提出了以氨水为工质的朗肯循环、燃气动力循环和液化天然气循环组成的混合动力循环系统，用于液化天然气冷能回收。建立了混合动力循环中换热和动力设备的能量平衡方程和可用能平衡方程，并以朗肯循环冷凝温度、朗肯循环透平进出口压力、液化天然气循环透平进出口压力为关键参数，分析了上述关键参数对混合动力循环热效率和可用能效率的影响。分析结果表明，混合动力循环热效率和可用能效率随朗肯循环冷凝温度升高、朗肯循环透平进口压力和液化天然气循环透平进口压力增大而提高，随朗肯循环透平出口压力和液化天然气循环透平出口压力增大而降低。

溶液除湿过程是溶液除湿空调系统中的一个非常重要的耦合传热传质过程。本文对填料塔结构的溶液除湿器建立了一种NTU-Le模型，并基于此模型得到了溶液除湿过程传热传质特性——Lewis数对空气出口含湿量基本无影响，提出一种溶液除湿耦合热质传递过程的热质传递解耦方法——Le -h_D分离测量法，来测定溶液除湿过程的耦合传热传质系数。

对采用规整波纹填料结构的溶液除湿器除湿过程进行了实验研究，空气与溶液流型组织形式为叉流，基于Le-h_D分离测量法得到空气入口流量、温度、含湿量以及溶液入口质量分数、温度对耦合传质系数的影响，并采用数据回归的方法对传质系数与Lewis数进行拟合，得到该类结构除湿器除湿过程的传质系数与Lewis数的关联式，并进行了74组稳态实验对该关联式进行误差分析与验证，结果表明根据关联式计算得到的进出口参数变化与实验进出口参数变化之间相对误差很小，进出口空气温度变化、含湿量变化误差分别仅在6％、10％以内，进出口溶液温度变化相对误差不超过12％，表明Le-h_D分离测量法的准确性和可接受性。

提出了一种双面液膜反转方案，竖直布置2组或2组以上交叉双尺度波纹板束为传热面，在上板束各对板底部设置耙形导流器，交叉地将上板束各对板两侧的液膜引至下板束异侧，然后利用液膜与具有水平沟槽的波纹板片上的表面张力作用使反转后的下降液膜均匀化，以此实现液膜反转和交叉双尺度波纹板技术的复合强化。建立了溴化锂水溶液在2段光滑平板上降膜反转吸收过程的传热传质数学模型并进行了数值计算。给出了反转液膜前后液膜内流场、温度场、质量分数分布计算结果，并讨论了溴化锂水溶液降膜吸收传热和传质过程中反转次数对传热和传质系数的影响。

从管道壁面附近的流动结构着手，指出摩阻偏差系数不仅取决于相对粗糙度，还取决于粗糙元疏密度、流动再附长度等具体几何、水力特征，粗糙度对流阻的影响能否忽略不能单纯以相对粗糙度是否小于5%为标准。采用流道收缩效应的处理方法，理论地分析这些特征对偏差系数的影响，揭示出偏差系数随粗糙元密度与Re的增加而增加，粗糙元分布很疏或者Re很小时粗糙度的影响可以忽略的规律。

实验研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在强化管内的流动沸腾换热特性，探索了质流密度、干度和平均油浓度对换热特性的影响。实验测试管为内螺纹强化管，长度为2000 mm、外径为7.0 mm。实验结果表明，纯制冷剂R410A的传热系数随干度的增大先增大后减小，峰值出现在干度为0.7～0.8左右;对于R410A-油混合物，在干度小于0.5的工况下，油的存在增强换热，在干度大于0.6的高干度情况下，传热系数随平均油浓度和干度的增大迅速降低。基于混合物性开发了R410A-油混合物在7 mm强化管内流动沸腾的换热关联式，新的关联式预测值与89%的实验数据的误差在±30%以内，平均误差为17.3%。

对一种基于成像的激光相关测速技术进行了理论和实验研究。利用光散射理论模拟了成像测量系统对单个颗粒的光信号响应特点，分析了颗粒粒径和探头直径对信号及其频谱的影响，研究了测量体在光轴方向的有效长度。针对信号特点，研究了信号处理参数，分析了分段相关性计算中窗口宽度对计算结果的影响及其选择依据，并对窗函数和信号预平移等优化方法进行了研究。成功地对一脉冲喷雾爆破区高浓度流场进行了测试，获得了不同脉冲宽度下喷雾速度变化规律和轴向径向分布，测试结果与文献报道结果基本吻合，表明基于成像的相关测速系统可以很好地应用于喷嘴出口附近高浓度流场的测试。

运用烟线法和热线风速仪对两喷嘴撞击流流场进行了实验研究，考察了不同喷嘴间距、不同气速比下撞击面的稳定性和撞击面驻点的偏移规律。结果发现，当2D≤L≤4D（L为喷嘴间距，D为喷嘴直径）时，若两喷嘴气速相等，撞击面不稳定，在轴线上发生振荡;当两喷嘴气速有小的差异时，撞击面驻点将发生大幅度的偏移，此时流场变得相对比较稳定。当2D≤L≤8D时，撞击面驻点位置对气速比变化很敏感;当L<2D和L>8D时，撞击面驻点位置对两喷嘴气速比的变化逐渐变得不敏感。

以FeCrAl合金薄片为基体，Pt-Sn-Li/γ-Al₂O₃为活性涂层，制备了Pt-Sn-Li/Al₂O₃/FeCrAl金属基复合载体负载型催化剂。采用XRD、SEM、TPR等手段对催化剂进行了表征，并在微型固定床反应器中考察了不同反应温度、液时空速和氢/烃摩尔比下对长链烷烃脱氢的催化性能。结果表明，将活性浆料直接涂覆于焙烧后的金属薄片上制得的催化剂有良好的结合性能，经超声波振荡后涂层脱落率小于2%。当Pt-Sn-Li/γ-Al₂O₃活性涂层涂覆到FeCrAl金属基体后复合载体Al₂O₃/FeCrAl与活性成分的相互作用明显增强。催化反应性能评价表明，较高的反应温度有利于长链烷烃脱氢过程，但温度过高时将加速催化剂积炭失活。较低的空速有利于十二烷的转化，但进一步减小空速将造成十二烯的选择性明显降低。减小氢/烃摩尔比虽然有利于提高十二烷的转化率，但进一步减小氢/烃摩尔比也将加速催化剂积炭失活。

研究了转筒式光催化反应器的模型化设计方法，并与实验结果进行了比较。在自行设计和制造的转筒式光催化反应器中测定了反应器内紫外线的照度分布，在间歇条件下进行了4BS染料光催化降解的实验研究。在此基础上，经数据处理和数学推导，建立了转筒式光催化反应器的数学模型。结合含处理液浓度、催化剂用量、光照度、pH值以及直接光照面积影响在内的降解速率方程，模拟了该反应器中的水处理过程，得到了与实验相吻合的结果。

通过共沉淀法制备了不同配比的Ni-Cu催化剂，并采用XRD、TPR和XPS表征方法研究了镍铜相互作用对苯甲醇的催化氧化性能的影响。结果显示，当催化剂体系中只有Ni时，催化剂组分为Ni(OH)₂;当催化剂体系含有Ni和Cu时，催化剂组分为Ni(OH)₂和Cu(OH)₂混合晶相;当催化剂体系中仅含Cu时，催化剂组分为CuO;并且由于镍、铜的相互作用，催化剂的还原温度降低，Ni的存在阻止了Cu(OH)₂晶相转变为CuO。此外，催化剂体系中Ni含量越高，其催化活性也越高，Ni的存在提高了Cu的催化性能。

以结构简单、光能利用率高的复合抛物面采光板为采光元件，以采用溶胶-凝胶法负载在比表面积大、化学性质稳定的玻璃纤维网上制得的高活性TiO₂固定催化剂制作催化组件，自主设计了一种新型的太阳能光催化反应器。以草酸铁钾化学光量计曝光试验对其光学性能进行了评价，光子采集效率约为0.759。由于固定化催化剂活性良好、装填结构合理，本装置降解苯酚表观量子产率可以达到相同结构悬浆催化体系反应器的1/2，因而具有良好的实用性。

使用浓硫酸催化棉油毛酸与甲醇的酯化反应制备脂肪酸甲酯即生物柴油。通过减压蒸馏，在0.002 MPa的压力下， 分别收集230～260℃、230～310℃和260～310℃ 3个馏分段的生物柴油，测定其密度、黏度、冷凝点。同时，通过气相色谱-质谱联用仪对生物柴油的成分及其含量进行分析。发现230～260℃和230～310℃两馏分段的馏出率分别达到53.27%和64.76%，且凝点指标均达到我国0^#柴油的标准。260～310℃馏分段柴油的馏出率为10.52%，凝点为5℃，可作为中、低速柴油机的燃料使用。

危险与可操作性（HAZOP）分析是一种广泛应用于化学流程工业的危险分析方法。为克服现有的HAZOP分析专家系统在“非常规”分析方面的局限性，提出了基于案例推理（CBR）的HAZOP分析自动化方法，描述了案例库及案例结构，给出了案例搜索策略。为便于案例库的知识管理，开发了案例构造器。工业实例应用结果表明，基于CBR的HAZOP专家系统突破了现有HAZOP专家系统没有学习能力和不能进行“非常规”分析的技术瓶颈。

采用指数律参考轨迹的传统预测函数控制（PFC），系统动态响应无法预先估计，不能直接按照指定的轨迹整定动态响应。本文提出了一种预测函数控制参考轨迹自校正策略。基于事先规定的期望响应，对指数律参考轨迹的衰减系数进行实时在线滚动优化，保证预测时域内的参考轨迹最大幅度地贴近期望轨迹，使得系统响应能够准确地跟踪期望轨迹，并在指定的时刻到达设定值，同时也保留了控制输出平滑的特性。仿真实验证实了该方法的有效性及其优点。

以某催化裂化装置为基础，建立反应-再生系统的动态机理数学模型。从生产操作和闭环控制的角度，用动态优化的方法对再生器的主风裕量进行了计算，指出过程动态特性对主风设计裕量的选取有着很大影响。在考虑工艺和设备条件变化留出的稳态裕量之外，需要留出一定的动态裕量以满足过程操作和控制的要求，其大小与控制系统设计有关。系统对控制器性能的要求愈高，所需要的主风裕量应愈大。故在进行工艺设计时需要对系统的控制性能和主风设计裕量进行综合考虑，使设计结果既能满足工艺要求，又能实现良好的自动控制。

针对复杂工业过程中的多工况和非高斯信息问题，提出一种基于外部分析的ICA-PCA（independent component analysis and principal component analysis）在线统计监测新方法。首先把过程变量分为外部变量和主要变量，通过偏最小二乘（PLS）回归方法分离外部变量对主要变量的影响，然后利用ICA-PCA两步信息提取策略，完整地提取过程的信息，最后用3个统计量对过程进行监测，建立了一种具有非高斯特性的多工况过程在线监测算法。通过对一个数值例子和连续搅拌槽（CSTR）过程的仿真研究，说明提出的方法是可行、有效的。

以改性海藻酸钠和壳聚糖制备Ni-mSA/CS双极膜并用于电还原制备巯基乙酸。测定了膜的红外光谱、机械性能、含水率及离子交换容量。将阴极镍网预埋在阳离子交换膜的表面上，以实现阴极室中的零极距电解。实验结果表明，以巯基乙酸和二硫代二乙酸的混合液为阴极液，25% H₂SO₄为阳极液，电流密度为10 mA·cm^-2，常温电解，电流效率可达66.7%。

抑制聚集是蛋白质产品下游加工特别是制剂过程中的重要问题。本文采用动态Monte Carlo方法和二维晶格HP蛋白质模型，通过建立高分子-蛋白质复合物微观结构和蛋白质构象概率分布来研究高分子对蛋白质聚集行为的影响。结果表明，高分子的疏水性、分子量及其浓度对于蛋白质的聚集行为有显著的影响。当其疏水性适宜时，高分子可富集在蛋白表面疏水位点，强化蛋白质分子在水溶液中的分散，从而抑制聚集。高分子还可缠绕在蛋白质分子表面形成限制性空间从而稳定蛋白质的天然结构。

在氮源限制基本培养基中连续培养大肠杆菌DH5α及其乙酸耐受突变株DA19。与DH5α相比，突变株DA19降低了葡萄糖的消耗，减少了乙酸和丙酮酸的生成，提高了菌体关于葡萄糖的得率。利用物料平衡和代谢反应的化学计量关系，分析了二者在比生长速率0.13 h^-1下的稳态代谢流分布。与DH5α相比，DA19的三羧酸循环流量高，酵解途径的流量低，从而减少了乙酸等副产物的分泌，反映了能量代谢效率的明显提高。比较了二者异柠檬酸裂解酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、磷酸果糖激酶、异柠檬酸脱氢酶和乙酸激酶的活性，酶活变化与代谢流结果基本一致。

为提高纤维素原料对乳酸的转化率，将富含纤维二糖酶的黑曲霉（Aspergillus niger ZU-07）孢子和德氏乳酸杆菌（Lactobacillus delbrium）细胞共固定在海藻酸钙凝胶珠中，将共固定化细胞体系与纤维素原料的酶水解相耦联，组建成新型串联式生物反应器。研究表明，共固定化细胞中的纤维二糖酶可将纤维素水解液中的纤维二糖迅速转化成葡萄糖，而葡萄糖又能被乳酸杆菌迅速转化成乳酸，从而解除了纤维二糖及葡萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用。当酶解罐和共固定化细胞反应柱的温度分别控制在50 ℃和48 ℃，共固定化细胞反应柱的装填量为40％时，串联式生物反应器中生成的乳酸浓度和纤维素对乳酸的转化率分别达到55.7 g·L^-1和91.5%。采用分批添料工艺，乳酸终浓度和反应器生产效率分别提高到106.7 g·L^-1和1.270 g·L^-1·h^-1，而单位底物的纤维素酶用量降低了25%。

针对直通道质子交换膜燃料电池（PEMFC）建立了一个二维全电池综合数值模型，模型综合考虑参与电化学反应的三个要素反应物质、电子和质子的传输过程以及液态水的淹没和膜内水传输现象。研究了供气压力、液态水淹没对电池性能的影响;比较了不同输出电压、供气湿度等条件对阴极液态水饱和度分布以及电解质膜含水率的影响;预测了基准供气状态下电池的极化曲线和文献报道的实验结果吻合很好。计算结果显示：输出电压越小液态水淹没电极现象越严重;阴极液态水的生成有利于膜的浸润保持较高电导率，但是会淹没电极使有效电极面积减小，导致电池性能下降。

针对直流道质子交换膜燃料电池提出一种混合的两相三维非等温数学模型，考虑了液态水在多孔介质内的毛细流动和分布，分析了双层扩散层结构及碳纤维特性对电池性能的影响。结果表明，扩散层第一层（靠近催化层）厚度对质子膜电导率和气体传递特性有着相互制约的影响，需进行优化;在一定范围内，扩散层第一层碳纤维直径的减小可提高质子膜电导率，有利于电池性能的改善;在保持其他参数不变的前提下，应尽可能提高多孔介质的憎水性和孔隙率以提高电池输出性能。

用石灰石作为脱硫剂在热输入0.1 MW的加压喷动流化床试验台上进行了煤部分气化过程中的炉内脱硫试验研究。系统地考察了温度、压力、钙基脱硫剂粒径、钙硫摩尔比等参数对脱硫效率的影响。试验结果如下：随着温度的升高、压力的增加，脱硫效率均提高，但增长幅度减缓。随钙硫摩尔比的增加，脱硫效率提高，但当Ca/S（摩尔比）＝2后，继续增大Ca/S，脱硫效率提高有限。脱硫剂粒径减小，脱硫效率提高。

建立了数学模型，把所考虑的NO/N₂/O₂/H₂O脉冲放电体系中的主要化学反应，归结为各物种浓度的刚性常微分方程组的初值问题来求解，计算方法选用Rosenbrock法，得到了物种浓度随停留时间的演化规律。结果表明：NO还原和氧化在其脱除过程中同时共存，当NO，N₂，O₂，H₂O和CO₂的体积浓度分别为200×10^-6，80%， 5％，6％和9％时，NO氧化所占的比例比NO还原的大很多;脉冲频率增大导致NO还原率和氧化率均增大;H₂O浓度增大导致HNO₃浓度增大，表明NO氧化所占的比例随H₂O浓度增大而增大。

采用移动床生物膜反应器（MBBR）对城市垃圾渗滤液进行SHARON工艺研究。主要研究了该反应器的启动情况和氨氮浓度、溶解氧（DO）以及pH等因素对反应器半亚硝化效果的影响。结果表明，在控制HRT=1 d、温度30℃、DO=0.5～1.0 mg·L^-1、pH=7.5左右、无污泥回流等条件下，经过4周的运行，成功地选择培养出亚硝化型生物膜，实现了短程硝化。研究表明通过控制进水氨氮浓度、DO和pH，可以达到出水半亚硝化的处理效果。当进水氨氮浓度为500 mg·L^-1时，出水半亚硝化的控制条件是pH=7.0，DO=1.5 mg·L^-1;而在进水氨氮浓度为300 mg·L^-1时，控制pH=7.0，DO=1.0 mg·L^-1，出水也可实现半亚硝化。最大可能计数法（MPN）测定发现，亚硝化菌在数量上的绝对优势是反应器能始终保持高效稳定的亚硝氮积累的主要原因。

采用中试规模的平行试验，研究了好氧式MBR和序批式MBR两种工艺处理生活污水的差异。结果表明两种工艺对有机物及氨氮的去除效果相当，由于序批式MBR提供了缺氧环境，其对总氮的去除能力优于好氧式MBR。但高溶解氧（DO）、低C/N以及缺乏机械搅拌装置限制了TN去除率的进一步提高。好氧式MBR的膜污染速率较序批式MBR严重，在截留有机物质量相等的情况下，二者的过膜阻力增长率分别为0.065 kPa·g^-1·m²和0.037 kPa·g^-1·m²。

采用新型的两级循环曝气生物滤池工艺，对稀释中和后的炼油碱渣废水进行生物处理工业试验。研究了溶解氧质量浓度、水力停留时间、营养物质、pH值、温度和反冲洗周期等因素对碱渣废水生物处理效果的影响。在适宜的操作条件下，炼油碱渣废水经两级生物处理后，COD、硫化物、挥发酚和石油类平均去除率分别达到89.3 %、99.8 %、93.6 %和85.7 %，其中COD和硫化物的平均去除负荷分别达到8.37 kg·m^-3·d^-1和4.44 kg·m^-3·d^-1。循环曝气生物滤池是一种高负荷、高效率、反冲洗周期长和低成本的炼油碱渣废水处理方法，具有良好的应用前景。

采用气液两相滑动弧等离子体降解酸性橙Ⅱ，研究了酸性橙Ⅱ的降解动力学及降解机理。结果表明：当电压为10 kV，载气为O₂，气体流速为0.4 m³·h^-1，废水流量为20 ml·min^-1，电极间最窄处距离为3.5 mm，溶液浓度在300 mg·L^-1以下时，滑动弧等离子体对酸性橙Ⅱ的降解符合一级动力学规律。检测了纯水放电时H₂O₂、O₃生成量以及OH·的相对量。运用紫外光谱（UV-Vis）、离子色谱（IC）、色谱-质谱联用（GC-MS）等方法，测定出酸性橙Ⅱ的主要降解产物有乙酸、乙二酸、丙二酸、苯酚、3-羟基苯乙酮、萘、苯磺酸、邻苯二甲酸（酐）、β-萘酚等，并依此推测酸性橙Ⅱ的降解机理，即羟基自由基攻击酸性橙Ⅱ分子上与萘环相连的C—N键，导致C—N键的断裂，进而染料脱色矿化。

为了准确模拟具有对称结构的带有矩形嵌件的薄壁型腔内熔接线的动态形成过程，采用Level Set/Ghost方法追踪充填阶段聚合物熔体前沿界面。引入具有高阶精度且数值稳定无振荡的5WENO（the fifth order weighted essentially nonoscillatory）格式对Level Set/Ghost方程进行数值求解，耦合求解物理量控制方程的一般差分格式实现熔接过程的动态模拟。数值算例对整个流场的压力、温度及速度进行了分析和讨论，并将熔接区域的压力、温度和非熔接区域的压力、温度进行了比较。数值结果与理论分析结果一致，且与前人数值结果相比有很好的精度。

注塑冷却分析最终归结为求解模具表面温度场BEM方程组，方程组中存在大量的积分项，这些积分项很难用解析式表示，因此无法求得它们的精确解析解，多采用高斯数值积分获得近似数值解，计算精度较低。本文采用近似解析解和半解析解代替原来的数值解，使得关键部位积分计算的精度提高了10％以上，不仅有利于提高冷却分析的精度，也有效地改善了边界元方程组的性态。

紫外光照射下制备了用于改善玻璃表面亲水性的二氧化硅/丙烯酸酯透明杂化薄膜，其水接触角小于5°，具有优异的亲水性。讨论了反应时间、反应温度、丙烯酸羟丙酯用量和正丙醇用量与薄膜亲水性的关系。通过SEM对薄膜表面形貌进行了研究，发现薄膜具有多孔结构，SiO₂溶胶粒子均匀分布在膜层中。研究表明，以硅溶胶（ml）与丙烯酸羟丙酯（mol）配比为50∶0.15在40℃时反应1 h制备杂化溶胶，且涂膜液用20%（质量）正丙醇稀释时所制备的杂化薄膜亲水性最好。

以烯丙氧基聚乙氧基硫酸铵（APES）、马来酸酐（MA）、马来酸酐-丙烯酸共聚物（MA-AA）为原料，水为溶剂，使APES和MA、APES和MA-AA在水溶液中同时进行自由基共聚和接枝共聚，合成了APES接枝MA-AA的APES-MA聚醚型无磷的共聚物阻垢剂，用红外光谱和核磁共振氢谱对共聚物结构进行了表征。探讨了单体配比、温度和用量、黏均分子量对共聚物阻垢性能的影响，结果表明该阻垢剂既具有优异的阻Ca₃(PO₄)₂性能，又有良好的阻CaCO₃特性。温度80℃时，阻垢剂用量5 mg·L^-1，阻Ca₃(PO₄)₂率为98.89％;温度50℃时，用量5 mg·L^-1，阻Ca₃(PO₄)₂率为100.0％，用量25 mg·L^-1，阻CaCO₃率为97.97％。且CaCO₃形成易被清除的松垢，该阻垢剂适用于工业循环冷却水系统。

通过XPS谱图和XPS信息深度的计算方法测定了减水剂在胶凝颗粒表面的吸附层厚度。结果显示，木质素磺酸盐减水剂（LS）、改性木质素磺酸盐减水剂（GCL1-T）、萘系减水剂（FDN）和氨基磺酸盐减水剂（ASP）在水泥颗粒表面的吸附层厚度分别为8.70、10.87、1.50、7.26 nm;GCL1-T和FDN在粉煤灰表面的吸附层厚度分别为6.76 nm和0.95 nm。此方法可较准确描述减水剂在胶凝颗粒表面吸附层厚度的相对大小。由测定结果可进一步推断，FDN的分散机理以静电斥力效应为主;而空间位阻效应在LS、GCL1-T和ASP的分散机理中不可忽略。