太阳能燃料的能量转换原理与实验研究

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2化石燃料的高效利用

1.2.1化石燃料的能量直接释放

1.2.2化石燃料的能量“转化”释放与热量利用

1.2.3热力学原理研究

1.3太阳能热利用与太阳能燃料

1.3.1太阳能集热器概况

1.3.2太阳能燃料与太阳能热化学反应

1.4太阳热化学利用与甲醇催化分解

1.4.1太阳热能与甲醇催化分解反应结合的探索

1.4.2甲醇催化分解基础研究

1.5生物柴油合成及工艺

1.6本文研究内容

第二章 太阳能燃料的热力学原理

2.1燃料与能量品质的热力学分析方法

2.1.1能量品质

2.1.2标准焓的定义和计算方法

2.1.3能质系数与标准能质系数

2.1.4α-H-ε图

2.2甲烷能量释放方式的比较和中间燃料

2.2.1甲烷燃烧路径

2.2.2甲烷燃烧方式的α-H-ε图描述

2.3化石燃料能量梯级释放的热力学机理

2.4太阳能燃料

2.4.1太阳热能和燃料的能量特征分析

2.4.2太阳能燃料的能量转换原理

2.4.3生产太阳能燃料的启示性准则

2.4.4太阳能燃料的的评价方法

2.5甲醇能量释放方式比较与太阳能燃料

2.5.1甲醇燃烧方式的α-H-ε图描述

2.5.2甲醇能量释放特征分析与太阳能燃料

2.6小结

第三章 非等温的太阳能甲醇催化分解反应系统的模拟分析

3.1水和甲酸甲酯参与的甲醇催化分解反应体系的热力学分析

3.1.1热力学模型与反应系统的模拟

3.1.2甲醇催化分解反应体系的平衡限度

3.2非等温的太阳能甲醇催化分解反应器的计算机模拟

3.2.1抛物槽太阳能集热器模型与甲醇催化分解动力学模型

3.2.2非等温的太阳能甲醇催化分解反应器模型

3.3非等温的太阳能甲醇催化分解系统的特征分析

3.3.1反应器侧影响的特征分析

3.3.2集热器侧影响的特征分析

3.4小结

第四章 抛物槽式太阳能甲醇催化分解反应系统的实验研究

4.1太阳能和甲醇催化分解反应的耦合

4.1.1太阳能集热器与吸热化学反应的匹配

4.1.2太阳能吸收器与反应器的整合

4.1.3太阳能甲醇催化分解反应系统的实验流程

4.2太阳能甲醇催化分解反应系统的实验装置

4.2.1吸收／反应器

4.2.2甲醇催化分解催化剂

4.2.3实验台系统

4.2.4数据采集与控制系统

4.2.5产物组成分析

4.3太阳能甲醇催化分解反应系统的反应及能量转化特征

4.3.1反应器温度分布特征

4.3.2进料量对反应及能量转化的影响

4.3.3太阳辐照强度对反应及能量转化的影响

4.3.4能量转化特征分析

4.4小结

第五章 拓展研究：太阳能生物柴油生产工艺

5.1概述

5.2生物柴油合成与分离实验

5.2.1合成实验

5.2.2动力学模型

5.2.3真空蒸馏馏实验

5.2.4实验结果讨论

5.3太阳能生物柴油生产工艺模拟

5.3.1太阳能公用工程

5.3.2生物柴油工艺

5.3.3采用太阳能公用工程的生物柴油新工艺

5.3.4模拟结果与分析

5.4小结

第六章 结论

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

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