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期刊信息/Journal information
化工学报
中国化工学会 化学工业出版社
化工学报

中国化工学会 化学工业出版社

李静海

月刊

0438-1157

hgxb@cip.com.cn

010-64519485/86/89/90

100011

北京市东城区青年湖南街13号

化工学报/Journal CIESC JorunalCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《化工学报》以促进国内外化工科技发展和学术交流为宗旨，主要刊载化工及相关领域的原创性研究论文，报道有价值的基础数据，扼要报道阶段性研究成果和重要研究工作的最新进展，选载对学科发展起指导作用的综述与专论。栏目包括：热力学；流体力学与传递现象；催化、动力学与反应器；分离工程；过程系统工程；表面与界面工程；生物化学工程与技术；能源和环境工程；材料化学工程与纳米技术；现代化工技术。《化工学报》是我国创刊较早的科技期刊之一，多年来本刊一直保持严谨求实的优良传统，严把稿件质量关。由国内外知名专家组成的学术实力强大的编委会，严格的审稿制度和编校程序，保证了刊物的内容质量和出版质量，保持了国内化工界权威性学术期刊地位。发表文章中国家自然科学基金等重大项目的文章达83％，其中获国家科技进步奖、国家发明奖以及各种省部级以上科技奖励项目所属的文章占有较大比例。《化工学报》是很多国际重要检索系统的源期刊，如美国的《CA》、《EI》，俄罗斯的《文摘杂志》，日本的《科学技术文献速报》等，影响因子、总被引频次、综合评价指标在同类期刊中位于前列。在期刊评比中多次获奖，2006年以来主要获如下奖项：2006 年获第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖2006－2010 年连续入选“百种中国杰出学术期刊”2006－2010 年连续入选中国科协精品科技期刊工程示范项目B类2007 年论文“用石蜡-CO2超临界流体快速膨胀在流化床中进行细颗粒包覆”获第五届中国科协期刊优秀学术论文奖 2008 年被评为“中国精品科技期刊”2008 年论文“高固气比状态下的粉煤气力输送”被评为“2007年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”2008 年论文“固体碱法制备生物柴油及其性能”获第六届中国科协期刊优秀学术论文一等奖2010 年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖
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    光热驱动多孔氧化铈热化学循环解水制氢非热质平衡模型

    王沛魏荣阔
    2885-2894页
    查看更多>>摘要：热化学循环太阳燃料技术过程所涉及的多孔介质中复杂反应及热质传递过程,尚未建立较为完善的数学模型.以多孔氧化铈热化学循环解水过程为研究对象,将颗粒尺度的氧输运与宏观尺度的热质输运相耦合,提出完整的光热驱动条件下多孔介质非热质平衡模型,实验数据对比验证了动力学及热质输运模型的可靠性,分析了两种尺度(颗粒及床层)下,非热平衡效应、入射辐射热流、反应物浓度对动态过程的影响.入射辐射在床层的体积效应下,轴向的温度梯度使得缺陷反应的热力学平衡控制最大氧空位浓度出现在床层前侧,在缺陷反应的动态过程中,氧化过程相较于还原反应更快,提高多孔载氧体反应器的产物H2浓度应主要从还原阶段中反应过程及条件出发.可为该类问题的建模和过程设计提供较为完整的理论基础和参考路径.

    光热驱动多孔介质多尺度氧化铈热化学循环制氢

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    微纳多孔结构中稀薄气体流动渗透率的解析型预测模型

    杨光程鑫王峥王晔...
    2895-2901页
    查看更多>>摘要：针对多孔结构内气体表观渗透率受稀薄效应的影响而显著高于其固有渗透率的现象,从孔隙尺度流线的几何拓扑特性出发,提出了利用固有渗透率、孔隙率、弯曲度和收缩-扩张因子来表示多孔结构的有效孔隙尺寸的方法,并将该有效孔隙尺寸与经典的稀薄气体管道流动模型相结合,理论推导出一种新的多孔结构稀薄气体渗透率模型.利用该模型,可以在孔隙几何结构和物性状态已知的条件下对气体的表观渗透率进行预测.随后,通过高精度的直接模拟Monte Carlo方法(DSMC)对提出模型的准确性进行验证.通过对Knudsen数在0.01～10范围、孔隙率在0.17～0.90范围、不同气体工质以及多种有序性孔隙形式下的气体流动过程进行数值模拟表明,所提出的理论模型与模拟数据的平均偏差小于10％.

    多孔结构稀薄气体渗透率有效孔隙尺寸直接模拟MonteCarlo方法

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    受限空间内浮升气泡与液体间传质行为实验研究

    解文潇贾胜坤张会书罗祎青...
    2902-2911页
    查看更多>>摘要：采用紫外诱导荧光(UIF)实验方法,研究Hele-Shaw狭缝受限尺度对受限空间内浮升气泡流体力学与气液传质行为的影响.实验中以二苯并[b,e]吡啶作为荧光剂实现了受限空间内CO2溶液浓度分布及其气泡运动速度的定量测量,获得了CO2在受限空间内运动过程中的传质量和气泡动力学参数,并分别计算气泡受限空间内液膜区和自由接触区的传质速率.分析得到受限空间中不同狭缝宽度内CO2的传质行为,分析了受限尺度对CO2-水体系传质过程的影响.

    受限空间传质气泡流动行为紫外诱导荧光实验受限尺度

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    跨临界CO2快速膨胀过程中非平衡冷凝和闪蒸机理的数值研究

    李亚飞邓建强何阳
    2912-2923页
    查看更多>>摘要：跨临界CO2在高速膨胀时,压力和温度剧烈下降,会发生非平衡相变.其中在天然气超声速分离设备和超临界CO2离心压缩机中CO2会发生非平衡冷凝相变;在引射膨胀制冷系统中,跨临界CO2在引射器主动喷嘴中发生非平衡闪蒸相变.为解决跨临界CO2在膨胀过程中物性变化剧烈,非平衡相变模拟困难的问题,构建了新型非平衡相变CFD模型,以研究跨临界CO2在超声速缩放喷嘴中的非平衡冷凝和非平衡闪蒸的相变过程和膨胀机理,模型耦合了温度驱动的蒸发-冷凝相变机制和压力驱动的空化-冷凝相变机制,并用文献中的试验结果验证了模型的准确性.研究结果表明,在冷凝相变过程中,由压力驱动的冷凝传质具有主要影响,压力驱动的冷凝传质主要存在于喷嘴喉部与内流区域,温度驱动的冷凝传质主要存在于喷嘴渐扩段壁面.冷凝传质速率随着进口压力的增加和进口温度的降低而增加,从而使冷凝的非平衡程度和喷嘴内的干度降低,喷嘴渐扩段内达到声速的位置也相应延后.在闪蒸相变过程中,由温度驱动的蒸发传质占据主导,蒸发相变主要发生在喷嘴喉部附近,空化相变主要发生在喷嘴渐扩段,两相CO2在喷嘴的渐扩段达到声速.随着喷嘴进口压力的增加和进口温度的降低,闪蒸的非平衡程度增加,使喷嘴内的干度减小.本研究有助于厘清跨临界CO2快速膨胀中的非平衡闪蒸和冷凝相变机理,并为跨临界CO2膨胀设备的分析和优化设计提供参考.

    二氧化碳闪蒸冷凝超声速喷嘴气液两相流计算流体力学

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    非牛顿流体在波节套管换热器中流动与换热的实验研究

    陆威苗冉吴志根吴长春...
    2924-2932页
    查看更多>>摘要：针对非牛顿流体在波节套管换热器管程的流动与换热进行了实验研究.重点研究了0.2％黄原胶溶液(XG)在不同波节套管换热器管程流动时的传热与阻力特性,并分析了强化传热机理.结果表明在相同工况下,随着管程黄原胶溶液Reynolds数ReXG的增大,套管换热器总传热系数k和管程进出口压降Δp逐渐增大;波高H和波距S影响黄原胶溶液在套管换热器管程的流动与换热.随波高H增大,黄原胶溶液受波节处的涡旋效应的影响更明显,流体层间剪切力变大导致黄原胶溶液黏度变小,湍流程度更大,管程传热性能提高,压降也增大,但综合传热性能不断优化;随波距S增大,单位长度波节数量减少,对黄原胶溶液扰动影响降低,湍流程度降低,管程传热系数先增大后减小,流动阻力不断降低,综合传热性能先提高后减弱.当H=3.5 mm、S=30 mm时管程波节管的综合换热因子ηtube达到最大,ηtube是相同条件下圆管的5.11～6.69倍.

    非牛顿流体波节套管换热器强化换热流动阻力

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    CDI二维浓度传质模型的建立以及实验验证

    黄陆月刘畅许勇毅邢浩若...
    2933-2943页
    查看更多>>摘要：电容去离子技术(CDI)作为一种新兴的水处理脱盐技术,因其具有诸多优异性能而受到广泛关注.厘清CDI的传质机制是理论研究的焦点.通过对已有经验模型的分析,从沿流向方向和垂直流向方向两个方面,考虑了电场迁移以及传质扩散等因素,提出了一种新的CDI二维浓度传质模型,对CDI在除盐过程中的离子扩散及浓度分布规律进行模拟探究,根据实际实验结果对该模型进行实验验证及参数修正.结果表明,该二维模型可以较好地模拟CDI除盐过程.将该二维模型利用COMSOL软件进行模拟,观测CDI在除盐过程中的内部浓度变化.并针对存在问题提出合理化建议,为CDI技术的未来发展提供理论支撑.

    电容去离子电吸附二维模型脱盐实验验证

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    撞击速度对连续液滴撞击热圆柱壁面局部传热特性影响的实验

    罗佳吴双应肖兰周世耀...
    2944-2951页
    查看更多>>摘要：借助高速摄像机捕获连续液滴撞击热圆柱壁面后的动力学行为,通过直接测试与数值计算方法相结合,获得了不同撞击速度下沿周向和轴向的局部对流传热特性.结果表明,当液滴撞击速度较小,液膜未发生飞溅时,由于圆柱面的各向异性,沿轴向的对流传热系数单调减小,而沿周向,对流传热系数先减小后略有增大;根据对流传热系数沿周向的变化,将圆周划分为撞击区域、热扩散区域和尾部脱离区域;增大液滴撞击速度主要提高撞击区域和热扩散区域的对流传热系数,而对尾部脱离区域对流传热系数的影响并不明显.当液滴撞击速度超过某一临界值(在本文的实验条件下约为1.53 m/s)时,液膜发生飞溅,此时继续增大撞击速度,壁温的降低不再明显.

    流体动力学传热对流热圆柱壁面撞击速度液膜飞溅

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    电场对竖直微槽润湿及毛细流动特性影响

    董宜放于樱迎胡学功裴刚...
    2952-2961页
    查看更多>>摘要：竖直微槽群毛细结构广泛应用在重力热管、蒸发器等散热设备内,但受重力等因素影响易达到毛细极限.引入电场的主动强化方式来提高竖直微槽的毛细极限,并通过实验和建立数学模型研究电场对竖直微槽内液体润湿及毛细流动特性的影响.结果表明,电场可以提高竖直微槽内液体润湿高度,当电场为5.0 kV时与无电场时相比,润湿高度强化比可达到30.0％.同时,电场作用下流体在微槽道内的毛细润湿流动呈分段效应:润湿流动初期,润湿高度与时间的1/2次方呈线性关系,即h-t1/2,润湿速率与润湿高度的倒数呈线性关系,即v-1/h;润湿流动中后期,润湿高度与时间的1/3次方呈线性关系,即h-t1/3,润湿速率与润湿高度平方的倒数呈线性关系,即v-1/h2,且润湿速率随时间呈下降趋势.

    微通道流动数学模型电场润湿高度润湿速率

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    基于流量振荡的窄矩形通道内临界热通量机理模型

    闫美月邓坚潘良明马在勇...
    2962-2970页
    查看更多>>摘要：设备最大运行功率受临界热通量(CHF)限制,而流量振荡会导致沸腾危机早发,此时的临界热通量称为PM-CHF.为了研究流量振荡条件下窄矩形通道内的临界热通量,进行单侧加热窄矩形通道内竖直向上流动条件下沸腾危机可视化实验,实验工质为去离子水,质量流速范围为350～2000 kg/(m2·s),窄缝宽度范围为1～5 mm,系统压力范围为1～4 MPa.结果显示,在窄矩形通道中CHF随质量流速的增加而线性增加.当流速较小时会发生流量振荡,振荡周期约为0.1 s.流量振荡继而导致沸腾危机早发,其流型表现为弹状流-搅混流.此外,针对本实验观察到的流量振荡和窄矩形通道内气泡动力学特性,从流量振荡的角度进行理论分析与推导,建立窄矩形通道内由于流动失稳引起的PM-CHF机理模型,预测误差在30％以内.

    窄矩形通道PM-CHF两相流流域气泡

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    相变微胶囊悬浮液喷淋换热特性实验研究

    董彬薛永浩梁坤峰袁争印...
    2971-2981页
    查看更多>>摘要：根据相变微胶囊储存和释放潜热的特殊性质,分别使用相变微胶囊悬浮液(MPCMS)和纯水作为喷淋介质,搭建了一个小型喷淋塔装置,其中相变微胶囊的芯材为正二十二烷(C22H46).实验设定了五个喷淋温度(35、40、44、47、51℃)、三个空气流量(0.011、0.018、0.025 m3/s)和两种直径(SMD=80、240μm)的大、小液滴作为实验变量,探究了上述两种介质与空气之间的换热特性.实验结果表明:相变微胶囊的过冷会影响换热过程.常温常湿条件下,对于小液滴,当空气流量为0.018、0.025 m3/s时,喷淋温度为44、47℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热;当空气流量为0.011 m3/s时,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水更能促进换热.对于大液滴,在三种空气流量下,喷淋温度为44℃的MPCMS比相同温度下的纯水作为喷淋介质时换热效果更好.

    相变微胶囊悬浮液喷淋粒子对流传热过冷

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