对离子束动态混合注入(DIMI)技术制备的黄铜、紫铜、不锈钢和碳钢管基聚四氟乙烯(PTFE)表面的冷凝传热实验发现,用不同加工条件制备的表面具有不同的化学组成、不均匀的表面状态以及不同的物理化学性质,从而导致不同的冷凝成滴面积和传热性能,而且表面加工条件对滴状冷凝传热的寿命有至关重要的作用,不同基体材料应有不同的最佳制备工艺条件.不同工艺条件下制备黄铜基PTFE表面水蒸气竖直管外冷凝传热通量比相应的膜状冷凝提高0.3-4.6倍,冷凝传热系数提高1.6-28.6倍.实验结果也表明冷凝表面基体材料对冷凝传热性能有一定的影响.

以一株光滑球拟酵母的多重维生素营养缺陷型为研究菌株,考察了分批发酵中不同体积传氧系数(KL_a)对其产丙酮酸性能的影响.高KL_a(450 h^-1)下,丙酮酸产率较高(0.797 g·g^-1),但葡萄糖消耗速度较慢(1.14 g·L^-1·h^-1);低KL_a(200 h^-1)下,葡萄糖消耗速度快(1.97 g·L^-1·h^-1),然而丙酮酸产率(0.483 g·g^-1)却明显下降.根据发酵过程主要参数和碳流分配的变化特性提出了发酵前16h控制KL_a为450h^-1、16h后控制KL_a为200 h^-1的分阶段供氧控制模式,结果实现了高产量(69.4 g·L^-1)、高产率(0.636 g·g^-1)和高葡萄糖消耗速度(1.95g·L^-1·h^-1)的相对统一,丙酮酸生产强度(1.24g·L^-1·h^-1)比控制KL_a恒定为450、300和200h^-1的过程分别提高了36％、23％和31％.实验数据表明,供氧良好状态下细胞产丙酮酸性能出现的差异可能是由维生素处于亚适量水平时酵解产生的NADH去路不同,导致细胞处于不同的能量水平而引起的.

研究了不同流加操作条件对实验用酵母菌的生物量和麦角固醇含量的影响,以提高麦角固醇的发酵水平.比较了恒速流加、恒残糖反馈流加、指数流加、控制溶氧的指数流加、脉冲流加、控制溶氧的脉冲流加等流加条件下pH值、溶氧、残糖浓度、生物量、麦角固醇含量等参数的变化,对相应的变化进行了讨论.结果表明,控制溶氧的脉冲式流加是一种较好的流加方式,与传统的发酵操作相比每升发酵液的麦角固醇产量提高了20％.

转氨酶是酶法生产氨基酸工艺中的重要酶种,高产量的酶必须涉及菌体的生长和酶的合成需要.从酶发酵过程的稳健性出发,应用低灵敏度的稳健性设计手段对转氨酶的发酵产酶过程进行了优化设计.通过实验发现通气量和搅拌速度两个工艺参数对发酵产酶结果影响较大,而培养基成分、发酵初始pH值及发酵温度的影响较小.并得到了结果稳定的最优发酵条件:通气量0.6L·min^-1,搅拌速度500 r·min^-1,温度35℃,pH值6.5,玉米浆2％.经实验验证,发酵结果稳定且符合最优目标值.

测定了10％-40％(质量)乙醇-水溶液中的纤维素酶在温度为20-40℃和CO₂压力为0.49-4.41MPa下的酶活变化数据,这些数据是用高压CO₂分离纯化纤维素酶的基础数据.实验表明,CO₂压力不是酶活损失的主要因素,乙醇浓度和温度对酶活损失的影响较大.在乙醇浓度小于30％、温度低于35℃的条件下,对纤维素酶-乙醇-水体系进行高压CO₂处理比较适宜.

对模拟工业水系统中荧光假单胞菌与碳酸钙在固体壁面上形成混合垢的过程进行了实验研究,考察了在不同碳酸钙饱和程度及主体流速下混合垢在不同材料表面上的结垢行为,获得了不同材料表面上混合垢随时间的生长曲线。结果表明:平均混合垢量少于平均生物垢量;在碳酸钙不饱和水体中,平均混合垢量极少;在碳酸钙饱和水体中,随碳酸钙过饱和程度及主体流速的增大,平均混合垢量减少,混合垢生长的诱导期缩短;非金属表面上的平均混合垢量多于金属表面上的;碳酸钙颗粒首先吸附到材料表面上,然后是微生物的黏附生长;碳酸钙的存在抑制微生物与材料表面的结合,而微生物的生长繁殖又抑制了碳酸钙的沉积。

研究分别以砂子和煤灰为床料,含盐废液在流化床中焚烧,添加剂CaO、Fe₂O₃、A1₂O₃对阻止床料结焦的作用机理.结果表明,当砂子或煤灰中形成Na₂CO₃时,CaO、Fe₂O₃能够解决床料的结焦问题,而Al₂O₃却促进砂子的结焦.当砂子中含有NaCl时,A1₂O₃能很好地解决砂子的结焦问题,而CaO、Fe₂O₃虽然对防止结焦有效果,但不能根本解决砂子的结焦问题.当煤灰中含有NaCl时,CaO、Fe₂O₃对于防止床料的结焦效果较好,而A1₂O₃反而造成严重结焦.研究结果为含盐有机废液在流化床中焚烧时防止床料结焦选择合适的添加剂提供理论依据.

对于不规则形状A301氨合成催化剂,测定了其形状系数和球化的当量直径及高压下本征动力学方程,用SPSR法测定了不规则催化剂颗粒的曲折因子,根据多组分单一反应等温球形A301氨合成催化剂内反应-扩散-维模型,用正交配置法结合解非线性方程组的Broyden拟牛顿法求解了模型,获得了催化剂粒内各组分的浓度分布和催化剂的内扩散有效因子.利用所测得的高压下A301催化剂的总体速率对模型进行了检验,模型计算值和实验值吻合,表明球化模型和所得当量直径、曲折因子等模型参数可用于描述A30l催化剂内的反应-扩散过程及工程设计计算.

研究了常压下温度308-328 K范围内用阳离子交换树脂作催化剂的稀醋酸合成醋酸甲酯本征反应动力学,得到基于Langmuir-Hinshelwood吸附理论用活度表示的通用动力学方程,在此基础上建立了数学模型并通过模拟计算证明了催化精馏过程是回收水溶液中醋酸的有效方案,为工业设计放大提供了理论依据.

提出了对从时间序列粗粒化得到的符号序列进行细化的方法,首次在不同尺度下,利用算法复杂性,对不同流型、静床高、平均粒径等操作条件下的压力脉动时间序列进行分析。研究结果表明,不同尺度下的算法复杂性不同的变化趋势,对应了不同尺度下气固两相运动的特征,能够从多角度反映流化床的运动特性,比单一尺度提供更多的信息,为流化床压力脉动时问序列非线性分析提供了新的思路。

利用小波分解、滤波、重构对热重信号进行去噪处理,消除实验中由于各种因素产生的噪声,得到了较为满意的热重实验数据.该方法与其他处理方法相比,得到的处理信号不失真且去噪效果明显.比较发现小波去噪的结果与阈值选取相关,通过分析确定合适的阈值选取规则,使得处理后的信号能满足以后分析的需要.研究表明选择的阈值可广泛应用于不同煤种的热重实验数据处理.

对鼓泡流化床压力脉动信号用FFT变换进行分解,得到0-10Hz、10-20 Hz、20-30 Hz、30-40 Hz、40-50Hz、50-60Hz和大于60Hz的信号.分别用自相关函数和互信息函数研究了各个频段信号的线性相关性和非线性相关性.首次通过理论证实了鼓泡流化床压力脉动信号中30 Hz以上信号不存在线性相关性,40 Hz以上信号不存在非线性相关性.由于40 Hz以上信号不存在前后相关性,可以认为其为噪声信号.研究指出通过流化床压力脉动信号研究流化床内部信息时,应考虑40 Hz以下信号,而不是以前认为的20 Hz以下信号.

将298.15 K时各种液态聚合物的内压平方根λ和重复单元的摩尔体积Vm的乘积对它们的van derWaals体积作图时,发现是一条通过坐标原点的直线.这意味着聚合物的λVm具有良好的基团加和性.据此,建立了一个能满意地预测聚合物内压的基团贡献法.结合Small的基团摩尔引力常数,该基团贡献法也能用来计算液态聚合物在298.15 K时的新溶解度参数值.

关联维数是描述非线性时间序列的重要参数.在仿真计算的基础上,发现小尺度的小波变换模数的关联维数与非线性时间序列本身是一致的.同时仿真计算还表明,由于小尺度小波变换的高通滤波性质,利用小波变换模数计算关联维数可有效克服极强的大尺度噪声的干扰.针对氢气射流轴向脉动速度的计算结果也证实了有关结论.