密闭空间人工环境气氛控制及反应动力学研究

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1、密级：公开例政夂摩博士学位论文论文题目：密闭空间人工环境气氛控制及反应动力学研宄学号：作者：贾彦翔专业名称：动力工程及工程热物理年月日密闭空间人工环境气氛控制及反应动力学研究研宄生姓名：贾彦翔指导教师姓名：刘应书北京科技大学机械工程学院北京，中国：：，，分类号：密级公开：单位代码：北京：賴士学位论文论文题目：密闭空间人工环境气氛控制及反应动力学研究作者；贾彦翔指导教师：刘书研宄员北京科技大学指导小组成员：单位：单位：论文贼日期：年月日学位授予单位：北京科技大学北京科技大学博士学位论文致谢蓟门巍巍，满井苍苍，钢铁摇篮，科技殿堂。余承载求实鼎新之景望

2、，本硕博求学愈九载，挥洒青春肆意、球场尽显血气之方刚，放飞爱情流连宿舍、食堂追寻幸福的乌托邦，流淌汗水扬帆文献、实验之汪洋，绞尽脑汁追逐、之表象，头顶追寻学术理想之灵光，仰望、攀爬高大巍峨学术之圣堂，只为身着那鲜艳的大红袍，谱写学生生涯最崇高、最绚烂的华章。俱往矣，的岁月在倒数，的指环己定格，的流苏待加晃，即将镌上博士图章。敬爱的导师刘应书教授，聆听着汝“礼、信、勤、洁”之四字箴言，为人处世之道、科学研究之髓、求真务实之根植入吾心田，追随着您指引的方向、朝着学之彼岸蔓延。向您的高瞻远瞩与顶层设计致谢！向您的谆谆教诲与循循善诱致谢！向您的呕心沥血与

3、诲人不倦致谢！五载硕博连读生涯太短，只争朝夕，转眼间，学生己遵照汝之既定路标顺利毕业；五载师生情谊绵长，方兴未艾，学生即将拓着刘教授荣誉出品之烙印征战象牙塔外的结界；怀揣着汝之四字龟玉，虎兕己出柙，栻目以待，待其横扫六合八荒之一切！战斗吧，少年；颤抖吧，世界！恩师之教诲永在耳畔风语中摇曳。敬爱的张辉、刘文海等一干同梯队老师们，亦师亦友需叙上一叙。那些年，张老师与我谈学论文至夜深，手把手教会了我如何撰写科技论文，如此提携指导，怎能忘却您这论文的引路人。那些年，刘老师与我卧冰爬雪，海拔四千米之祁连山间，高原制氧站建设如火朝天；近万公里往返跋涉，日夜兼

4、程，救生舱进度超前，如此亲历实践，怎能忘却您这工程的引路人。脚踏着共同的战壕，致敬你们一干无私奉献的先驱，大家同辛劳，齐自豪。可爱的师兄弟们，我们之间毋需提及感谢，无产阶级的革命友谊无法割裂，哥们姐们一起疯癫，一起吐槽，一起忙碌实验甚至刷夜；一起看着文献，一起编着方程修着图片，写着论文这唯一的作业；一起盼望着毕业，一起努力走向毕业；我们终将毕业，要么改变世界，要么被世界撕裂。亲爱的吾父吾母吾妻，环顾寰宇，君等乃吾永恒不催之后盾，深情普照于成功之道，厚爱弥散于家之方向，此等暖彻心扉之感觉助余叩开博士毕业之门，结束长达廿年学生之生涯，坚定迈向人生下一

5、段征途。亲情太过浓郁，爱情太过甜蜜，过去己是回忆，满满都是爱意，弥漫在这空气，呼吸仍在继续，吾已无法再下笔，人生的路上感谢有你你你你你你你你你你你你。北京科技大学博士学位论文摘要文章基于密闭空间气氛控制体系追求低能耗、高效再生、综合集成的实际需求和发展趋势，针对氧气浓度控制、有害气体净化、环境温湿度控制三大关键问题展开了系列化的实验研宄，深入的反应动力学、传热传质过程理论分析，开发出低能源供给条件下的安全、低耗、高效密闭空间气氛控制应用技术，具有重要的理论意义和实际应用价值。文章在模拟密闭装置内展开了基于单位板状型态超氧化钾的氧气浓度控制实验，建

6、立了板状超氧化钾反应动力学模型。结合实验数据，确定了模型动力学参数及适用范围，提出了板状超氧化钾反应动力学过程分为快、慢两个反应阶段，快反应阶段由界面反应控速，慢反应阶段由内扩散控速。基于实验及动力学模型，确定了板状超氧化钾需求总量及有效产氧时长等应用参数，构成了密闭空间人工环境氧气浓度控制策略。文章搭建丫模拟密闭空间循环净化实验装置，分别对种与种固体化学吸收剂展开了循环净化实验研宄，得到了种吸收剂的较优空速条件。通过对实验数据展开反应动力学分析，建立了和：循环净化反应动力学方程，给出了最大反应速率与气体浓度的对应关系。基于反应动力学方程，得到了

7、净化剂理论最小需求量及环境和理论维持浓度等实际应用参数，构成了密闭空间人工环境和〇浓度控制策略。文章建立了立方体冰蓄冷模块相变制冷数学模型，得到了蓄冷模块壁面综合传热系数、有效制冷时间、制冷率以及除湿量的数学表达式，确定了各参数间的相互关系。展幵了立方体蓄冷模块有效制冷时间测量实验，基于实验数据建立了蓄冷模块环境温湿度修正系数方程，对数学模型进行了修正。基于该修正模型，确定了蓄冷模块需求总量、单位时间蓄冷模块需求量、蓄冷模块更换时间等应用参数，构成了密闭空间人工环境温湿控制策略。文章基于密闭空间气氛控制理论与控制策略，开发了系列气氛控制装置。成功

8、进行了人小时及人小时密闭空间载人实验，证明了本文研究提出的气氛控制理论与控制策略能够有效地指导实际应用，为该领域的相关研宄提供了技术基础