以去离子水为工质，在当量直径为155.3 μm的三角形硅基微通道中进行了传热特性的实验研究;采用轴向导热与总加热量的比值和轴向导热准则数来分析轴向导热对微通道内传热特性的影响;基于实验结果，对入口段长度进行了计算。根据红外热像仪的测量结果，局部壁面温度沿流动方向上呈非线性规律分布，并计算得出局部Nusselt数沿流动方向上的分布规律。轴向导热与总加热量的比值的变化范围为0.106～0.275，表明轴向导热对微通道内传热特性的影响显著，特别是在Reynolds数较小的情况下。对轴向导热准则数进行了新的修正，在热流密度与入口温度相近的情况下，轴向导热准则数随Reynolds数的增加而减小。

利用溶液除湿的制冷空调系统有着非常积极的节能意义，但与固体吸附除湿相比，溶液吸收除湿暴露了它除湿能力较差的缺点，这使它的应用普及受到了一定程度上的抑制。为了提高溶液除湿能力，本文介绍了从除湿器和除湿溶液两个方面进行改进的研究结果：利用固体吸附剂对溶液除湿器表面进行了处理;利用混合溶液作为溶液除湿剂。本文利用电解质溶液理论对LiCl和CaCl₂为代表的混合溶液进行了相关热物性的研究，并提出了选择理想溶液除湿剂及其合适配比的解决方案;进行了相应的除湿实验：实验结果揭示了改进的除湿器不仅从增大除湿面积方面对溶液除湿能力强化有所贡献，还可能存在着吸附势叠加的功效;混合溶液的使用使得溶液除湿能力相对于使用单种溶液大大提高。

在恒热流密度情况下，以CaSO₄溶液为介质，研究了烧结型多孔管在池沸腾过程中的污垢特性。结果表明：与光滑管相比，多孔管在不同浓度的CaSO₄溶液中都具有阻垢特性，浓度增大污垢热阻的渐近值增大，但当浓度增大到一定程度后，污垢曲线由渐近线型过渡到直线型。通过对两种换热管表面和污垢表面的扫描电镜（SEM）分析，对多孔管的阻垢机理进行了解释。发现多孔表面的CaSO₄晶体形状为六棱柱体，晶粒更加细小，约为光滑表面晶粒尺寸的1/2.5，且污垢层更薄。

通过冷态对比实验，研究了旋流快分系统（VQS）内两种新型旋流头的分离性能，结果表明B型旋流头采用大弧切向出口后，对含尘气流具有加速旋转的作用，可使颗粒喷出后获得更高的切向速度，从而提高系统的分离效率。采用Fluent软件对VQS内气固两相流进行了数值模拟，重点考察了A、B型旋流头的流场分布和分离特性。模拟结果表明：含尘气流由B型旋流头喷出后，切向速度较大，离心力较强，增加了颗粒在稳定分离区内分离的概率;同时，含尘气流喷出后气量大部分集中在封闭罩内壁附近下行流动，下行轴向速度较大，有利于颗粒下行分离。此外，相比于A型旋流头，B型旋流头的分离优势在于可大大提高对中粗颗粒的捕集能力。因此工业应用中推荐采用B型旋流头，以更好地满足工业生产的需求。

用基于气体Smagorinsky亚网格应力模型和颗粒动理学模型的双流体大涡模拟（LES）和统一二阶矩两相湍流模型的RANS模拟（USM-RANS），对后台阶气固流动进行了数值模拟。瞬态模拟结果给出各向异性两相湍流结构和颗粒弥散的发展过程。LES经过统计平均得到的颗粒速度及颗粒均方根脉动速度和USM-RANS的模拟结果与实验结果的对照表明，两种模拟结果和实验结果在定量上吻合较好。因此USM模型基本上得到了LES的验证。但是在剪切流区域中，LES得到的颗粒-气体纵向脉动速度关联的峰值大于USM-RANS模拟的结果，这就表明LES和USM-RANS模拟还需要进一步验证和改进。

细长颗粒的循环流化在工业生产中具有非常广泛的应用背景，如生物质秸秆在循环流化床中的燃烧、烟丝在循环流化床中的干燥或加湿等。由于细长颗粒具有六自由度，因此，其运动姿态比球形颗粒复杂，其在流化床内的流化特性也不同于球形颗粒。细长颗粒的数量浓度分布是细长颗粒流化特性的重要特征之一。根据直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法的基本思想及刚体动力学原理，建立了考虑细长颗粒间相互碰撞的三维细长颗粒流化运动数学模型，并采用此模型对某一实际流化床内的气固两相流场进行了模拟研究。在实验提升管内，所有物料中小长径比的细长颗粒最先由提升管的近壁处到达提升管出口。细长颗粒在流化过程中有明显的迁移和絮团现象。在流化状态下，细长颗粒的数量浓度分布基本不随入口风速发生变化。

提出了利用空分系统冷量液化天然气的联合流程思想，并介绍了一种采用氮气膨胀循环的空气分离与天然气液化联合方案，在得到液化天然气（LNG）的同时，也生产氮气、氧气等多种产品。通过流程模拟计算并采用有效能分析原理，确定了高、低温膨胀量比对传热温差及有效能损失的影响规律，得到了不同液化量下的优化膨胀量之比。结果表明，基于热负荷总组合曲线的有效能分析原理能够方便、有效地研究整个传热过程的温差分布及有效能损失规律，对实际低温过程系统优化有重要意义。

以35^#润滑油、空气和自来水为实验介质，对垂直上升管内的油气水三相流的流场与流速进行了实验研究。在水流量为3.18 m ³·h ^-1、空气流量为0.25 m³·h ^-1、油流量为0.4 m³·h ^-1的工况下应用高速摄像机对水包油流型进行了拍摄，并跟踪气泡及油滴，对流速与流场进行了测定，同时与DPIV中的互相关法求出的流速进行了对比，实验结果表明，应用跟踪气泡及油滴的方法同DPIV的互相关法求出的流速与流场存在较小的误差，可以应用于油气水三相流中的流速与流场的测定。

进行了厌氧氨氧化固定床反应器的运行性能试验，分析了其过程动力学特性。接种反硝化污泥，用模拟废水可成功启动该反应器。当进水总氮浓度为608 mg·L^-1，水力停留时间为2 h，总氮负荷为7.34 kg·m^-3·d^-1时，反应器获得最大基质去除速率6.11 kg·m^-3·d^-1。二级动力学模型和改进的StoverKincannon模型均适用于非基质抑制状态下的厌氧氨氧化反应器过程模拟。StoverKincannon模型动力学分析表明，这种反应器的最大基质去除速率可达12.4 kg·m^-3·d^-1，具有较大的脱氮潜能。

采用静态法测定了蜂窝状块体硅胶/分子筛复合物的吸附性能，并采用吸附床结构模拟转轮除湿过程，测定了复合物动态吸附性能;探讨了复合物在吸附过程中温、湿度分布;研究了处理风参数（风速，进口温度、湿度）对块体吸附剂吸附性能的影响。结果表明：块体硅胶/分子筛复合物的除湿性能明显高于硅胶，尤其在较高温度和较低湿度条件下。在处理风温度较低、风速较小及处理风湿度较大的前提下，块体复合物除湿性能较好。

提出一种基于稀疏核学习辨识模型的单步预测控制（sparse kernel learning one-step-ahead predictive control，SKL-OPC）框架，并推导了该框架下采用多项式核的一种控制算法。该算法在求取最优控制律时可将调节变量从目标函数分离出来，并最终转化为求解一奇数次代数方程根的问题。因此无需复杂的非线性优化技术，且克服了基于二次多项式核辨识模型不准确造成控制算法失效的缺点。在一非线性连续搅拌反应釜的控制研究表明了该方法的有效性和优越性。

多模型预测控制(MMPC)是解决非线性控制问题的重要手段，本文针对多模态控制器设计中模态匹配准则的选取问题，利用当前样本状态与各聚类建模子空间距离差异，提出了一种基于距离匹配的多模型控制器加权算法。然后，基于模态融合思想，提出了模态加权构建实时预测模型的控制策略。通过对pH中和过程进行仿真，结果表明：两种方法都提高了非线性系统的暂态响应，跟踪特性优良，体现了它们对非线性系统大范围控制的有效性。

结合诺西肽发酵过程的实际情况，提出了基于加权RBF神经网络(weighted RBF neural network, WRBFNN)的菌体浓度软测量建模方法。在诺西肽发酵过程非结构模型的基础上，根据隐函数存在定理确定出辅助变量，从而使其选择有严格的理论依据。针对菌体浓度变化范围大这一特点，将传统RBF神经网络(RBF neural network, RBFNN)的误差函数进行了改进;然后根据每批训练样本对被预测对象的预估能力，自适应地为各个批次的训练样本分配权重，进而实施WRBFNN建模。实验结果验证了所提方法的有效性。

用慢应变速率拉伸实验和U形试样浸泡实验、电化学极化技术并结合微观分析手段，在湿硫化氢介质中研究了35CrMo和00Cr13Ni5Mo两种钢的应力腐蚀开裂行为规律。结果表明，35CrMo和00Cr13Ni5Mo钢在实验条件下均具有一定应力腐蚀开裂（SCC）敏感性，其敏感性随着溶液pH的降低和H₂ S浓度的增大而增大;00Cr13Ni5Mo 在实验条件下抗SCC的能力均高于同条件下的35CrMo，在pH3.0的溶液中，二者性能比较接近，在pH4.5的溶液中，00Cr13Ni5Mo 耐H₂S环境SCC的性能明显提高，高于35CrMo，这主要是因为00Cr13Ni5Mo中的耐蚀合金元素增强了其钝化膜的稳定性、降低了氢脆作用所致。

考察了颜填料体积浓度（PVC）对水性环氧导静电防腐蚀涂料涂层导静电性能和防腐蚀性能的影响，运用X射线能谱（EDX）分析了导电填料的元素组成，采用电化学阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）等手段对不同颜填料体积浓度的涂层进行了性能测试及表征，根据不同颜填料体积浓度涂层的物理机械性能、盐水浸泡实验结果和电化学阻抗谱分析，确定该水性环氧导静电防腐蚀涂料的最佳颜填料体积浓度为35%。

研究了红土镍矿浸出过程中高压釜结垢与抑垢问题。采用XRD和SEM分析研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对结垢物相和形貌的影响，并考察了表面活性剂对矿浆性质的影响。研究发现十二烷基苯磺酸钠可以减小矿浆表面张力和黏度，添加量为70 mg·L^-1时抑垢效果显著，对镍浸出率影响不明显，可以缓解红土镍矿高压酸浸过程中反应器结垢问题。

研究了6种金属离子在合成培养基中对摇瓶培养的自絮凝酵母乙醇耐性的影响，发现锌离子对高浓度乙醇冲击下的酵母细胞活性有保护作用，并进一步研究了乙醇连续发酵过程中锌的添加对自絮凝酵母乙醇耐性的影响。发酵培养基中分别添加0.01、0.05 和 0.1 g·L^-1的硫酸锌时，自絮凝酵母颗粒平均粒度减小，同时乙醇耐性和高温耐性都得到明显提高，并且发现细胞活性的提高与酵母细胞内麦角固醇和海藻糖的增加密切相关。对酵母细胞内锌的含量的分析表明，3个添加组胞内锌的积累量基本相似，比对照组均增加了6倍。相关性分析表明，酵母胞内锌含量与酵母细胞的胁迫耐性密切相关并显著影响其胁迫耐性。各添加组的乙醇产量均有提高，其中添加0.05 g·L^-1的硫酸锌时乙醇产量最高，比对照组高8.4%。以上研究结果表明，调控连续乙醇发酵过程中培养基中锌离子浓度，是提高酵母细胞乙醇耐受性、高温度耐受性和乙醇产量的有效途径。

使用荧光素异硫氰酸酯（FITC）实现了对季铵盐阳离子表面活性剂（QAS）在水溶液中临界胶束浓度（CMC）的准确测量及其在CMC以下的浓度定量。用该法测得十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在水中的CMC分别为12～13 mmol·L^-1和0.70～096 mmol·L^-1，与电导率法、表面张力法和芘荧光法的检测值相近。对DTAB和CTAB的检测下限分别是011 mmol·L^-1和1.7 μmol·L^-1，定量范围分别为0.11～9.73 mmol·L^-1（0.034～3.0 g·L^-1）和1.7 μmol·L^-1～0.27 mmol·L^-1（6.2×10^-4～0.1 g·L^-1）。结果表明，使用FITC荧光探针检测QAS具有安全、简便、灵敏度和准确度高的优点。

在动态膜生物反应器（DMBR）中，膜污染的有效控制至关重要。选用4种膜基材料：聚酯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯筛网、聚酰胺筛网，考察膜基材料受污染程度，分析膜面污染物成分。结果表明：应用DMBR处理模拟生活污水，4种材料易受污染的程度依次为聚酰胺筛网、聚酯筛网、聚丙烯无纺布、聚酯无纺布，筛网比无纺布更易发生不可逆污染。膜面物质不可逆污染层中的胞外聚合物含量对膜污染有重要作用，其中蛋白质、多糖均与膜污染相关，蛋白质较多糖与膜污染具有更密切关系。

针对加压密相气力输送，对现有的颗粒静摩擦力模型进行适当修正，并将其与颗粒动理学理论相结合，建立了可以描述加压密相气力输送的气固湍流流动状况的多相流模型。该模型充分考虑了颗粒间碰撞和摩擦力作用，以及气相和颗粒团湍流脉动之间的相互作用。采用该模型对水平管内加压密相气力输送进行了三维数值模拟研究，模拟得到了气相和固相的速度、浓度和湍流强度分布，以及压降梯度的变化规律，再现了颗粒沉积层的形成和运动的动态过程。并进行了加压密相煤粉气力输送试验研究，预测的压降梯度与试验测量结果相符合。

分段进水A/O工艺中，进水流量分配是重要控制参数，是该工艺稳定运行并发挥优势的关键。本文提出3种流量分配思想:等负荷流量分配法、流量分配系数法及末端集中进水,并根据实际生活污水进行试验得出的大量试验数据，辅以相关领域文献及污水处理领域专家的经验作为参考，建立分段进水A/O工艺流量分配专家决策系统。该专家系统可以根据不同的进水水量、水质及出水特点，对合适的流量分配方法进行决策。最后，针对实际污水处理厂一天内典型的水质水量变化情况，对专家系统的应用进行说明。

在反应室中研究了雾化液滴与燃油细颗粒的相互作用机制。提出了一种润湿剂对细颗粒捕集促进的新方法，用于研究颗粒与液滴作用前后颗粒数浓度和粒径分布变化特性及细颗粒的捕集特性。采用电称低压冲击器（ELPI）在线测试分析颗粒数浓度和粒径分布特性，用SEM和EDS分析了颗粒的形态和元素组分对捕集机理的影响。结果表明：颗粒的物化特性与液滴对颗粒的捕集作用密切相关;燃油排放颗粒主要为球形含炭疏水颗粒;雾化液滴对其的捕集效率较低;添加润湿剂有利于提高液滴对燃油细颗粒的捕集效率，添加Silanol w22比用纯水液滴对颗粒的捕集效率提高了15%;不同润湿剂对捕集效率的促进作用差别较大。研究结果可以用于对不同润湿剂除尘效果进行测试和筛选。

开展基于膜分离技术优化反复序批式工艺制备生物聚合铁（BPFS）的技术研究。考察了应用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜（PVDF）对微生物的分离效果，Fe^2+的生物催化氧化速率，制备周期及膜的污染与处理的情况。研究表明，PVDF膜可有效分离微生物，显著提高原液中的生物量。在优化工艺的基础上，制备了全铁含量分别为60、80、100 kg·m^-3 BPFS，Fe^2+的生物催化氧化速率分别达到1.75、1.85、1.43 g·L^-1·h^-1，制备周期分别为15.5、21、40 h，比工艺优化前分别缩短了38%、42%、18%，反应液中的生物量达到10⁸ 个·ml^-1数量级。实验中发现，随着分离次数和全铁含量的增加，膜污染加剧，膜通量下降;采用0.2 mol·L^-1的草酸钠和0.2 mol·L^-1硫酸的混合溶液对PVDF膜进行清洗，可基本清除膜表面的污染物，满足分离要求。

在一座热态循环流化床燃烧试验装置上对石化污泥与煤进行混烧试验，通过对焚烧过程中烟气成分进行分析，着重考察了质量掺混比、二次风率、过剩空气系数和床温对SO₂、NO_x和多环芳烃排放浓度的影响。试验结果表明，随着质量掺混比的增大，SO₂和NO_x的排放浓度下降，而多环芳烃排放浓度呈上升趋势。随着二次风率的增加，SO₂的排放浓度上升，而NO_x的排放浓度呈下降趋势。随着过剩空气系数的增加，SO₂的排放浓度下降，NO_x的排放浓度呈上升态势。随着床温或者过剩空气系数的增加，烟气中多环芳烃排放浓度均呈先下降后上升趋势。综合考虑稳定燃烧和降低污染物排放等因素，得出一系列最佳燃烧参数。燃烧温度应该控制在850～860℃，过剩空气系数应该控制在1.35左右，二次风率应该控制在40%左右，质量掺混比应该控制在30%左右。在本次试验范围内，各工况SO₂、NO_x和多环芳烃的排放浓度均满足国家排放标准。

通过调节硅酸四乙酯（TEOS）和嵌段聚合物F127（EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆）体系的pH值调控TEOS水解的速度，并利用甲基纤维素（MC）在水热条件下形成网格状液晶微滴结构的特点，一步诱导硅胶初级粒子聚沉制备微米级介孔氧化硅微球。研究了溶胶凝胶的温度、pH值对成球性和孔结构的影响，通过氮吸附（BET），X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、马尔文激光粒度分析（Malven）等手段分析表征了介孔氧化硅微球的形貌和孔结构，实验结果表明通过向TEOS和F127体系中加入MC，在pH＝1、80℃条件下一步水热晶化可以合成直径在4～6 μm、比表面积为450 m²·g^-1、孔径为4.2 nm的介孔氧化硅微球。

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯（PCL）/聚乳酸（PLA）共混体系，采用扫描电镜（SEM）和旋转流变仪分别研究了共混体系不相容的相形态及结构流变学。结果表明，共混体系的相形态强烈依赖于组分比。随PCL组分含量的增加，体系内部球形分散的形态逐渐向纤维状和部分双连续的相形态转变。两相界面的存在增加了体系动态弹性响应，并使体系出现了动态形状松弛。但从共混物模量对频率的依赖性仅能够判断体系是否存在不相容的相界面，相形态的差异则需通过松弛曲线来反映。

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12 (PA12)及聚酰胺12/纳米SiO₂ (n-SiO₂)复合涂层，并利用电子拉力机、摩擦磨损试验机、红外光谱仪（FTIR）和示差扫描量热仪（DSC）等对涂层的结构与性能进行了研究。红外光谱分析表明PA12及PA12/ n-SiO₂粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解反应，表明火焰喷涂法适宜制备PA12及PA12/n-SiO2复合涂层;DSC分析结果表明n-SiO₂具有成核剂作用，能提高PA12大分子的结晶速度及结晶度;涂层力学性能及摩擦磨损性能分析表明n-SiO₂能提高涂层的力学性能，改善涂层的耐老化性能和摩擦磨损性能。当n-SiO₂添加量为1.5%（质量）时，涂层综合性能最佳。

以正辛基三乙氧基硅烷（LM-N308）为有机表面改性剂，用相转移法对金红石相纳米TiO₂进行有机表面改性。采用了傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热分析（TG-DTA）、X 射线光电子能谱（XPS）、高分辨透射电镜（HRTEM）、亲油化度实验等对所得的纳米TiO₂进行了表征。红外光谱和X射线光电子能谱表明LM-N308以化学键合的方式结合在纳米TiO₂表面。HRTEM结果显示，在纳米TiO₂的表面存在厚度均匀约2 nm的有机包覆层。TG和亲油化度实验数据表明，纳米TiO₂表面化学吸附的LM-N308的饱和质量分数为7.0%～9.7%。分散性实验表明，经LM-N308表面改性的纳米TiO₂由亲水性变成了疏水性。

在超临界二氧化碳介质中，通过自由基沉淀聚合反应合成了一系列不同乙烯基三乙氧基硅烷（VTEOS）、丙烯酸十八酯（ODA）含量的丙烯酸疏水缔合丙烯酸聚合物。采用扫描电镜、红外光谱、滴定法和旋转黏度计对共聚物的形貌、组成及溶液性质进行了表征。实验结果表明共聚物形貌是由直径小于1 μm左右的球形颗粒组成。在疏水单体含量小于1%(mol)时，VTEOS疏水改性聚合物的黏度大于ODA疏水改性聚合物的黏度。在VTEOS含量为0.2%(mol)时，通过硅氧烷间化学反应，硅氧烷改性丙烯酸聚合物溶液黏度达到2400 mPa·s。

采用炭黑/P123(聚环氧乙烯醚聚环氧丙烯醚聚环氧乙烯醚三嵌段聚合物，即EO_20O₇₀EO₂₀，平均相对分子质量5800)双重模板剂，对Y型分子筛前驱体进行组装合成了具有原位梯度孔及高水热稳定性的材料。FT-IR结果表明，组装过程将Y型分子筛的初级和次级结构单元引入分子筛的孔壁之中。BET和TEM结果表明，材料具有相互贯通的梯度孔道(0.39 nm-3.8 nm-6.5 nm-19.9 nm)，比表面积693 m²·g^-1，孔容1.89ml·g^-1。在800℃、100％水蒸气处理2 h和4 h后，比表面积保留率分别为80.1%和35.1%，孔容保留率分别为45.0%和25.4%。为重油大分子的催化裂化提供了一种具有潜在应用价值的材料。

系统地研究了AB型新单体4-5-氨基-6-羟基-2-苯并口恶唑基)苯甲酸盐（ABAS）的合成新方法、性能及其在聚对亚苯基苯并二口恶唑制备中的应用。结果表明：采用以4-(5-硝基-6-羟基-2-苯并-口恶唑基)苯甲酸甲酯（MNB）为原料，经碱性水解及水解液直接还原合成高纯度ABAS的新技术，具有工艺简练、污染少及经济性良好等特点，总收率达84%，它经历以水解物4-(5-硝基-6-羟基-2-苯并口恶唑基)苯甲酸的二钾盐为中间物质的加氢还原、酸析反应历程;对于95%以下纯度的MNB采用水解分离后再还原的两步法合成工艺，也能获得近99%纯度的ABAS;经¹ H NMR、¹³C NMR和FT-IR等确认为ABAS后，TG测得起始热分解温度为290℃，具有优异的热稳定性和抗氧化性; 99%纯度的ABAS在玻璃反应器中以聚合13 h最后升温至230℃的方式可制得特性黏数大于15 dl·g^-1的PBO树脂，具有完全等当比缩聚、操作安全、易工业化等技术特征。