刘家旭
,
王吉垒
,
周微
,
苗翠兰
,
熊光
,
辛勤
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62751-7
单光束红外光谱技术(原位傅立叶透射变换红外、原位漫反射红外和衰减全反射红外光谱技术)虽然已经用于气固相多相催化反应的原位表征中,但这些光谱在真实反应条件下会受到气体分子振动光谱和加热条件下产生的发射光谱的严重影响,不能实时获得催化剂表面的真实信息.另外,由于在真实的气固相多相催化反应过程中,催化剂本底的信息会随着反应时间的延长而发生变化,因此单光束红外光谱技术在扣除本底信息方面存在误差.为了实现在反应条件下,实时、原位表征催化剂表面的状态,我们报道了一种双光束红外光谱表征技术.该技术包括双光束红外光谱系统及双光束红外反应池.其特征在于:实时双光束原位红外光谱系统由两台完全相同的红外光谱仪和双光束红外反应池组成.双光束红外反应池由完全相同的样品池和参考池连接而成,样品池和参考池处于同一水平线上分别对应于样品光谱仪和参考光谱仪,由计算机同步控制两台红外光谱仪,排除实时状态下的气体分子振动光谱干扰和加热条件下产生的发射光谱干扰.该技术可以对真实反应条件下的气固相多相催化反应进行实时原位表征.通过应用程序的关联可以实时、同步采集样品光束和背景光束谱图来得到催化剂表面物种随反应时间变化的真实信息.该技术克服了单光束红外光谱在原位多相催化反应表征方面的缺陷,使表征结果变得更加精确可靠.该技术还可以在变化的气相组分条件下,获得不同温度下、实时的催化剂表面活性中心、活性相和中间物种的信息.采用上述双光束红外光谱仪对丁烯在纳米HZSM-5催化剂上芳构化反应过程进行了实时、原位观测,首次在实际反应条件下,观察到了异丁烯在纳米HZSM-5沸石的表面Br?nsted酸中心上经历吸附、活化、聚合、环化等反应步骤生成芳烃的过程.
关键词:
双光束原位红外光谱
,
气相分子振动光谱
,
热辐射
,
实时光谱
,
多相催化
,
真实反应条件
,
芳构化
,
纳米HZSM-5分子筛
王卫杰
,
符策基
,
谭文长
工程热物理学报
本文研究了一种SiC薄膜/光子晶体结构的热辐射特性,在SiC薄膜/光子晶体的界面处具有微光栅结构。利用RCWA方法数值模拟了该结构的热辐射特性,发现在SiC薄膜/光子晶体的界面处由于不同的电磁模态激发,导致其发射率在多个频段或方向具有很高的值,从而可通过利用不同电磁模态激发的条件及其相互作用实现对热辐射的调控。
关键词:
薄膜
,
光子晶体
,
电磁模态
,
热辐射
刘广平
,
韩玉阁
,
李强
,
宣益民
工程热物理学报
微结构表面热辐射光谱特性研究分析的一个主要问题在于表面微结构复杂的空间自由度以及计算方法.针对以上问题本文建立了任意微结构表面的物理模型,基于电磁波理论给出了微结构表面热辐射满足的麦克斯韦方程组.将时域有限差分方法(FDTD)用于麦克斯韦方程组的离散求解,引入场分离处理方法,直接计算提取反射场量,进而采用坡印廷定理计算得到能流以及光谱特性.最后,分别计算了随机微结构表面和微腔表面的热辐射光谱特性,并与相关文献的实验以及计算结果进行了比较.
关键词:
热辐射
,
光谱特性
,
微结构表面
,
FDTD方法
朱群志
,
李永光
,
邹捷书
工程热物理学报
本文研究了热辐射在气凝胶纳米微孔结构中的传递.应用离散偶极子方法对随机生成的纳米结构的散射进行了模拟.结果表明:孔隙率和微分散射截面、散射效率因子关系密切.孔隙率增加,微分散射截面和散射效率因子减小明显;微分散射截面、散射效率因子和材料的宏观密度之间存在幂函数关系.本文的研究结果有助于理解气凝胶的结构参数和热辐射特性之间的联系.
关键词:
气凝胶
,
热辐射
,
孔隙率
,
散射
,
多孔介质
黄河激
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
采用滤光成像,摒弃电弧及羽流干扰,实验获得了采用纯氮、纯氢以及氢-氮混合气为推进剂时,低功率电弧加热发动机喷管内壁面的热辐射强度分布。通过辐射强度-温度标定以及图像分析,导出了相应的温度分布。实验结果表明,喷管扩张段内壁面温度最高处位于喉道出口附近。采用不同推进剂时,喷管内壁面温度分布情况有显著区别。
关键词:
电弧加热发动机
,
热辐射
,
喷管内壁
,
温度测量
朱新德
,
孙良成
,
王峰
,
李胜利
稀土
利用溶胶凝胶-丝网印刷法在氧化铝基底上制备了La1-xSrxMnO3(x=0.3、0.4和0.5)薄膜,研究了薄膜通电发热后的热辐射特性.不同掺锶量的薄膜发热温度在90℃～360℃范围内时,红外辐射波长主要集中在4000 nm～ 5000 nm,发热温度越高,最大辐射波长越短,而掺锶量对红外辐射光谱影响较小；掺锶量x=0.4的薄膜可实现800℃以上的加热温度,控制电压使发热温度保持在500 ℃时,可实现长时间稳定加热.
关键词:
锰酸镧
,
薄膜
,
热辐射
,
红外辐射光谱
,
通电发热
帅永
,
刘林华
,
王雁鸣
,
谈和平
工程热物理学报
本文通过时域有限差分法求解 M-well 方程组,分析微结构表面与入射辐射间的相互作用,结合近场 - 远场辐射转换模型,获得了尺寸、温度和入射波长等参数对表面双向反射分布函数的影响规律,研究结果为热辐射的光谱和方向调控技术提供了数值基础.
关键词:
有限时域差分
,
表面辐射特性
,
微结构
,
热辐射
,
电磁波
张顺德
,
夏新林
,
戴贵龙
,
于明星
,
颜维旭
工程热物理学报
建立了高温光谱透射率测量装置,测量了石英光学窗口在300～1100K温度范围内的可见光及近红外四个光谱下的法向透射率。根据样件的光谱透射率测量数据,基于双厚度法计算获得了石英光学窗口的光谱折射率和光谱吸收系数。利用光谱折射率和光谱吸收系数预测的另一种厚度的样片透射率数据与实验测量值的相对误差小于10%。
关键词:
石英光学窗口
,
光谱特性
,
热辐射
,
高温实验
易红亮
,
甄仌
,
何凯
,
谈和平
,
周玉
工程热物理学报
多维辐射-导热耦合传热间题有广泛的应用背景.本文采用有限元法对辐射传递方程的离散坐标形式进行离散,并采用有限元法求解瞬态辐射-导热耦合能量方程,研究二维方腔半透明参与性梯度折射率介质内瞬态耦合传热,考虑第一类热边界条件,分析了折射率分布、衰减系数、散射反照率及散射相函数对对瞬态耦合传热的影响.结果表明,梯度折射率对瞬态耦合传热影响显著.
关键词:
梯度折射率
,
热辐射
,
导热
,
有限元法
卢玫
,
杨茉
,
余敏
,
王建刚
,
邓君
工程热物理学报
本文以炉渣冷却为应用背景,对移动物体导热和表面辐射耦合问题进行数值模拟,探讨其数值模拟方法及传输带速度、炉渣厚度等相关因素对炉渣换热及温度变化的影响.计算结果表明,当炉渣量一定时,提高带速可使出口处炉渣温度降低;当渣层厚度不变时,提高带速,出口处炉渣温度提高.计算还表明,对这种具有表面辐射的移动物体,需采用上风差分,且表面辐射计算要采用亚松弛.
关键词:
炉渣
,
移动物体
,
热传导
,
热辐射
