Ca(OH)2储热过程中的化学热动力学与传热传质耦合机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51706130
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    闫君
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    E0601.工程热力学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

CaO/Ca(OH)2 is a very promising thermochemical heat storage system. The heat storage method of sensible heat and latent heat is riper than thermochemical heat storage method, but the heat storage density is lower than thermochemical heat storage. However, thermochemical heat storage method is immature. The coupling mechanism of the heat and mass transfer and the chemical kinetics need to be further studied. Especially, the effect of the changing porosity of heat storage materials on the coupling mechanism is still unclear. .The experiment and theoretical model will be used to complete this project. The results of these two aspects can be compared and analyzed. The numerical modeling of thermochemical heat storage system will be established and used to study the heat storage and release process. The coupling mechanism of the heat and mass transfer and the chemical kinetics can also be study. The synergistic reaction mechanism and the influence rule of the heat and mass transfer, the chemical kinetics and the changing porosity can be obtained. This research can provide guidelines for the future industrial application of a CaO/Ca(OH)2 thermochemical heat storage system.
Ca(OH)2被认为是最有前景的热化学储热材料之一。显热和相变储热过程技术较成熟，但是储热密度过小。热化学储热密度大，但技术不成熟。为了实现Ca(OH)2储热工业应用，必须对其储热过程进行深入的研究，掌握其热动力学过程和传热传质耦合作用机理。然而Ca(OH)2储热的热动力学过程很复杂，根据所用方法和材料不同，得到的热动力学控制方程各不相同。另一方面，Ca(OH)2储热材料本身是由粉末堆积构成的具有多孔介质性质的材料，且其储热过程前后的物质性质（密度、孔隙率等）也会发生变化。 .本项目拟从实验和理论模型计算两方面进行研究，并相互验证；建立储热过程模型，研究在热动力学和传热学耦合影响下的储热、放热过程；获得储热材料孔隙率变化对储热速度、储热效率及储热时间等储热过程参数的影响规律；揭示孔隙率、热动力学、传热传质学对热化学储热过程的协同作用机理，为优化及实现Ca(OH)2的热化学储热应用提供指导。

结项摘要

Ca(OH)2被认为是最有前景的热化学储热材料之一。显热和相变储热过程技术较成熟，但是储热密度过小。热化学储热密度大，但技术不成熟。为了实现Ca(OH)2储热工业应用，必须对其储热过程进行深入的研究，掌握其热动力学过程和传热传质耦合作用机理。然而Ca(OH)2储热的热动力学过程很复杂，根据所用方法和材料不同，得到的热动力学控制方程各不相同。另一方面，Ca(OH)2储热材料本身是由粉末堆积构成的具有多孔介质性质的材料，且其储热过程前后的物质性质（孔隙结构等）也会发生变化。.本项目从实验和数值计算两方面进行研究。从实验角度对松散储热材料（变体积），以及压块储热材料（定体积）两种情况的储放热过程进行了实验测量，获得了物料体积及孔隙率，特别是孔隙结构图、孔隙比表面积以及孔隙比体积进行了详细的测试，并且分析了其变化规律。构建热化学储热模型，建立了相似的几何结构和边界条件，研究孔隙率变化对储放热过程的传热、传质过程的影响规律，进而分析传热传质的变化对化学热动力学的影响规律，最后得到孔隙率变化、传热传质与化学热动力学协同作用的影响规律和机理，即对整个储放热过程的影响规律。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（3）
Experimental study of MgO/Mg(OH)(2) thermochemical heat storage with direct heat transfer mode
直接传热模式MgO/Mg(OH)(2)热化学储热实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.apenergy.2020.115356
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Applied Energy
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Yan J.;Pan Z. H.;Zhao C. Y.
  • 通讯作者：
    Zhao C. Y.
基于CaO/Ca(OH)_2热化学储热材料的造粒研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王涛;闫君;赵长颖
  • 通讯作者：
    赵长颖
Technological challenges and industrial applications of CaCO3/CaO based thermal energy storage system - A review
CaCO3/CaO基热能存储系统的技术挑战和工业应用-综述
  • DOI：
    10.1016/j.solener.2019.10.003
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Solar Energy
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Khosa Azhar Abbas;Xu Tianxin;Xia B. Q.;Yan J.;Zhao C. Y.
  • 通讯作者：
    Zhao C. Y.
直接式热化学储热系统储热过程数值分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    夏伯谦;潘智豪;闫君;赵长颖
  • 通讯作者：
    赵长颖
Numerical analyses and optimization of tubular thermochemical heat storage reactors using axisymmetric thermal lattice Boltzmann model
利用轴对称热晶格玻尔兹曼模型对管式热化学储热反应器进行数值分析和优化
  • DOI：
    10.1016/j.ces.2018.10.019
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Chemical Engineering Science
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Pan Z. H.;Yan J.;Zhao C. Y.
  • 通讯作者：
    Zhao C. Y.

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
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