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基于非平衡热力学理论的黏土多组分重金属吸附模型
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作者 张志红 张嘉培 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期829-835,共7页
黏土垫层土颗粒的吸附特性是控制溶质运移的重要关键因素,进而影响对防渗屏障长期服役性能的准确评估。在传统单组分吸附模型的基础上,基于非平衡热力学和Ziegler最大耗散率原理,通过构建弥散型自由能函数和弥散型耗散率函数,采用连续... 黏土垫层土颗粒的吸附特性是控制溶质运移的重要关键因素,进而影响对防渗屏障长期服役性能的准确评估。在传统单组分吸附模型的基础上,基于非平衡热力学和Ziegler最大耗散率原理,通过构建弥散型自由能函数和弥散型耗散率函数,采用连续介质力学方法建立了非理想状态体系下适用于多组分重金属离子的非平衡态吸附模型。所建模型预测的多组分重金属离子吸附行为与已有试验结果吻合度较好,对比分析结果表明:所建非平衡态吸附模型能够正确揭示多组分重金属离子在黏土中的吸附动力学机制。 展开更多
关键词 平衡吸附 多组分 非平衡热力学 黏土垫层
The Stability Criterion Model and Stability Analysis of Waxy Crude Off Pipeline Transportation System Based on Excess Entropy Production
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作者 GAN Yifan CHENG Qinglin +3 位作者 SUN Wei GAO Wei LIU Xiaoyan LIU Yang 《热科学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第6期541-554,共14页
关键词 稳定性理论 交通系统 标准模型 原油管道 析蜡 生产 非平衡热力学
缠绕管式换热器管程的非平衡热力学研究 预览
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作者 韩勇 王学生 +2 位作者 陈琴珠 张朝 袁宇阳 《高校化学工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1280-1287,共8页
以描述缠绕管式换热器管程对流传热的Schmidt公式为基础,将内部流动传热的非平衡热力学模型相与Schmidt公式相结合,对缠绕管式换热器管程对流传热的非平衡热力学理论模型进行了理论研究;提出了传热熵产数(Ns,HX)和阻力熵产数(Ns,P)的概... 以描述缠绕管式换热器管程对流传热的Schmidt公式为基础,将内部流动传热的非平衡热力学模型相与Schmidt公式相结合,对缠绕管式换热器管程对流传热的非平衡热力学理论模型进行了理论研究;提出了传热熵产数(Ns,HX)和阻力熵产数(Ns,P)的概念;对缠绕管式换热器管程的Nu、ΔP、Ns,HX和Ns,P的变化规律进行了研究;结果显示,Nu随着Re的升高而升高,传热熵产数(Ns,HX)随着Re的升高而降低;ΔP和阻力熵产数(Ns,P)都随着Re的升高而增大;传热熵产数(Ns,HX)和阻力熵产数(Ns,P)能有效反映缠绕管式换热器管程对流传热过程的不可逆损失的变化规律,揭示了缠绕管式换热器管程对流传热的非平衡热力学原理。 展开更多
关键词 缠绕管 对流传热 非平衡热力学 熵产 熵产数
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汤姆逊效应对热电发电机驱动热电制冷机装置性能的影响 预览
4
作者 冯元力 陈林根 +1 位作者 孟凡凯 孙丰瑞 《节能》 2017年第7期12-18,共7页
建立了包含汤姆逊效应的热电发电机驱动热电制冷机(TEG—TEC)装置热力学模型,运用非平衡热力学理论和数值计算方法进行了性能分析,对比考虑和不考虑汤姆逊效应2种情况,分析了汤姆逊效应对装置性能的影响。结果表明,汤姆逊效应使TE... 建立了包含汤姆逊效应的热电发电机驱动热电制冷机(TEG—TEC)装置热力学模型,运用非平衡热力学理论和数值计算方法进行了性能分析,对比考虑和不考虑汤姆逊效应2种情况,分析了汤姆逊效应对装置性能的影响。结果表明,汤姆逊效应使TEG—TEC装置性能降低,且降低幅度随热电发电机高温热源温度或制冷空间温度升高而减小。当热电发电机热节点温度和热电制冷机冷节点温度分别取450K和285K,热电单元比取0.5时,汤姆逊效应使制冷率降低29.98%,使制冷系数降低23.02%,使极限制冷温差降低11.35%。考虑到汤姆逊效应的影响,应当将有限数量的热电单元适当多地分配到热电发电机中。文中结论为实际TEG—TEC装置的设计和运行提供了理论指导。 展开更多
关键词 热电发电机 热电制冷机 联合热电装置 汤姆逊效应 性能分析 非平衡热力学
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声子水动力学:进展、应用与展望
5
作者 郭洋裕 王沫然 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2017年第7期111-135,共25页
声子水动力学是研究介电固体中热输运的有效宏观方法,它具有清晰直观的物理图像和简洁统一的数学描述.本文总结了声子水动力学的理论基础、历史脉络、前沿进展与应用.从其历史发展看,声子水动力学经历了经典声子水动力学、唯象声子... 声子水动力学是研究介电固体中热输运的有效宏观方法,它具有清晰直观的物理图像和简洁统一的数学描述.本文总结了声子水动力学的理论基础、历史脉络、前沿进展与应用.从其历史发展看,声子水动力学经历了经典声子水动力学、唯象声子水动力学以及广义声子水动力学3个阶段.论文首先回顾了经典声子水动力学的统一动理论框架,通过声子Boltzmann方程Chapman-Enskog渐近展开推导,介绍了前人所得到的不同形式的声子水动力学方程的条件和适用范围.随后总结了唯象声子水动力学的主要概念和内容及在微纳尺度热输运中的应用,并阐明了其沿袭经典声子水动力学发展的历史逻辑与局限性.同时,为了推广声子水动力学在复杂系统中的应用,本文介绍了基于声子水动力学理论的数值方法的最新进展,包括声子格子Boltzmann算法和声子MonteCarlo方法等.为了能让声子水动力学更准确地描述微纳系统中的热传递规律,本文还展望了声子水动力学的未来发展趋势,阐释了广义声子水动力学的内涵和外延,深入探讨了其非平衡热力学的理论基础.本文力图促进声子水动力学的进一步发展及其在揭示极端条件热输运机理方面的应用. 展开更多
关键词 声子水动力学 宏观模型 微纳尺度热输运 非平衡热力学
Secondary relaxation and dynamic heterogeneity in metallic glasses:A brief review
6
作者 乔吉超 Q Wang +2 位作者 D Crespo 杨勇 J M Pelletier 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第1期32-41,共10页
Understanding mechanical relaxation, such as primary(α) and secondary(β) relaxation, is key to unravel the intertwined relation between the atomic dynamics and non-equilibrium thermodynamics in metallic glasses. At ... Understanding mechanical relaxation, such as primary(α) and secondary(β) relaxation, is key to unravel the intertwined relation between the atomic dynamics and non-equilibrium thermodynamics in metallic glasses. At a fundamental level, relaxation, plastic deformation, glass transition, and crystallization of metallic glasses are intimately linked to each other, which can be related to atomic packing, inter-atomic diffusion, and cooperative atom movement. Conceptually, βrelaxation is usually associated with structural heterogeneities intrinsic to metallic glasses. However, the details of such structural heterogeneities, being masked by the meta-stable disordered long-range structure, are yet to be understood. In this paper, we briefly review the recent experimental and simulation results that were attempted to elucidate structural heterogeneities in metallic glasses within the framework of β relaxation. In particular, we will discuss the correlation amongβ relaxation, structural heterogeneity, and mechanical properties of metallic glasses. 展开更多
关键词 金属玻璃 弛豫 均匀性 结构异质性 原子动力学 非平衡热力学 均质性 机械性能
Thermodynamic analyses and optimization for thermoelectric devices: The state of the arts 被引量:2
7
作者 CHEN LinGen MENG FanKai SUN FengRui 《中国科学:技术科学英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第3期442-455,共14页
热电的效果是从温度坡度直接变换电能的最有效的方法。热电的基于效果的发电,冷却并且加热的设备是 solid-stated,对环境地友好、可靠、长寿、容易可维护、容易完成小型化和集成。因此他们在太空有无匹的优点,车辆工业,浪费热恢复... 热电的效果是从温度坡度直接变换电能的最有效的方法。热电的基于效果的发电,冷却并且加热的设备是 solid-stated,对环境地友好、可靠、长寿、容易可维护、容易完成小型化和集成。因此他们在太空有无匹的优点,车辆工业,浪费热恢复,电子冷却,等等。这份报纸为 single-element, 在热力学的分析和优化考察进步并且多重元素, single-stage, 并且多重阶段,并且联合热电的发电机,热电的冰箱和热电的热泵,特别在非平衡热力学和有限时间热力学的方面。它也讨论热电的设备的发展中的趋势,例如热电的发电机,多级式的热电的设备,联合热电的设备,和热转移的热来源热电的设备的改进。 展开更多
关键词 热力学分析 热电设备 优化 热电发电机 状态 艺术 非平衡热力学 热电装置
正渗透膜的非平衡热力学膜特征参数解析 预览 被引量:1
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作者 边丽霞 方彦彦 王晓琳 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期75-83,118共10页
基于非平衡热力学用3个独立的膜特征参数(纯水渗透系数,反射系数和溶质渗透系数)分析在水力学压力驱动和渗透压驱动膜过程中溶剂水和溶质的传递现象.为了考察这些膜特征参数在两种不同驱动力驱动的膜过程中的一致性,用不同的方法确定... 基于非平衡热力学用3个独立的膜特征参数(纯水渗透系数,反射系数和溶质渗透系数)分析在水力学压力驱动和渗透压驱动膜过程中溶剂水和溶质的传递现象.为了考察这些膜特征参数在两种不同驱动力驱动的膜过程中的一致性,用不同的方法确定同一张正渗透膜分离层的膜特征参数.首先,通过几种中性溶质在水力学压力驱动膜过程中的截留率确定膜特征参数.其次,使用相同的中性溶质作为渗透压驱动膜过程中的驱动溶质,通过实验得到溶剂水的体积通量和溶质的摩尔通量,结合通量数据和非平衡热力学模型,再次得出这几种溶质的膜特征参数.结果表明,两种方法得到的膜特征参数一致性较好.这有助于进一步理解渗透压驱动膜过程中的传递现象,以及它与水力学压力驱动膜过程的差别. 展开更多
关键词 非平衡热力学 正渗透膜 膜特征参数 传递现象 渗透压驱动膜过程
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基于非平衡热力学模型的管内沸腾过程模拟 预览
9
作者 冯留海 聂永广 +3 位作者 王江云 雷晓东 王娟 毛羽 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期591-596,
为了更准确地模拟壁面沸腾过程,根据Lavievile非平衡热力学模型对沸腾流动的壁面热流率进行了划分,通过调节函数结合Sato模型修正了沸腾流动中的混合k-ε模型,建立了同时适用于管内过冷沸腾与整体沸腾流动阶段的曳力模型。使用上述模... 为了更准确地模拟壁面沸腾过程,根据Lavievile非平衡热力学模型对沸腾流动的壁面热流率进行了划分,通过调节函数结合Sato模型修正了沸腾流动中的混合k-ε模型,建立了同时适用于管内过冷沸腾与整体沸腾流动阶段的曳力模型。使用上述模型对环状竖直管内沸腾流动过程进行数值模拟,计算结果与实验值吻合,可以用来模拟整个管内沸腾流动过程。数值模拟显示,沸腾流动可以明显增大管壁的传热系数,但当管壁处蒸气体积分数超过0.6时,会出现传热恶化现象。 展开更多
关键词 沸腾流动 非平衡热力学 曳力模型 传热系数 数值模拟
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旋流喷嘴内超临界流体闪蒸过程的数值模拟 预览
10
作者 冯留海 王江云 +3 位作者 赵凡 孙中卫 王娟 毛羽 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期741-747,共7页
旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响。根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型,采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中。将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界... 旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响。根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型,采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中。将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界流体的闪蒸相变过程,分析旋流喷嘴内压力、速度、温度和各相浓度分布,以预测旋流喷嘴对颗粒成形的影响。结果表明,旋流喷嘴内三相介质分层流动,从而实现戊烷溶剂与沥青溶质的预分离,有利于形成粒径较小且密实的沥青颗粒。 展开更多
关键词 旋流喷嘴 数值模拟 闪蒸相变 非平衡热力学
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氮含量对含硼低碳贝氏体钢性能的影响 预览 被引量:1
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作者 刘艳玲 黄重 田云生 《河南冶金》 2016年第4期15-16,32共3页
对不同氮含量下的含硼低碳贝氏体钢的强塑性、冲击韧性进行了对比分析,从微观组织简单分析了氮对钢板强度造成影响的原因,并从热力学角度解释了加钛固氮的必要性,针对冶炼过程中氮含量的控制提出了一系列措施。
关键词 氮含量 平衡热力学 脱氮
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Growth mechanism and optical properties of InGaAs/GaAsSb Su-perlattice structures
12
作者 JIN Chuan XU QingQing CHEN JianXin 《中国科学:物理学、力学、天文学英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期40-44,共5页
In this paper,we report the growth of Ga As Sb and its crystalline property under various Sb2/As2 flux ratios and growth temperatures.We simulated the incorporation difference between Sb2 and As2 by using a non-equili... In this paper,we report the growth of Ga As Sb and its crystalline property under various Sb2/As2 flux ratios and growth temperatures.We simulated the incorporation difference between Sb2 and As2 by using a non-equilibrium thermodynamic model.Our study of Ga As Sb growth has successfully yielded,high quality In Ga As/Ga As Sb Type II superlattice for which the optical properties were characterized by photoluminescence at different excitation power and temperature.A blue-shift in luminescence peak energy with excitation power was observed and was described by a non-equilibrium carrier density model.We measured and analyzed the dependences of peak energy and integrated intensity on temperature.Two thermal processes were observed from intensity dependent photoluminescence measurements. 展开更多
关键词 GAASSB 砷化铟镓 光学特性 非平衡热力学 机制 结构 INGAAS 模型模拟
非平衡热-机械-扩散-化学非均匀耦合系统中的能量和熵方程
13
作者 匡震邦 《中国科学通报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2015年第10期952-957,I0008共7页
本文针对现有教材和文献中关于非平衡热-机械-扩散-化学非均匀耦合系统的能量方程存在的缺陷提出了修正,给出了正确的新的能量方程.在新的能量方程的基础上,给出了合适的熵方程和熵产率方程,进而给出了不可逆力和流的演化方程,它... 本文针对现有教材和文献中关于非平衡热-机械-扩散-化学非均匀耦合系统的能量方程存在的缺陷提出了修正,给出了正确的新的能量方程.在新的能量方程的基础上,给出了合适的熵方程和熵产率方程,进而给出了不可逆力和流的演化方程,它们和傅里叶及菲克定理一致.这有助于改变以往把线性不可逆热力学看成半定量、半定性科学的概念,使之成为线性近似意义上的精确科学,即理论的结果基本上可以直接应用. 展开更多
关键词 质量扩散 化学反应 能量方程 异构系统 非平衡热力学 熵公式 耦合系统 质量流量
颗粒介质的结构及热力学 被引量:3
14
作者 孙其诚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期259-269,共11页
颗粒介质具有远程无序和近程有序的结构,是产生动力学不均匀性(dynamical heterogeneity)和复杂不可逆过程的根源.本文分析了颗粒介质的结构特征、变形和能量耗散之间的内在关联,讨论了颗粒介质的弹性,提出了流变应变增量、耦合应变... 颗粒介质具有远程无序和近程有序的结构,是产生动力学不均匀性(dynamical heterogeneity)和复杂不可逆过程的根源.本文分析了颗粒介质的结构特征、变形和能量耗散之间的内在关联,讨论了颗粒介质的弹性,提出了流变应变增量、耦合应变增量和弹性应变增量的应变增量分解方式.沿用非平衡热力学框架,引入表征运动无序的动理学颗粒温度Tk和表征弹性应力涨落的构型温度Tc,作为非平衡态变量,建立了双颗粒温度热力学(two-granular-temperature thermodynamics,TGT理论),注重分析了不可逆过程中的热力学力和流,并与著名的砂土内变量热力学进行了对比. 展开更多
关键词 颗粒介质 介观结构 力学不均匀性 非平衡热力学
准静态颗粒流流动规律的热力学分析 被引量:3
15
作者 刘中淼 孙其诚 +1 位作者 宋世雄 史庆藩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期286-296,共11页
本文分析了颗粒流的介观结构及其特征,提出了颗粒流的双颗粒温度概念T^Kin和T^conf,表征颗粒无序运动和构型无序演化的程度;进而作为非平衡变量,与经典非平衡热力学fclassicalirreversiblethermodynamics,CIT)变量共同构成颗粒流... 本文分析了颗粒流的介观结构及其特征,提出了颗粒流的双颗粒温度概念T^Kin和T^conf,表征颗粒无序运动和构型无序演化的程度;进而作为非平衡变量,与经典非平衡热力学fclassicalirreversiblethermodynamics,CIT)变量共同构成颗粒流的热力学状态变量集,确定了颗粒流的能量转换规律和熵产生率等,发展了颗粒流双颗粒温度(twogranulartemperate,TGT)模型.以体积恒定的简单剪切准静态颗粒流为例,结合离散元模拟(discreteelementmethod,DEM),确定了双颗粒温度模型所需的材料参数,分析了颗粒流发展段的规律和稳恒段的有效摩擦系数. 展开更多
关键词 颗粒流 颗粒温度 非平衡热力学 能量耗散
海洋动力学
16
作者 D. Olbers 陈雄山 《国外科技新书评介》 2014年第3期11-12,共2页
海洋覆盖了三分之二以上的地球表面,它大大地影响了大气及生态系统。为了研究气象,必然要涉及海洋动力学。本书是一本少有的把重点放在详细讲解物理机制的海洋动力教科书。书中介绍了基于流体力学、非平衡热力学和地球物理流体动力学... 海洋覆盖了三分之二以上的地球表面,它大大地影响了大气及生态系统。为了研究气象,必然要涉及海洋动力学。本书是一本少有的把重点放在详细讲解物理机制的海洋动力教科书。书中介绍了基于流体力学、非平衡热力学和地球物理流体动力学的大尺度海洋环流理论。 展开更多
关键词 海洋动力学 非平衡热力学 流体动力学 地球表面 生态系统 物理机制 流体力学 海洋环流
颗粒介质结构与力学特征研究综述 预览 被引量:3
17
作者 刘传奇 孙其诚 王光谦 《力学与实践》 北大核心 2014年第6期716-721,共6页
颗粒介质由大量离散的粗颗粒聚集而成,如自然界中的粗砂和碎屑堆积体等.在工程实践中,人们依据经验和实验数据建立了许多模型,虽然可以满意地描述某些力学现象,但是对颗粒介质力学性质全貌的认识以及颗粒介质物理本质的理解仍远远不够.... 颗粒介质由大量离散的粗颗粒聚集而成,如自然界中的粗砂和碎屑堆积体等.在工程实践中,人们依据经验和实验数据建立了许多模型,虽然可以满意地描述某些力学现象,但是对颗粒介质力学性质全貌的认识以及颗粒介质物理本质的理解仍远远不够.颗粒介质长程无序、短程有序的结构和复杂的能量转化过程,注定了其独特的力学性质.该文综述了颗粒介质结构探测和表征技术、热力学理论和固态-流态转变方面的新进展,特别介绍了清华大学近5年来开展的颗粒介质结构模型化方法和双颗粒温度热力学理论.最后,提出了开展结构分析-热力学理论的联合研究思路,以期更加深入认识颗粒介质的力学特性,探究颗粒介质的热力学根源,改善现有唯象研究现状. 展开更多
关键词 颗粒介质 细观结构 颗粒温度 动理学 非平衡热力学
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Methodology of non-equilibrium thermodynamics for kinetics research of CO2 capture by ionic liquids 被引量:1
18
作者 LU XiaoHua JI YuanHui +1 位作者 FENG Xin JI XiaoYan 《中国科学:化学英文版》 SCIE EI CAS 2012年第6期1079-1091,共13页
在这篇论文,非平衡热力学的方法论被离子的液体为 CO2 俘获的动力学研究介绍,并且下列三个关键科学问题被建议由离子的液体在 CO2 俘获的动力学研究使用方法论:可靠热力学的模型,界面的运输率描述和精确试验性的流动。获得精确试验... 在这篇论文,非平衡热力学的方法论被离子的液体为 CO2 俘获的动力学研究介绍,并且下列三个关键科学问题被建议由离子的液体在 CO2 俘获的动力学研究使用方法论:可靠热力学的模型,界面的运输率描述和精确试验性的流动。获得精确试验性的流动由离子的液体在 CO2 俘获进程要求可靠试验性的动力学数据和有效运输区域。处于三个关键科学问题的研究进展系统地被考察,进一步的工作被分析。最后,非平衡的观点由离子的液体的 CO2 俘获的动力学的热力学的研究被建议。 展开更多
关键词 液体二氧化碳 平衡热力学 液体动力学 捕获 离子 非平衡热力学 科学问题 热力学模型
高压射流中的戊烷闪蒸过程数值模拟 预览 被引量:4
19
作者 聂永广 毛羽 +1 位作者 王江云 王娟 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期814-820,共7页
戊烷闪蒸是沥青喷雾造粒过程中的一个重要因素。根据戊烷减压相变中的传质传热规律,基于计算流体力学软件Fluent中的混合模型,采用UDF建立了戊烷瞬态闪蒸模型,并对戊烷的射流闪蒸过程进行了数值模拟计算,模拟结果与理论计算值较为... 戊烷闪蒸是沥青喷雾造粒过程中的一个重要因素。根据戊烷减压相变中的传质传热规律,基于计算流体力学软件Fluent中的混合模型,采用UDF建立了戊烷瞬态闪蒸模型,并对戊烷的射流闪蒸过程进行了数值模拟计算,模拟结果与理论计算值较为吻合。通过对采用不同结构喷嘴的戊烷闪蒸相变过程分析发现,在原有喷嘴上加入渐缩段后,可以避免喷嘴中的压力突变,有效减少喷嘴中戊烷的气化率,防止沥青颗粒过多析出阻塞喷嘴,有利于喷雾造粒过程的持续进行。 展开更多
关键词 喷雾造粒 闪蒸 非平衡热力学 数值模拟 混合模型
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离子液体捕集二氧化碳非平衡热力学研究方法学探讨 被引量:2
20
作者 陆小华 吉远辉 +1 位作者 冯新 吉晓燕 《中国科学:化学》 CSCD 北大核心 2012年第3期 245-259,共15页
介绍了应用非平衡热力学研究离子液体捕集二氧化碳(CO2)动力学的思路,分析了其成功应用需解决三大关键科学难题,即可靠的热力学模型,界面传递速率描述以及准确的通量数据.其中,准确通量数据的获得需要可靠的实验动力学数据和离... 介绍了应用非平衡热力学研究离子液体捕集二氧化碳(CO2)动力学的思路,分析了其成功应用需解决三大关键科学难题,即可靠的热力学模型,界面传递速率描述以及准确的通量数据.其中,准确通量数据的获得需要可靠的实验动力学数据和离子液体捕集CO2过程传递面积的有效考察.在此基础上系统地总结了该三大关键科学问题最新的研究进展和分析后续开展的工作,并对离子液体捕集二氧化碳非平衡热力学研究提出展望. 展开更多
关键词 离子液体 CO2捕集分离 非平衡热力学 界面传递速率 纳米气泡 统计速率理论
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