采用五种不同的方法计算了四种不同二元混合工质的临界温度和临界压力，研究对比不同方法在推算二元混合临界性质时的精度。其中Peng-Robinson（PR）方程和Soave-Redlich-Kwong（SRK）方程，两种状态方程结合Heidemann等提出的临界点判据计算得到的临界参数与实验结果吻合较好。两种经验公式，改进的Chueh-Prausnitz（MCP）方法和Redlich-Kister方法，以及径向基函数神经网络（RBFNN）在计算混合工质的临界性质时也都有着较高的计算精度。对于临界温度的计算，PR方程、SRK方程、MCP方程、Redlich-Kister方程以及径向基函数神经网络计算结果的绝对平均偏差的最大值分别为1.82%、1.73%、0.95%、0.17%和0.20%。对于临界压力的计算，通过PR方程、SRK方程、MCP方程、Redlich-Kister方程以及径向基函数神经网络计算的绝对平均偏差的最大值分别为6.07%、5.04%、3.49%、1.90%以及0.67%。

真实温度的辐射测量一直是非接触测温追求的梦想。通过分析辐射测温模型，找到了真实温度辐射测量的实现条件——用物体和仪器发射率曲线相交点下的特定波长，封闭求解仪器温度，即可得到真实温度。波段辐射传感和谱色函数簇是实现真实温度辐射测量的两大关键技术，前者是为了“覆盖”数值不确定的特定波长，后者则提供了波长坐标轴以标识数值不相同的特定波长。

采用流动型量热法实验系统测量了肉豆蔻酸甲酯的比定压热容，温度测量范围为323.20~393.26 K，压力测量范围为0.11~25.12 MPa。实验系统的温度和压力扩展不确定度分别为0.02 K和5 kPa，比定压热容的相对扩展不确定度为1.45%。基于实验数据，建立了一个可用于高压肉豆蔻酸甲酯比定压热容的计算关联式，其计算值与实验值的相对偏差绝对平均值为0.13%，最大偏差为0.38%。

比定容热容是基础状态方程建立和工程计算的基础热数据。基于绝热量热法研制了一种比定容热容测量装置，使用混合工质节流制冷机实现大温跨制冷并提供稳定的冷量；通过设置双层被动式控温防辐射屏并自主设计PID控温程序，在整个测量过程中样品容器与防辐射内屏的温差小于0.2 K，有效减小了辐射漏热；温度计内置于样品容器，减小了温度梯度，测温更加准确。通过测量异丁烷在279.10～323.68 K温区的压缩液体比定容热容对实验装置的可靠性进行验证。异丁烷的实验数据与文献数据具有较好的一致性，且与REFPROP 9.1的计算值对比最大绝对偏差为1.63%，平均绝对偏差为0.88%。

在原有的溶解度实验台位基础上，研制了一套基于可视等体积饱和法的制冷剂/润滑油溶解实验系统，增加可视窗口的实验本体、调整恒温系统以及改进搅拌系统。采用新研制的实验系统，实验研究了温度范围为283.15~348.15 K制冷剂HFO1234yf与角鲨烷的溶解吸收特性，并采用PR状态方程和HVOS混合规则及活度系数NRTL模型对实验结果进行了关联，计算值和实验值的平均相对误差为1.22 %。此外，温度范围为283.15 ~323.15 K内发现了不互溶分层的现象。

脂肪酸乙酯（FAEEs）是生物柴油中的重要成分，为了获取生物柴油组分的物性参数，利用布里渊散射法，分别沿0.1、2、4和6 MPa四条等压线，覆盖温度范围为298.15~508.15 K，测量了癸酸乙酯的液相音速。为方便工程应用，依据实验数据，给出了癸酸乙酯音速与温度和压力的关联式。在实验p - T范围内，实验值与关联式计算值的相对偏差绝对平均值为0.28%。常压下的实验数据也被用来评估Wada模型，结果表明Wada模型适用于预测癸酸乙酯常压下的音速。

通过建立理论模型，计算熔融盐的密度并与实验数据做比较，进行误差分析得出二次多项式模型是最佳的计算方法。混合熔融盐熔点到各组分盐熔点之间的温度区域,称之为“低温共熔区”。其熔融盐是固液共存状态，热物性无法直接测量，必须采用理论研究与实验验证相结合的方法来获取。采用二次多项式模型，利用外插法对混合熔融盐低温共熔区的密度进行计算，得到了全温度范围内的密度并且误差很小，证明此理论计算方法是可行的。在研究混合熔融盐密度时，为了减小误差，实验数据均来自同一文献或者同一研究组。

R1233zd(E)具有无毒、环保、不可燃等优点，而离子液体具有较宽的液体温度范围和良好的物理化学性质。R1233zd(E)和离子液体相结合可以成为一种优良的吸收式制冷工质对。测量了R1233zd(E)在[HMIM][PF₆]离子液体中的溶解度和扩散系数，温度测量范围为303.2~343.2 K，压力测量范围为23~140 kPa。为了方便工业化应用，采用NRTL方程和Arrhenius方程对实验结果进行了关联，计算结果和实验数据之间的平均偏差和最大偏差分别为2.45%和6.13%。

采用当前文献中已知最佳的从头算势能和极化率计算了多种稀有气体的第二介电维里系数。研究对象包括氦-4、氦-3、氖和氩。根据经典统计力学公式和一二阶量子修正项对第二介电维里系数进行了计算，在此基础上，通过[1/1]帕德近似将研究的温度下限拓展至25 K。第二介电维里系数理论值的不确定度可以由势能和极化率的不确定度进行评估，再结合与文献实验数据的比较可以发现，理论计算结果为计量、仪器标定等领域提供了所需的高精度基础数据。

四氢呋喃水合物（THF）是典形的笼形水合物，目前有关其热导率的报道较少，且都存在测量样品不是单一相、测量过程水合物发生分解等问题。采用基于飞秒脉冲激光的时域热反射法（TDTR）测量THF热导率。根据样品常温下是流体的特点，设计了可同时适用样品制备及TDTR测量的温控台，实现THF热导率非接触原位测量。获得THF热导率为0.6 W/(m?K)，Al/THF界面热导为90.3 MW/(m²?K)。该实验结果有助于理解并完善固体水合物微观导热机理，明晰水分子笼子和客体分子的耦合关系。

开发出一个分子热力学模型来预测低压下难溶于溶剂且不与溶剂发生反应的气体在二元混合溶液的溶解度，混合物中含有缔合作用成分及溶剂化作用成分，即形成配位化合物。在该模型中，Gibbs能为三个等温混合过程的和。溶质的偏摩尔过量Gibbs能由两部分组成，即化学和物理贡献。为了验证该模型的准确性，将该模型用于计算氮气在丙酮和氯仿混合物的溶解度。考虑实验的不确定度，氮气在二元混合溶液中的溶解度与实验数据吻合良好。

对于脉冲式平面热源法实验中的脉冲加热持续时间对测量的影响以及热参数计算公式中的f系数做了理论分析，建立了相应的实验装置并对一些常见材料进行实际测量，系统分析了热导率和热扩散率以及体积热容测试的不确定度。

导热石墨膜广泛用于电子设备中的发热器件散热，面向热导率是反映其传热性能的关键参数，但目前行业中一般只提供裸材数据，无法对背胶石墨膜进行测试，给石墨膜用户的热设计和产品质量管理带来不便。提出一种基于热成像的背胶石墨膜面向热导率稳态测试方法，样品直接黏附于平整台面测试，通过温度梯度环路积分消除热流不均匀的影响，通过热损失标定减小表面换热和旁路传热带来的测试误差。基于多种规格石墨膜产品和具有参考数据的金属薄片进行实验，结果证明了方法的有效性。背胶石墨膜测试数据和裸材参数的比较表明二者有很大偏差，表明石墨膜产品标称参数和实际参数可能有较大偏差，应用中需直接测试背胶石墨膜参数。

通过前期实验研究，己基乙二胺-三氟甲磺酸([HHex][TFS])型质子化离子液体(protic ionic liquid，PIL)的极性部位具有两个氨基，亲水性较强，能够与水混溶90%(质量)(H₂O/ PIL)以上。因此利用密度泛函理论(density functional theory，DFT)，在M06-2X/6-311G(d,p)的水平下，对 [HHex][TFS]与H₂O分子间形成的氢键作用进行了研究。设计了[HHex][TFS]分别与nH₂O (n = 1, 2, 6) 相结合的构型，并得到了较稳定构型共8种(S1~S8)，计算了其分子间的相互作用能(ΔE ₀ ^BSSE)、分子振动频率(Δν)、二阶微扰能、电子密度(ρ _c)以及Laplace值(?² ρ _c)。分析结果显示，[HHex][TFS]与水分子间形成了较强的氢键，[HHex][TFS]与H₂O结合数量增加，构型中氢键相互作用增强，即S4(n=1)＜S6(n=2)＜S8(n=6)。

采用离散单元方法（DEM）模拟了重力驱动的颗粒流横掠圆管和不同椭圆度（e=1.0,1.5,2.0,2.5）的滴形管下的流动与换热情况，分析了滴形管的椭圆度对停滞区大小、管周受力以及有效传热系数的影响，并与圆管进行了对比。主要结论如下：滴形管的停滞区和空区均小于圆管，随着椭圆度增大，管顶部颗粒流速增加，流动性变好；滴形管受颗粒流的法向力和切向力均小于圆管，在椭圆度大于1.0后，增加椭圆度，两力不再减小；滴形管的有效传热系数小于圆管，且随着椭圆度增大，有效传热系数降低。

为了研究低温推进剂贮箱的控压特性和热力排气系统的运行特性，搭建了一套以液氮为贮存工质的低温流体高效贮存平台，用于模拟液氧贮箱在热力排气系统运行下的压力变化规律。采用单一变量控制法，进行了不同节流比和节流形式下的液氮贮箱热力排气系统控压的实验研究。分析了不同节流参数下液氮贮箱的压力、温度变化特性和排气质量损失。研究发现，当节流比从2%增大到16%时，系统运行占空比从3.42减小到了2.31，但流体损失量也从0.5%增加到了3.3%。以减少系统工作时间和流体质量损失为原则，得到了液相节流条件下热力排气系统的最优节流比为8%。节流开度同样对热力排气系统的制冷量影响明显，小开度带来的大压差有利于提高系统制冷量。

由曳力系数表征的曳力模型作为重要的相间力模型之一，被广泛应用于Euler-Euler方法和Euler-Lagrange方法下的连续相和离散相动量方程中。由于现有气泡曳力系数模型形式各异且适用范围有限，因此需要对已有模型进行充分地评价。考虑到已有曳力系数模型的适用范围和气泡变形的影响，参考各曳力系数模型采用的相关参数，建议基于Reynolds数Re和Weber数We分区选择最佳模型。将分区曳力系数模型、已有曳力模型与实验数据对比，发现分区曳力系数模型总体预测结果更符合实验测量值。将分区曳力系数模型应用至数值模拟中，可以更精确地追踪不同尺寸气泡的位置，使数值模拟结果更接近真实的物理情况。

设计搭建了有限截面通道顺流喷雾掺混实验台，在横截面为70 mm×70 mm的透明方形掺混段内，将室温水经喷嘴雾化后顺流掺入不同流速的室温空气。实验中，喷水压力为0.1～1.5 MPa，风速为14.6～46.2 m?s^-1。分别采用高速摄影和马尔文粒度仪对该雾羽的速度场和初始粒径等动力学特征开展了实验研究。结果指出：掺混雾羽的径向速度及喷射轴线附近的轴向速度主要受制于喷水压力；而雾羽两翼处的轴向速度主要受风速影响。定义轴向平均速度为雾羽轴向特征速度，该平均速度随喷水压力或喷射距离的增大而增大；在喷水压力小时，风速的增大可使轴向平均速度随喷射距离增大的速率提高；在喷水压力高时则反之。掺混雾羽的初始粒径随喷水压力的减小或喷嘴出口处气液相对速度的增大而减小。最后，根据实验结果拟合了轴向平均速度和初始粒径的实验关联式，其计算值与实验值吻合良好。

采用真空蒸发镀膜技术设计制作了以云母为基片的薄膜热传感器，传感器包括一个用于热流测量的热电堆和一个用于温度测量的热电偶。综合测试发现：云母基片薄膜热传感器性能良好。封装后，薄膜热电偶的静态标定拟合直线相关系数均可以达到0.999。薄膜热流计的静态标定拟合直线的相关系数为0.99439，测头系数为8.78886 W/(m²?μV)，灵敏度为0.11378 μV/(W/m²)。薄膜热电偶的动态响应时间是0.446 s且具有良好的复现性。随着加载热流的增大，薄膜热流计的动态响应时间变大，阶跃热流值为600 W/m²时响应时间为0.483 s。

以火灾为背景，对一个带有质热源的方腔进行了研究。针对不同Ra，浮升力比Nc，S_r和D_f，探讨了腔内流体的传热传质规律及其非线性特性。结果表明，存在临界R{a}_{\mathrm{c}}使流体流动由导热驱动流动转变为对流驱动流动，随着Ra增大质热源表面传热传质强度增加，流体由稳态流动转为振荡流动。当Nc>-1时，对流传热系数和对流传质系数增大，流体由稳态转化为倍周期振荡，最后转化为混沌。增大S_r和D_f可增强传热传质能力。

对两排椭圆管翅式换热器实验元件在不同进风角度下（30°、45°、60°和90°）的换热性能进行了实验研究，结果表明，在测试的迎风速度范围内随着进风角度的减小换热器换热性能减弱，并给出了测试工况范围内的换热性能经验关联式；对不同进风角度下空气侧换热性能进行了数值计算，与实验结果进行对比，符合良好；最后对不同进风角度下换热器内不同通道内空气平均速度的分布进行了研究，解释了换热性能差异的原因，为相应的工程应用提供理论参考。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量比、环境友好、工作温度低等优点，可用作未来新能源汽车的能量来源，具有很好的发展前景。然而零下温度启动时，电池内水结冰堵塞通道，严重影响电池启动性能及寿命。提出了PEMFC冷启动三维多物理场数值模型，考虑了冷却剂流动与传热的影响，对冷启动过程组分浓度、电势、温度、含冰量等参数进行了可视化分析。数值模拟结果与试验吻合良好，表明模型可用于预测电池冷启动性能并用于机理研究。

球床反应堆燃料球表面局部热点的存在影响到反应堆的安全，其形成与燃料球尺度的冷却剂局部流动密切相关。为保证计算结果的准确性和物理真实性，采用大涡模拟(LES)方法和全结构网格对面心立方(FCC)单元面接触排列方式的局部流动和传热进行了数值分析。研究分析了非定常流动的特点及其对对流换热的影响。燃料球表面的时均温度分布表明燃料球表面存在稳定的热点或热斑，也发现瞬时温度波动较大，存在明显高于时均值的瞬时热点。

在重质原料液的射流阶段降低反应温度会导致液体呈现不同的黏度，促使颗粒聚集形成不同尺寸的团聚结构，阻碍了原料液的热量传递，减缓了裂化反应的速率，颗粒团聚是流体焦化反应工艺面临的一个重要而又具有挑战性的问题。选用水-沙系统模拟热态沥青-焦炭系统，利用气罩装置改进喷嘴结构，基于电导信号法测量多黏度液体射流过程的电导信号随时间的变化规律，研究不同条件下流化床内颗粒团聚过程。研究结果表明：多孔气罩装置可以为喷嘴射流创造理想的稀相环境，避免了液滴在射流空腔以及交换区域的聚集和压缩；液体射流在床层扩散过程中可以观察到不同的流化阶段，即颗粒润湿阶段、团聚形成阶段、团聚隔离阶段；较高的气液比可以有效地阻止颗粒团聚，相比于较低的流化气速，较高的气速条件允许高黏度糖水溶液参与液体射流。本研究为多黏度液体射流过程颗粒团聚现象的在线监测提供了理论研究基础，确保了流化床内射流液滴与颗粒表面的良好接触。

使用自研的微颗粒实时在线监测仪对微颗粒在液相中的悬浮和沉降过程进行了在线定量测量研究。首先，通过与商用离线仪器Multisizer 4e的对比验证了自研的微颗粒监测仪实时、在线测量的可靠性。然后，选用了标准物质乳胶微球、Al₂O₃和 ZrO₂三种密度不同的百微米量级的微颗粒，对磁力搅拌器中稳定转速下的悬浮特性以及搅拌停止后颗粒的重力沉降过程进行实时在线观测，得到了这两种情形下测量点的颗粒浓度和粒度分布信息。实验结果表明，即使搅拌速度超过临界悬浮转速，搅拌容器中的Al₂O₃颗粒仍存在不同程度的非均匀分布状态，呈现出一定的浓度和粒度分布。在重力沉降的瞬变过程中，固体颗粒的粒径和密度在固液两相分离的过程中有着显著的作用。

提出一种填充三级相变材料的水平套管式储热器，并建立该储热器的综合性能评价指标，基于该指标数值预测和研究了分隔壁面、翅片布置和方向等参数对系统综合性能的影响。结果表明：分隔壁面对PCM的自然对流有明显的抑制作用，且相变温度越高，抑制效果越显著；相对于无翅片结构，在各级PCM中布置翅片的储热器的综合储热效率提高了约2.27倍；不同翅片布置方向下PCM液相率的变化可分为两个不同阶段，且均匀布置的翅片结构（Case2）具有较优的综合性能；各级PCM间熔化速率的不均匀性是制约系统整体储热性能的关键因素；Case5的翅片布置方式使各级PCM间熔化速率的均匀性明显改善，与Case2相比，其综合储热效率提高了28.30%。

通过数值模拟，研究了波节结构、空气含量及Reynolds数Re对含空气的水蒸气波节管内凝结特性的影响，并与圆形换热管内的情况进行了对比。模拟结果表明：空气含量增加，波节管壁面平均传热系数减小；波节管内流体流动和换热过程均呈现振荡波动；波节高度增加，壁面平均传热系数先增加后降低，在波节高度0.032 m达到峰值，而摩擦系数一直增加；波节间距减小，波节宽度增加，壁面平均传热系数及摩擦系数均增大；波节高度对波节管内流动和换热影响均大于波节宽度和波节间距。

细胞胞内冰的形成会导致严重的细胞损伤从而导致低温贮存中的诸多问题。以蚕豆为研究对象，用细胞松弛素B溶解细胞骨架，使用低温显微系统在不同的冷却速率下进行冷冻实验。实验结果表明，使用细胞松弛素B处理过的细胞在冷冻过程中结晶温度更高，结晶时间更短，但细胞骨架对胞内冰的生长过程影响较小。外界条件起着关键作用，接种冰晶影响细胞内冰晶的形成温度及冰晶的生长速率。最后，通过光强度图对细胞的损伤程度进行了分析。

天然气含水量影响管道输送品质及输送安全，非接触激光检测作为目前气体浓度测量的主要方式之一，已被广泛应用。针对激光检测过程中存在高温壁面杂散辐射问题，设计了管输天然气含水量激光在线检测光路，利用TracePro光学仿真软件模拟管道壁面高温杂散辐射对探测器接收信号的影响，并基于光谱吸收原理分析该过程的光学特性。研究结果表明，在激光检测管输天然气含水量过程中，存在较为明显的杂散辐射，且在高温环境下，杂散辐射影响更为强烈。

对双缸滚动转子式压缩机采暖热泵在环境温度（T_od）为-30～0℃，出水温度（T_wo）为41～50℃范围内的制热进行测试。研究表明：外界环境温度对排气温度、蒸发温度影响很大，对冷凝温度影响很小；热水出水温度对冷凝温度影响很大，对排气温度、蒸发温度影响很小。随着外界环境温度的降低，采暖热泵的制热量急剧下降，当T_wo=41℃时，T_od从0℃下降到-30℃，制热量的降幅达62.16%；随着出水温度的升高，采暖热泵的制热量下降缓慢，当T_od=0℃时，T_wo从41℃上升到45℃，制热量降幅仅为5.61%；外界环境温度对COP_h值的影响也显著，当T_wo=41℃时，T_od从0℃下降到-30℃，COP_h值从2.94下降到1.38，降幅达53.06%。双缸滚动转子式压缩机采暖热泵应用于-30～0℃的低温工况下，具有良好的实用价值。

基于群体平衡模型（PBM）和计算流体动力学（CFD）的耦合方法模拟了湍流聚并器中黏性颗粒的聚团过程和流化行为。考虑到流体作用力和范德华力对颗粒聚团的影响，引入了聚团碰撞效率，同时考虑非球形颗粒聚团局部孔隙率沿径向逐渐增大的影响，引入分形维数。通过碰撞效率和分形维数对碰撞频率模型进行了改进。并与EDEM模拟计算结果和实验结果进行了对比。体积分数的结果显示，EDEM模拟的结果与实验结果的平均相对误差为16.34%，而改进模型与实验结果的平均相对误差仅为7.39%。而数量分数方面，EDEM模拟的结果与实验结果的平均绝对误差为5.36%，而改进模型与实验结果的平均绝对误差仅为2.28%。因此改进模型模拟结果更接近实验结果。

为了构建一种具有普适性的完全熔化时间预测公式，引入一种无量纲储热时间的概念，定义为实际储热时间与基准储热时间的比值。基准储热时间通过静态近似法获得，可以基本反映完全熔化时间与其影响参数的非线性关系，有效降低了无量纲储热时间拟合关联式的非线性度，并扩大了其适用范围。针对套管式固液相变储热器，通过数值模拟方法分析了Stefan数、无量纲长度以及外内径比率三个参数对无量纲储热时间的影响规律，并拟合了关联式。结果显示，所构建的经验关联式具有较好的应用范围和预测准确度；在考虑的参数范围内，快速预测结果的误差可以控制在10%以内。所提出的无量纲储热时间及其关联式构建方法可推广应用于其他固液相变储热器。

脉动热管以其独特的换热优势，在电子器件的散热领域取得了卓越的成效。因此提出一种带有锯齿波纹段的两弯头新型脉动热管，并采用数值方法研究了波纹段的布置位置对脉动热管运行性能的影响。结果表明新结构脉动热管的传热性能和启动特性都优于传统结构的脉动热管。此外，当锯齿段布置在热管两端时，具有较短的启动时间，尤其位于冷凝段时锯齿型脉动热管具有更低的温差和最大的换热量。因此可以认为当波纹段位于冷凝段时，新结构脉动热管具有最优的运行特性。

以欧拉两相流模型为基础，建立了适用于内燃机流动传热的RPI(Rensselaer polytechnic institute)过冷沸腾换热模型。并与Robinson的矩形通道试验结果进行了对比分析，验证了模型的适用性和计算精度。将此模型应用于实际内燃机缸盖及冷却水腔内的直接耦合传热计算，同时对单相流和两相流的计算结果进行对比分析。结果表明：沸腾传热可以明显提高冷却水腔的换热效率，并降低鼻梁区等局部高温区域的温度；使用考虑沸腾的两相流模型进行计算模拟时，计算结果与试验结果的误差更小；欧拉两相流计算缸盖火力面测点温度误差相对于纯对流换热模型误差降低了1.78%。

建立了离子液体1-正丁基3-甲基咪唑双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（[bmim][Tf₂N]）的全原子模型，并分别在五种不同的温度和五种不同的压力下对其进行了分子动力学模拟。将[bmim][Tf₂N]密度的模拟结果与实验结果进行了比较，两者吻合良好，验证了模型准确性。此外，还对[bmim][Tf₂N]内部的相互作用能随温度和压力的变化规律进行了分析，结果表明：离子液体内部的库仑能、范德华能、长程作用能均随温度的升高而增加，系统达到平衡所需时间随之变短；相对温度而言，压力对离子液体内部相互作用能的影响较小；在各种相互作用能中，范德华能随温度和压力的变化最大；温度和压力对离子液体的构型不会产生影响。

低阶煤催化解聚过程定量分析和放大需要合理描述该过程的宏观动力学模型，使用化学渗透脱挥发分（CPD）模型结合陕西长焰煤的催化解聚实验，对低阶煤催化解聚过程进行了定量分析。综合对催化剂作用机理的认识，结合催化解聚实验结果确定相应表观动力学参数，所得模拟结果与实验结果趋势一致、吻合良好，其较好地体现了不同热解过程差异，低温下催化解聚产物释放量较少，温度升高后产物量才会高于原煤热解。模型中催化剂对焦油产率的影响体现在复合速率常数、交联反应活化能上，随两者增大，焦油产率均增加；Fe基催化剂有助于促进侧链断裂，提高气体产率，Zn基催化剂可抑制交联反应，但交联反应活化能较大时，受热解温度限制，焦油量增加变缓。

煤热解是煤热加工利用的基础反应，热解动力学模型有助于预测煤在热解过程中挥发分脱除规律，当前文献中已报道了多种热解动力学模型，厘清不同热解模型参数选择的差异，评估不同模型对煤种及热解反应适应性可为热解工艺设计提供参考。采用¹³C NMR核磁共振测量了五彩湾煤和吐鲁番煤的碳化学结构，并使用热重法测量了不同加热速率下的两种低阶煤失重曲线，结合分段式单一速率扫描法、等转化率法和3段式高斯分布活化能模型（3-DAEM）分析热重实验数据。结果表明单一速率扫描法得出的动力学参数难以准确揭示热解反应机理；等转化率法可以较好地得出热解活化能及指前因子分布图；将等转化率方法获得的指前因子赋值给分布活化能模型，可以避免分布活化能模型指前因子选择的盲目性；3-DAEM模型仅需要一条TGA曲线便可获得适用于整个加热速率的动力学参数，其预测结果与实验数据吻合最好，且模拟得出的活化能分布图很好地反映了煤热解三个阶段特征。

酯化反应是重要有机合成反应之一，广泛应用于药物、材料、食品和香料等生产中。传统方法合成酯类具有反应时间长、产率低、污染大、副反应多及后处理困难等缺点；微波-离子液体合成法融合微波及离子液体两者优势，具有快速、高效、选择性好、产物易分离和对环境友好等特点。采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐作为催化剂，通过微波反应技术合成柠檬酸三丁酯。考察了反应物料醇酸比、催化剂用量、反应时间对反应最终转化率的影响，并通过正交实验对微波合成的工艺条件进行优化设计，得出离子液体催化下微波合成的最佳条件为：催化剂用量15%，反应物料醇酸比6.2∶1，微波反应时间4 h，反应温度118℃，微波功率600 W，转化率为71.78%。

目前，约有80%的滚动轴承采用脂润滑，润滑脂流变特性造成了基础油的迁徙，这种迁徙实质就是基础油在润滑脂内的传质过程。滚动轴承中润滑脂的传质过程对轴承润滑有非常重要的影响，在此过程中，由于基础油在润滑脂内的迁徙，造成了润滑脂内基础油的含量分布不均匀，使得局部区域内出现了富油和贫油的分布。本文采用灰分分析法对不同转速和位置润滑脂的传质情况进行了离心分离实验研究，对润滑脂的传质规律进行了详细研究。研究结果表明：当转速为100 r/min时，经过较长时间运行，基础油传质现象明显；当转速为200～800 r/min时，在内部位置基础油含量较高，靠近边缘位置基础油含量较低，出现贫油状态；当转速1000 r/min运行时，基础油发生了含量由高到低再变高的过程，基础油迁徙过度造成了贫油状况。在内部和中间位置，当转速为800 r/min时会出现较为明显的贫油状态，在边缘位置，转速为100、400和600 r/min会出现较为明显的贫油状态。这些研究结果为滚动轴承脂润滑的进一步研究奠定了基础。

炉膛温度是表征锅炉燃烧状态的重要参数，但是影响炉膛温度的参数多、机理复杂，导致难以建立准确的预测模型。针对这一问题，提出一种多模型智能组合算法(multi-model intelligent combination algorithm, MICA)实现对炉膛温度的建模预测。首先，对实际运行生产数据进行小波降噪，并结合机理分析和分类回归树（classification and regression tree，CART）算法选取预测模型输入参数。然后，通过多种数据驱动方法构建锅炉炉膛温度预测模型。最后，采用决策树C4.5算法建立多模型智能组合预测模型。基于实际生产数据的实验结果表明，所提出算法能够建立准确的炉膛温度预测模型。

动态液面是反映油藏供液能力的重要参数，生产现场多采用回声仪进行检测，其检测效率低，无法连续检测，存在安全隐患。针对现有基于数据驱动的预测方法由于各种原因造成历史数据不足，进而导致建模困难的问题，通过对机理进行分析，找出与动态液面关系密切的多尺度状态特征；采用生成对抗网络生成状态特征，解决历史数据不足的问题；仿真实验表明生成的数据可以用于建立动态液面预测模型，并确定采用支持向量回归作为建模方法；最后在油田生产现场使用本文提出的建模方法，实际预测结果表明本方法的有效性，满足油田工程应用要求。

柠檬酸钠由于其优良的性质被广泛应用于食品、医药、化工等诸多领域，越来越广泛的应用导致工业和市政污水中柠檬酸钠的含量升高，加剧了水体的富营养化。将柠檬酸钠作为微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）阳极底物，研究得到了柠檬酸钠单独作为混合菌种MFC底物时的产电性能。结果显示，与乙酸钠和葡萄糖相比，以柠檬酸钠为底物的MFC（Na₃C₆H₅O₇-MFC）获得的最大功率密度为742.96 mW·m^-2，是乙酸钠（NaAc-MFC）和葡萄糖（Glu-MFC）的1.77倍和1.12倍。NaAc-MFC和Glu-MFC的启动时间分别约为Na₃C₆H₅O₇-MFC（57 h）的1.8倍和2.9倍。同时，Na₃C₆H₅O₇-MFC对COD的去除率为87.65%，与NaAc-MFC和Glu-MFC相差不大。Na₃C₆H₅O₇-MFC的库仑效率高达61.31%，明显优于NaAc-MFC和Glu-MFC。实验结果表明MFC可以有效地降解柠檬酸钠，能够处理含柠檬酸钠废水，并为柠檬酸钠单独作为底物应用于MFC提供了依据。

建立了无人机用质子交换膜燃料电池（PEMFC）动力系统性能随大气环境变化的数学模型，通过Matlab进行仿真，分析海拔高度对PEMFC系统运行状况和热力学性能的影响。结果显示: 随着高度的增加，系统输出电压、输出电功率及系统电效率呈下降趋势；当高度一定时，随着电流密度的增加，系统输出电功率有最大值，但电堆输出电压和系统输出电效率下降；氢气进气压力的增大使系统的输出电压、电功率和电效率逐渐增大；为了提高燃料电池系统在一定高度下的性能，需要选择合适的电流密度和较高的氢气进气压力。

基于离散偶极近似法(DDA)计算了不同组分的Janus三角纳米片和“三明治”三角纳米片的消光特性，两种纳米片在紫外-可见光波段均出现了明显的吸收峰。当纳米片较小时，消光特性主要以吸收为主，当纳米片逐渐增大，散射作用开始明显。当纳米片增大时，吸收峰向长波方向移动并且峰会变宽。二氧化硅与银的组合能在较宽的波段内激发表面等离激元效应，因此波峰比金银组合纳米片的波峰宽，但是吸收峰值较后者低。增加纳米片的层数，或者添加纳米片的组分，可以在一定范围内对纳米片的消光特性进行调节，从而提高太阳能光热转换效率。

由于磁致电阻效应的存在，使得测温器件的信号在磁环境中会产生偏差，而准确的温度测量结果是材料制备或者磁环境下材料特性测量的基础。针对这一问题，对E型铠装热电偶和铠装Pt100铂电阻3种测温元件，在0~5 T磁场环境中，-190~700℃温度范围的测温信号的偏差进行了实验研究。结果显示，2种器件的温度信号的整体趋势是随着磁场强度的上升而升高的，但是随着功率的增加，磁场变化引起的温度偏差逐渐减小，同时，升温速率与不同磁环境温差之间存在二次曲线关系。为今后磁环境下温度信号的校正技术提供了基础的数据支持和理论指导。

为了研究碳纤维的光谱辐射特性，利用时域有限差分法模拟计算了不同排布方式下的碳纤维辐射特性。结果表明：在2D随机排布方式下等半径碳纤维散射因子随着碳纤维含量的降低而减小，当含量降低17.12%，散射因子的最大值降低35%；在2D随机排布方式下非等半径碳纤维，不仅碳纤维含量对材料辐射特性有影响，碳纤维圆柱体的半径也影响其辐射特性，在2.5～3.5 μm波段同含量下碳纤维根数由26增加至56时散射因子增大20%；而且碳纤维3D随机排布方式和2D随机排布的辐射特性偏差较大，2D排布模型代替3D随机排布模型会使碳纤维吸收截面偏差40%。

通过选取无水乙醇为溶剂，以SiO₂气凝胶为溶质，制备SiO₂气凝胶改性溶液，并将其应用于改善玻璃棉的保温性能。通过浸润及常压干燥的方法制取玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板，研究SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对其性能的影响，并与溶胶-凝胶法制备的玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板相比。研究表明SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的性能有显著影响。当SiO₂气凝胶质量分数达到8%且浸润时间为20 min时，玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水率、热导率分别下降了38.09%、18.32%，抗压强度上升了102.89%。与溶胶-凝胶法相比，本方法具有制备周期短、工艺较为简洁、成本低等优点，更适宜于大规模生产应用。

为研究建筑火灾中温度的分形参数对轰燃判别的影响，利用火灾动力学模拟器对所构建的物理模型进行数值计算，在分析温度场和流场的基础上，根据分形理论基本原理，对该火灾模型温度变化过程所具有的非线性、突变性和分形降维特性进行分析与研究。运用分形理论R/S分析法，确定温度时序分形动力学参数的温度Hurst指数，并以室内某点温度为例，计算火灾轰燃发生时的 Hurst 指数。通过分析和评价温度Hurst指数与轰燃发生的关系，发现 Hurst 指数随着轰燃的发生出现降维突变规律，且降维时间与轰燃发生时间相吻合。这表明温度Hurst指数是评价火灾轰燃发生的一种有效的非线性分形动力学参数。