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2007年 第58卷 第2期 刊出日期:2007-02-05
    热力学
    毛细上升法研究水处理滤料的表面热力学特性
    杨斌武 常青 何超
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  269-275. 
    摘要 ( 799 )   PDF (679KB) ( 354 )  
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    基于Washburn方程用亲油亲水比(LHR)比较了0.9~1.2 mm无烟煤、锰砂和石英砂滤料的润湿性; 同时以正己烷、1-溴萘、甲酰胺和去离子水为探针液, 用Washburn方程和van Oss-Chaudhurry-Good(vCG)理论对滤料表面自由能成分进行了估算。实验测得无烟煤、锰砂和石英砂的LHR值依次为1.93、0.75和0.69, 说明无烟煤的亲油性较好而锰砂和石英砂表现出了亲水性; 估得无烟煤、锰砂和石英砂滤料的表面自由能非极性成分和极性成分依次为38.8、38.0、37.7 mJ·m-2和0.73、6.8、8.7 mJ·m-2,初步说明水处理滤料的表面润湿性与其表面自由能极性成分γABs之间有一定的相关性; 而后者归因于滤料的表面化学组成。
    用差分最大气泡压力法测定对二甲苯+乙酸体系的表面张力
    尹东霞 马沛生 夏淑倩 罗明检
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  276-280. 
    摘要 ( 954 )   PDF (397KB) ( 423 )  
    相关文章 | 多维度评价
    本文采用经改进了的差分最大气泡压力法建立了一套表面张力测定装置,并对装置进行了测试。用该装置测定了对二甲苯和醋酸体系在常压下,30℃~70℃范围内,不同浓度下的表面张力,并用两种方法对数据进行了关联,为PTA的工程设计提供既方便又可靠的基础数据。
    传递现象
    锯齿翅片的传热与阻力性能试验
    董军启 陈江平 陈芝久
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  281-285. 
    摘要 ( 605 )   PDF (522KB) ( 287 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在风洞试验台上对16种不同结构参数的板翅换热器中使用锯齿翅片进行了传热和流动阻力性能试验,分析比较了翅片间距和翅片长度对其表面对流传热系数和空气阻力性能的影响。同时通过对16种翅片的244个试验数据点进行多元回归和F显著性检验,获得了j因子和f因子的经验关联式。在Re=500~7500范围内,经验关联式的最大误差范围为±10%,绝对平均偏差分别为4.2%和5.3%。
    冷冻干燥过程相迁移和相分布的孔尺度网络模型与模拟
    刘永忠 赵雁飞 陈三强 孙皓
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  286-293. 
    摘要 ( 797 )   PDF (2510KB) ( 476 )  
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    构建了51×51二维孔-喉网络模型对冷冻干燥过程的升华干燥阶段进行模拟。与传统的连续介质模型相比,孔网络模型的特征是具有跟踪干燥过程中物料内部的干燥前沿和相分布的能力。采用网络模型预测了牛肉和火鸡肉的干燥曲线,并模拟了不同冻结速率的火鸡肉在干燥过程中形成的相分布。讨论了模型的计算特性,并分析了孔径分布对相分布特性的影响。结果表明:网络模型可较好地预测升华干燥阶段,可在孔尺度上揭示干燥过程的动力学机理,将为准确地判断升华干燥与解析干燥的转变点提供理论计算基础。
    基于亲水/憎水复合膜的全热交换器换热换湿性能[
    张炎 张立志 项辉 徐学利
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  294-298. 
    摘要 ( 688 )   PDF (429KB) ( 386 )  
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    膜全热交换器由于可以同时回收空调排风中的潜热和显热而受到重视。研究了基于PVAL/PVDF复合透湿膜的全热交换器的透热透湿性能,实验测定了新风与排风之间的显热交换能力和水蒸气交换能力,并建立了基于亲水/憎水复合膜的逆流膜全热交换器传热传质计算模型,实验与理论结果吻合较好。结果表明,该复合膜全热交换器的总传热系数为20~35 W·m-2·℃-1,总传质系数为(1.5~3.5)×10-3 m·s-1。
    纳米流体有效热导率预测
    彭小飞 俞小莉 夏立峰 余凤芹
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  299-303. 
    摘要 ( 536 )   PDF (648KB) ( 520 )  
    相关文章 | 多维度评价
    纳米流体热导率实验表明了纳米流体具有不同于常规流体的导热特性。从颗粒小尺寸效应、布朗运动引起的微对流、固液吸附微界面和颗粒聚集结构上分析了纳米流体导热机理,并推导了适合纳米流体的热导率预测公式。与实验结果对比分析,该预测公式与实测值较为接近,对预测纳米流体的热导率有一定的参考价值。
    黏弹性流体环空内的起动流分析
    黄善波 李兆敏
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  304-309. 
    摘要 ( 679 )   PDF (612KB) ( 236 )  
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    利用分离变量法得到了Maxwell型黏弹性流体在环空内起动流时的解析解,并对其流动特性进行了计算和分析。结果表明,黏弹性流体在环空内的起动流呈现出周期性的、衰减的振荡流特点,环空内的速度剖面在不同时刻呈现出不同的规律,并且在流体弹性效应较强时,环空内有可能出现暂时的逆流现象。环空内不同位置处的振荡规律是不同的,环空中央附近的振荡强度要强于壁面附近的。流体的弹性效应越强,振荡幅度越大,趋于稳定的时间就越长。随着时间的延续,流体的弹性对速度剖面的影响逐渐减弱。环空间距对振荡流有抑制作用。间距变小,将使振荡流的振幅减小、频率增加,平均速度的稳定值减小。
    热变温器系统气固反应器内部的温度特性
    汪城 张鹏 王如竹
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  310-316. 
    摘要 ( 636 )   PDF (812KB) ( 211 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以气固反应热变温器系统的反应器为研究对象,通过建立数学模型,计算了反应器内部在反应过程中的温度分布及其随时间的变化,讨论了一些参数对于反应器内部温度分布的影响。结果表明:TC减小、pC增大以及fg减小、ρb增大,使反应器内部温升增加、反应器对废热流体的加热功率q增大,而反应器内部的温度不均匀性亦增加。
    CO2安全阀排放管道堵塞后融化过程模拟
    黄冬平 丁国良 H Quack
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  317-321. 
    摘要 ( 551 )   PDF (594KB) ( 265 )  
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    通过安全阀向大气排放高压CO2时固体CO2会在下游突扩处发生周期性的堵塞和融化过程,对被保护系统的安全有重要影响。为了了解融化过程的特性,本文对下游发生堵塞后通过CO2安全阀的排放过程建立了动态仿真模型,利用实验数据进行了验证,并分析了安全阀进口参数和管道几何尺寸对融化过程的影响。研究结果表明:堵塞发生后下游管道内压力先增后减;安全阀和堵塞处之间管道的长度和半径增加会使下游管道内压力变化变平缓,最高压力减小,而融化时间变长;堵塞段长度增加使最高压力和融化时间都增加;安全进口蒸汽干度对融化时间影响不大,但随干度增加安全阀和堵塞处之间管道内的最高瞬时压力大大增加。
    内翅片管中堵塞芯管直径优化的数值模拟
    林梅 王斗 吴峰 曾敏 王秋旺
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  322-326. 
    摘要 ( 811 )   PDF (553KB) ( 296 )  
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    采用可实现的k-ε湍流模型和壁面函数法对带不同直径堵塞芯管的内翅片管内空气的湍流流动和换热特性进行了数值模拟,利用试验数据检验了计算方法的正确性。在对不同流量下改变芯管直径进行数值模拟的结果表明:在一定流量下,芯管外径与外管内径之比存在着一个最佳值,使单位压降、单位翅片面积下的换热量最大,而且随着流量的增加,最佳芯管外径与外管内径之比呈减小趋势。在本文所研究的参数范围内,这一最佳比值在0.5-0.625之间。同时也对在相同压降条件下进行了数值计算,结果表明,当芯管外径与外管内径最佳比值为0.4-0.56左右时,单位翅片面积下的流量和换热量之积达最大值。这一结论为内翅片管的优化设计提供了重要依据。
    多相流
    气液两相流差压测量波动信号的符号序列统计分析
    金宁德 苗龄予 李伟波
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  327-334. 
    摘要 ( 729 )   PDF (716KB) ( 333 )  
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    将符号时间序列分析方法应用到两相流测量波动信号分析,并讨论了关键参数对符号统计量影响问题。在此基础上,利用垂直上升管中采集到的80组气液两相流差压动态波动信号,提取了时间不可逆转性Tfb及χ2fb统计量。当气相表观速度小于002 m·s-1时,随着气相表观速度增加,泡状流随机可变的运动特征逐渐加剧,其动力学特性变得相对复杂;当气相表观速度大于002 m·s-1时,在流型从泡状流向段塞流转变过程中,随着气相表观速度增大,流型演化的动力学特性逐渐变得相对简单;在流型从段塞流向混状流转变过程中,随着气相表观速度增加,混状流的动力学特性逐渐变得愈加复杂。研究结果表明,时间不可逆转性Tfb及χ2fb统计量两个符号是表征气液两相流流型的敏感特征量,考察这两个统计量随两相流流动参数变化规律有助于更好地理解两相流流型动力学特性。
    一种界面活性剂减阻溶液的流变特性
    魏进家 姚志强
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  335-340. 
    摘要 ( 705 )   PDF (460KB) ( 196 )  
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    利用ARES流变仪对具有湍流减阻作用的阳性界面活性剂CTAC/NaSal水溶液的剪切黏度进行了测量。溶液的质量浓度范围为5×10-5 ~2×10-4,温度范围为20~40℃。对实验数据的分析发现,Giesekus模型可较好地拟合不同浓度和温度下界面活性剂溶液的剪切黏度。得到了不同溶液浓度下Giesekus模型参数与温度的关联式,从而揭示了溶液减阻特性与其流变特性的内在联系。利用对向喷嘴装置RFX流变仪对CTAC/NaSal水溶液的拉伸黏度进行了测量。
    水平管路油气混输模拟技术
    李玉星 唐建峰 王武昌
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  341-346. 
    摘要 ( 583 )   PDF (1481KB) ( 347 )  
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    以双流体模型为基础,建立了适用于水平油气混输管路的瞬态数学模型,并讨论了模型的求解以及分层流的结构方程对计算结果的影响。在大型多相流实验环道上进行了大量的混输瞬变流动过程实验,利用实验和现场数据对瞬态模型模拟得到的混输管道中的平均持液率、压降以及瞬变过程的入口压力、持液率等流动参数等进行了验证和计算,结果表明建立的模型可以比较准确地预测油气混输管路中的流动参数。
    竖直加热壁面上汽泡脱离及浮升点汽泡直径预测模型
    潘良明 陈德奇 袁德文 何英青 季洪春
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  347-352. 
    摘要 ( 638 )   PDF (770KB) ( 285 )  
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    针对汽泡在脱离点和浮升点的力平衡特点,根据受力分析结果对汽泡的动量平衡方程进行了简化。提出了汽泡在竖直加热壁面上脱离和浮升的判据。采用Thorncroft的实验数据进行检验,结果发现,汽泡的脱离及浮升直径预测值与实验值误差在±20%以内。模型分析结果表明,向上流动的汽泡脱离直径随平均流速的增加而减小,随壁面过热度的增加而增加;向下流动情况大致相同;但由于流动曳力对汽泡脱离的作用和浮力的作用相反,从而导致了在02~03 m·s-1流速范围内出现汽泡不脱离的现象。在向上流动条件下,由于汽泡脱离核化点后的滑动方向和主流方向一致,从而使得汽泡与流体间的相对速度减小,使浮升直径大大增加;向下流动时,汽泡浮升直径随平均流速和壁面过热的关系与脱离直径的变化趋势基本一致,但与壁面过热的关系没有脱离直径的明显。
    基于遗传算法的快速X射线计算机层析成像多相流测试技术(Ⅰ)测试原理和数值仿真
    吴昌宁 丁宇龙 程易 金涌
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  353-363. 
    摘要 ( 575 )   PDF (2770KB) ( 219 )  
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    针对局部浓度场具有二值分布特征的特定多相流体系,提出引入多相流物理特征的快速X射线计算机层析成像(XCT)技术,基于围绕被测物有限角度的X射线投影数据,建立了改进的遗传算法(GA)求解不完整投影数据集的二值图像重构算法。通过有限角度的同时投影,实现对两相流浓度场的瞬间图像冻结和快速图像采集,既拥有XCT的高空间分辨率特征,同时满足高时间分辨率的动态测量要求,并由于投影角度数要求的大幅度缩减而降低了XCT的硬件成本。以气液两相流的多泡体系为研究对象,通过详细的数值仿真实验获得了较理想的图像重构效果,验证了GA-XCT的理论可行性。在3~24个有限角度投影数据的情况下,GA-XCT表现出明显优于传统CT图像重构算法(即滤波反投影算法)的二值图像重构能力。同时,GA-XCT具有很好的抗噪声能力,而且不依赖于气泡形状。
    基于遗传算法的快速X射线计算机层析成像多相流测试技术(Ⅱ)静态实验验证
    丁宇龙 吴昌宁 程易 金涌
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  364-370. 
    摘要 ( 579 )   PDF (1418KB) ( 239 )  
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    采用静态实验模型和一套X射线测试系统模拟了二值多相体系多角度同时投影的X射线CT测量过程。静态实验模型模拟空气-水两相体系,截面相浓度分布满足0-1特征。X射线测试系统由一台工作电压为150 kV的闪光X射线机、一台X射线平板检测器和一套数据采集单元组成。通过旋转静态实验模型,分步实现不同角度的投影数据采集。基于模拟的多角度“同时”采集的投影数据,使用本系列研究所构建的基于遗传算法的快速X射线CT多相流测试技术(GA-XCT)对截面图像进行重建,测试结果表明:在3~24个有限角度实测投影数据的情况下,GA-XCT表现出了明显优于传统CT图像重构算法(滤波反投影算法)的图像重构能力,且具有良好的抗噪声能力。
    催化、动力学与反应器
    Pd/C上松香催化歧化反应集总动力学
    王琳琳 李丽明 陈小鹏 蒲小东 童张法
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  371-377. 
    摘要 ( 793 )   PDF (509KB) ( 406 )  
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    以松香为原料、改性Pd/C为催化剂、200#油为溶剂及N2为保护气,进行松香催化歧化反应集总动力学的研究。在消除内外扩散影响的条件下,在线跟踪48315~53315 K的反应产物并用毛细管柱气相色谱法测定反应体系组成随时间的变化关系。根据松香歧化反应机理和特点,借鉴集总思想和方法,按结构族组成和动力学相近原则划分该复杂反应体系的集总组分,构建了Pd/C上松香歧化集总反应网络,建立了枞酸型树脂酸、海松酸型树脂酸、氢化枞酸型树脂酸、氢化海松酸型树脂酸和脱氢枞酸五集总动力学模型;采用Levenberg-Marquart法,以Matlab编程和SPSS数理统计软件估算了模型参数,得到枞酸型树脂酸脱氢、加氢,海松酸型树脂酸加氢反应过程的活化能分别为11139 kJ·mol-1、10876 kJ·mol-1、9735 kJ·mol-1,结果表明,所建动力学模型与实验数据吻合良好,并能预测反应在54315 K的集总组分浓度分布。
    微波化学反应器与实验结果的重复性
    卞峰 黄卡玛
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  378-382. 
    摘要 ( 836 )   PDF (471KB) ( 336 )  
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    对基于家用微波炉改装的微波化学反应器建立模型,用有限元方法联合求解麦克斯韦方程和热传导方程并考虑了介电常数随温度和时间的变化,得到烧杯中溶液的温度分布。计算发现烧杯在反应器腔体中摆放的位置对加热效果有着显著影响。而化学反应是一个非平衡体系,这种位置差异带来的影响会更加明显。通过实验进一步验证了以上结论,并且发现:由于反应器磁控管的不稳定性,即使烧杯位于相同位置,多次实验的结果也不相同。因此,基于家用微波炉改装的微波化学反应器很难保证微波化学实验的重复性。
    分离工程
    旋风分离器旋进涡核的数值模拟
    吴小林 熊至宜 姬忠礼 时铭显
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  383-390. 
    摘要 ( 642 )   PDF (3371KB) ( 462 )  
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    采用雷诺应力模型对旋风分离器内三维非稳态流场进行了模拟计算。结果表明,旋风分离器全空间内都存在旋进涡核现象。对旋进涡核现象和旋进涡核中心的运动规律进行了详细的描述,分析了不同轴向位置的旋进涡核区域内不同点的速度波动幅值和频率,得到了旋进涡核影响范围以及速度波动规律;通过分析旋进涡核中心的运动频率,得到了旋进涡核出现的强度。模拟结果与采用热线风速仪以及激光粒子成像技术(PIV)测定的实验结果基本吻合。研究结果可以分析旋进涡核对分离效率和压降的影响。
    蒙脱石-聚二甲基硅氧烷复合膜制备及其乙醇/水分离性能
    徐国强 余江 王康 刘会洲
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  391-395. 
    摘要 ( 578 )   PDF (1117KB) ( 409 )  
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    采用CTAB柱撑蒙脱石通过溶液法制备了有机蒙脱石填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜,研究了填充量等因素对乙醇/水体系渗透汽化分离的影响,通过XRD、SEM等表征手段证明有机蒙脱石与聚合物形成插层型复合物后,膜的机械强度明显改善,膜的分离因子随填充量增加可提高至最大值10。本文从膜的结构及其与组分的相互作用对填充膜中蒙脱石可能存在的渗透通道作用进行了探讨。
    过程系统工程
    考虑热集成的用水网络优化
    廖祖维 阳永荣 王靖岱 蒋斌波
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  396-402. 
    摘要 ( 914 )  
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    提出了新的同时考虑间接传热和混合传热的热集成转运模型,并与用水网络超结构NLP模型结合以求取ΔTmin=0℃时用水网络的公用工程目标。新转运模型与以往的模型相比变量数和约束方程数都大大减少。进一步,针对现有综合方法ΔTmin不可调的局限性,采用改进的换热网络转运模型,提出了区分处理混合传热和间接传热的综合方法。该方法不仅可以得到优化的公用工程费用和换热匹配数,而且与传统的方法相比可以调整ΔTmin,得到更合理的换热网络结构。算例表明,结合新转运模型的NLP模型与结合改进转运模型的综合方法都要优于以往的模型和方法。
    基于偏最小二乘隐变量空间的控制器设计方法
    熊丽 梁军 钱积新
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  403-409. 
    摘要 ( 609 )   PDF (761KB) ( 253 )  
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    基于偏最小二乘(PLS)隐变量空间的控制利用PLS算法内部关系主元独立的结构,可以实现自动解耦多变量之间的严重相关性,且自动实现隐变量变量配对,从而使得MIMO控制简化为SISO控制。由于PLS为稳态算法,要进行动态PLS算法才能与控制要求相符。但是因为PLS隐变量之间并不能完全消除相关性,因此如果采用PID控制器,在整定时回路之间将相互影响且控制器参数不稳定,由此进行了基于动态PLS隐变量空间模型的最优化控制。同时就加压网前箱和一个蒸馏器给出了该控制方法的仿真应用,显示了该方法的特性。
    基于递推部分最小二乘自适应质量监控策略及其在橡胶混炼过程中的应用
    宋凯 王海清 李平
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  410-416. 
    摘要 ( 544 )   PDF (837KB) ( 360 )  
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    提出一种新的基于递推部分最小二乘(RPLS)算法的自适应在线质量监控策略。利用隐变量选择算法,根据实时采集的现场数据,在不增加计算和存储容量的基础上递推更新RPLS过程监测模型,进而更新Qα控制限,从而使RPLS自适应质量监控系统具有强时变跟踪特性,能够有效克服传统监测算法Qα无法反映系统时变性的缺点,大大降低了监控系统的误报率和漏报率,提高监控系统性能。并根据橡胶混炼过程特点,将此方法运用于该时变间歇过程质量监控中,取得了满意效果。
    基于线性规划的单杂质间歇过程用水最小化
    程华农 毛文峰 郑世清
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  417-424. 
    摘要 ( 660 )   PDF (486KB) ( 208 )  
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    对间歇化工过程的单杂质用水网络提出了以新鲜水量最小为目标的优化设计方法。该方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐,对所有操作按出口浓度从小到大排序,避免了高浓度水回用到低浓度水的操作中,去掉了用水网络中多余的连接,构造了用水网络超结构。该超结构可以表述为一个线性规划模型。通过GAMS求解该模型得出每个操作周期的最小新鲜水量,并通过证明得出该最小用水量随操作周期增加最终不再变化。该方法可以用作有、无中间储罐间歇过程用水网络综合,实例计算结果表明该方法是可行的,与其他方法相比更简单。
    自适应Kernel学习网络在TE过程组分仪建模中的应用
    王海清 蒋宁
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  425-430. 
    摘要 ( 651 )   PDF (736KB) ( 223 )  
    相关文章 | 多维度评价
    化工产品终端质量的测量往往具有较大的延迟,且相应的测量仪价格昂贵,易发生故障。基于统计学习理论和Kernel方法,提出一种自适应Kernel学习(AKL)网络,用于Tennessee Eastman(TE)过程中产品组分仪的建模和故障监测。给出了AKL网络在两种情况下的递推算法,只需极少量的学习样本,即可建立软组分仪的动态模型。且AKL网络可以监测故障的发生,通过模型的自动切换,确保在各种工况下,所得到的软组分仪均具有足够的精度。
    表面与界面工程
    黏弹性聚合物熔体多相成型界面不稳定的机理分析
    张效迅 崔振山 周国发
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  431-439. 
    摘要 ( 640 )   PDF (1525KB) ( 491 )  
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    基于动网格法和EVSS/SU等混合有限元技术,建立了黏弹性聚合物多相成型界面不稳定的数值模拟系统,模拟结果与Matsunaga的理论研究和Yamaguchi的实验研究结论相符合。通过研究流率、黏度和松弛时间(弹性)对界面不稳定的影响规律,发现在相应条件下流率、黏度和松弛时间都能使界面变得不稳定,而界面两侧第一法向应力差的阶跃是导致黏弹性界面不稳定的根本原因,进而揭示了黏弹性界面不稳定的机理,并对生产实践提出了若干指导原则。
    磨光花岗岩表面化学改性与摩擦力改变的相依性
    辛寅昌 康峰 安骏
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  440-445. 
    摘要 ( 600 )   PDF (763KB) ( 396 )  
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    为了在不改变花岗岩磨光表面外观的同时,提高见水就滑的花岗岩表面摩擦力,增加光滑硬表面的防滑能力,利用无色无味水溶性的复合有机硅与主要成分是硅酸盐的花岗岩磨光表面反应,使花岗岩的表面润湿性、抗冻融性、表面电性质、微观形貌发生变化的同时,其磨光表面的摩擦力也随之变化。
    甲酸在钛基纳米多孔网状铂电极上的电化学氧化
    易清风
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  446-451. 
    摘要 ( 695 )   PDF (463KB) ( 323 )  
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    将水热法和电解过程相结合,制备出一种新型的钛基纳米多孔网状铂电极(nanoPt),它具有特殊的网络状结构及巨大的表面积. 循环伏安曲线表明,在碱性溶液中,甲酸在nanoPt上的氧化电流密度远远大于在多晶Pt上的电流密度,其氧化峰电流几乎是后者的100倍;恒电位电解时,甲酸在nanoPt上的氧化电流开始时随时间的增加而增加,随后达到稳定,其稳定电流也明显高于多晶Pt;在nanoPt上甲酸的非线性现象出现的电流密度范围要比在多晶铂上的宽. 多次循环扫描和长时间电解实验表明. 这种钛基nanoPt结构稳定,催化剂颗粒不易脱落,有可能作为一种新型的燃料电池阳极材料而得到应用.
    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    几种β-胡萝卜素微胶囊干粉的压缩特性和成型机理
    许新德 姚善泾 邵斌
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  452-459. 
    摘要 ( 568 )   PDF (1378KB) ( 232 )  
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    为了比较几种不同配方和生产工艺得到的β-胡萝卜素干粉的压缩特性和形成片剂的能力,考察了其干粉的粉体特征,以及在压缩过程中粉体的微观结构变化,并通过Heckel方程和Kawatika方程具体表征其压缩行为,分析其成型机理,结合加速实验时各片剂中β-胡萝卜素的保留率的变化,认为以明胶为壁材,通过淀粉床流化干燥技术得到的β-胡萝卜素微胶囊干粉在挤压时主要是通过塑性变形成型,而且其中的β-胡萝卜素稳定性好,这种干粉最适合于制成片剂。
    数字化无阀微泵在细胞输送中的应用实验
    沙菁洁 侯丽雅 章维一 田桂中
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  460-464. 
    摘要 ( 633 )   PDF (837KB) ( 339 )  
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    显微细胞注射中,一般操作是细胞在培养液中,吸持针在培养液中寻找细胞,气压吸持住细胞,然后注射,但是该方法存在已注射和未注射的细胞容易混淆和注射效率很低等问题。本文介绍应用数字化无阀微泵实现定点连续输送细胞,将会提高显微注射效率和成功率。
    甜菜碱对溶菌酶去折叠热力学和复性动力学的影响
    刘建华 董晓燕 武扬 孙彦
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  465-470. 
    摘要 ( 663 )   PDF (669KB) ( 243 )  
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    应用荧光分析技术考察了甜菜碱对溶菌酶在盐酸胍溶液中稳定性的影响;并提出将甜菜碱作为添加剂应用于彻底变性还原溶菌酶的复性;同时应用表观竞争反应动力学模型分析了不同浓度甜菜碱对溶菌酶复性动力学的影响特性。结果表明,甜菜碱对溶菌酶具有稳定作用,可以作为添加剂促进变性还原溶菌酶的复性。甜菜碱可以抑制复性过程溶菌酶分子间的聚集,同时提高溶菌酶的复性速率,从而提高溶菌酶的复性收率。
    能源和环境工程
    膜生物反应器对水源水中微量二氯酚的去除
    张光辉 郝爱玲 陆彩霞 顾平
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  471-475. 
    摘要 ( 683 )   PDF (445KB) ( 407 )  
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    通过实验室小试,研究了一体式膜生物反应器(MBR)对微污染湖水中的微量2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果。64 d的连续试验证实,当进水2,4-DCP浓度在2~200 μg·L-1时,MBR对2,4-DCP的平均去除率达936%。出水2,4-DCP浓度平均为428 μg·L-1,满足《城市供水水质标准》的要求。同时采用间歇试验对MBR去除2,4-DCP的机理进行了研究,证实生物作用在2,4-DCP的去除中起主要作用,MBR对2,4-DCP的去除符合零级动力学过程,降解速率常数为106 μg·L-1·min-1。此外,试验证实MBR对DCP的去除是基于二级基质原理,而向反应器内投加葡萄糖并不能促进MBR对2,4-DCP的去除。
    环己苯过充添加剂在锂离子电池中的应用
    唐致远 刘强 陈玉红 贺艳兵
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  476-480. 
    摘要 ( 778 )   PDF (1138KB) ( 361 )  
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    本文分析了环己苯作为过充保护添加剂在锂离子电池中的应用。笔者采用对所组装的锂离子电池1C倍率过充电,锂离子电池循环性能测试,交流阻抗测试,电解液电导率以及电池自放电测试研究添加环己苯的量对锂离子电池的过充保护效果以及对电池性能的影响。同时,本文分析了环己苯作为过充保护剂的可能工作原理,发现当环己苯的含量大于5%时,能对锂离子电池起到良好的过充保护作用;高于7%时会对电池循环性能产生不良影响。同时环己苯会降低电解液电导率,导致电池自放电增加。笔者认为5%-7%是环己苯作为锂离子电池添加剂的适宜比例。
    材料科学与工程
    辐照改性制备长支链型高熔体强度聚丙烯流变性能(Ⅱ)拉伸流变
    汪永斌 张丽叶
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  481-489. 
    摘要 ( 631 )   PDF (2149KB) ( 745 )  
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    通过辐照法制备了长支链型高熔体强度聚丙烯(LCB-HMSPP),采用Rheotens熔体拉伸流变仪研究了辐照改性PP的熔体强度和拉伸流变行为,讨论了敏化剂含量、辐照剂量、高分子量物质和温度对PP拉伸流变行为的影响。研究结果表明:PP的熔体强度、拉伸应力、拉伸黏度等拉伸流变物理量随敏化剂增加而显著增强,并随辐照剂量呈先上升后下降的趋势,辐照剂量为5kGy时,熔体强度和拉伸黏度到达最大。添加极少量高分子量物质(UHMWPE)也能有效提高PP的熔体强度。LCB-HMSPP的熔体强度活化能显著降低,熔体强度温度敏感性下降,可在较宽的温度范围内表现出较高的熔体强度。
    注塑制品内应力计算的非线性黏弹性本构方程
    申长雨 吴海宏 赵振峰
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  490-494. 
    摘要 ( 643 )   PDF (570KB) ( 424 )  
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    在聚合物黏弹性理论的基础上,构建了新的注塑制品内应力计算的四元件串联力学模型,并推导了其瞬态黏弹性响应的非线性本构方程,给出了聚合物材料参数弹性模量和黏壶系数的计算公式,并对PS平板注塑制件脱模前的内应力进行了模拟计算。计算结果与固体高聚物的结构和力学性能的相关研究结论相一致,所建计算模型合理可靠。
    聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯杂合分散体的合成
    傅和青 黄洪 张心亚 陈焕钦
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  495-500. 
    摘要 ( 665 )   PDF (666KB) ( 557 )  
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    以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,先用环氧树脂改性聚氨酯(PU),得到环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPUE)分散体,然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯(WPUEA)杂合分散体,并通过傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪和透射电镜对其进行了表征。研究了-NCO/OH总摩尔比、交联剂TMP的量、环氧树脂种类和量、MMA的量等对WPUEA杂合分散体性能以及涂膜性能的影响。实验结果表明,选用E20环氧树脂,当-NCO/OH总摩尔比为12~15, TMP的添加量为4%~8%,E20添加量为4%~6%,MMA添加量为10%~30%时得到WPUEA杂合分散体性能较佳,所得到的水性WPUEA杂合分散体的涂膜硬度为073,光泽度达到85,表干时间为30min,冻融循环大于5,同时耐水性和耐溶剂性均得到提高。该产品可以取代溶剂型产品。
    硫酸-水玻璃体系的成胶特点
    李雪 赵海雷 李兴旺 仇卫华 曲选辉
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  501-506. 
    摘要 ( 936 )   PDF (1185KB) ( 1038 )  
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    研究了用溶胶凝胶和常压干燥的方法制备SiO2气凝胶粉体时,硫酸-水玻璃体系的成胶规律,发现凝胶时间与体系的pH值有较大的关系;在反应物浓度一定的条件下,凝胶时间t-pH曲线成“W”型,随反应物浓度的降低,逐渐向“U”型曲线转变;体系凝胶时间最快点的pH值,在碱性环境中随反应物浓度的减小而降低,在酸性环境中随反应物浓度的减小而增大;这与在碱性和酸性环境中所存在的两种成胶机理有直接的关系。 甲酰胺的引入不会明显改变硫酸-水玻璃体系的成胶特点,但明显改善了SiO2气凝胶的物理性能。
    电纺法制备聚丙烯腈基纳米碳纤维
    史铁钧 廖若谷 王鹏
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  507-513. 
    摘要 ( 630 )   PDF (4608KB) ( 1155 )  
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    用电纺法制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,用场发射扫描电镜(FESEM)对其形态进行了研究,讨论了不同工艺参数对纤维直径和分散形态的影响。结果发现,纤维直径随着浓度的增加而增大,随着电压升高而减小,接收距离和溶剂类型对纤维直径的影响不大。将形态最好的纤维在240℃下进行活化处理,然后将活化处理过的纤维在氮气氛中煅烧,用FESEM观察了煅烧的纤维直径及形态的变化,红外(IR)分析了纤维化学结构的变化,证实了经900℃煅烧后的纤维为碳纳米纤维。
    含铝废液制备超细硅酸铝
    李洪花 李辽沙
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  514-517. 
    摘要 ( 735 )   PDF (753KB) ( 258 )  
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    超细硅酸铝通常是以硫酸铝和水玻璃为原料合成的,不仅消耗含铝的化工原料,且成本高。而本研究则以含铝废液为原料,通过反应合成、聚合、表面修饰、陈化、洗涤等步骤,制备超细硅酸铝。并对样品进行了化学分析、红外光谱、SEM和XRD等测定,得出:样品原生粒子在10 nm~40nm左右,次生粒子平均粒径为100nm,分子中的Si-O和Al-O键通过相互链接构成复杂的三维网络结构,并以无定型非晶态为主。样品的各项指标均符合现行中国企业通用标准,其化学式为:Na2O • Al2O3 •mSiO2 •nH2O(其中m为9~11;n为4~6)。
    醋酸乙烯与双环戊二烯顺丁烯二酸单酯的共聚
    侯慧玉 涂伟萍
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  518-521. 
    摘要 ( 662 )   PDF (981KB) ( 427 )  
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    现代化工技术
    六苯基环三硅氮烷合成工艺的改进
    滕雅娣 佟秀君 王思林 李旭日
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  522-525. 
    摘要 ( 972 )   PDF (530KB) ( 538 )  
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    用甲苯作溶剂,二苯基二氯硅烷与氨气反应得到六苯基环三硅氮烷。通过正交实验,获得适宜的工艺条件:二苯基二氯硅烷浓度0.96mol/L,反应温度111-112℃,氨气流量0.02m3/h,后处理用氨水溶解副产物氯化铵,六苯基环三硅氮烷收率达到91.1%,并经IR表征结构。
    优质偏苯三酸酐生产工艺
    兰宇卫 吴方国 陆建平 童张法
    CIESC Journal. 2007, 58(2):  526-529. 
    摘要 ( 685 )   PDF (694KB) ( 497 )  
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    开发了液相空气氧化法由偏三甲苯制备优质偏苯三酸酐的生产工艺。该工艺增加了脱水提浓柱使偏三甲苯氧化反应在最佳条件下进行,通过使用工频电磁感应双向加热器和纳米过滤器,减少了副反应和除去了粗偏苯三酸酐中不溶性杂质,生产出了纯度大于99%的结晶型偏苯三酸酐。该工艺可降低产品单耗,提高产品质量,减少环境污染,基本实现了清洁生产。