝固潜热分别高达143.7、142.9 J/g,同时储热与放热时间分别缩短了23.7%与32.6%,展现出了更好的温度调节潜力。  结论  利用溶液还原法能够有效地在轻木基体内均匀制备金属Cu颗粒,并且以3次循环制备的Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料储放热性能较好。      

冷型小麦灌浆期农田热量分配状况初探

根据农田小气候观测资料分析冷型小麦“陕229”和暖型小麦“9430”农田热量分配差异及成因结果表明，灌浆型小麦“陕229”比“9430”品种株间0.2m-2/3株高和2/3株高-冠顶的潜热通量分别偏高17.35-67.40W/m^2和45.39-153.38W/m^2，湍流热通量分别偏低33.67-84.24W/m^2和21.24-142.99W/m^2，通过地面的土壤热通量偏低10.80-13.24W/m^2。不同温度型小麦农田热量分配的差异是由其生物学特性的差异所致，且是导致冷型小麦农田生态环境较冷湿的主要原因。     

牧草种子热泵辅助型太阳能储热干燥设备设计与试验

针对牧草种子干燥设备在能耗、排放和太阳能使用等方面存在的问题,提出了太阳能储热供热为主,尾气由热泵除湿后回收使用为辅的节能零排放干燥模式,完成了集热、储热和热泵等主要工作部件以及整机的结构设计,用移动式设计实现了太阳能集热可控和整机安全贮存.试验结果表明:处理量161 kg/h,度电处理量8.4 kg/(kW·h),干燥能力3 367 kg·％/h,干燥强度6.7 kg/(m3 ·h);太阳能相变储热干燥、太阳能一热泵联合干燥、热泵干燥和电加热干燥4种供热干燥模式的耗电量之比是0.9:1.0:1.2:1.5.