从染料学科和染料工业在 2 0世纪发展的总体情况出发 ,就染料学科和染料工业范围、传统染料前景、染料工业生产急需解决的问题、基础研究关键课题等 4个方面预测了 2 1世纪染料学科和染料工业可能的发展前景 .

建立了一套中试装置 ,对以商业炭分子筛为吸附剂的变压吸附 (PSA)空分制氮循环过程进行了系统研究 .用所建立的数学模型对相应实验进行模拟并将模型预测与实验数据进行比较 ,结果表明模型是可靠的 .

采用绝热量热法 ,在Dewar聚合釜中研究动力学机理复杂的氯化二烯丙基二甲基铵 (DADMAC)在水溶液中的自由基聚合动力学 ,用数值计算法拟合其动力学和热力学参数 ,计算结果与实验值吻合良好 .与文献值相比 ,两系统的热力学参数基本相同 ,但动力学参数有些出入 .认为这是由于文献中将引发剂 (NH4) 2 S2 O8的热分解简单处理成一级反应而未考虑其副反应的影响造成的 .

考虑多个活化核心或汽泡间非线性相互作用及核化过程的非线性动力学特征 ,指出沸腾系统具有强非线性和随机性等特征 .从随机性的物理机理出发 ,利用汽泡数目平衡的概念导出了汽泡尺寸分布函数 ,在此基础上提出了计算核态沸腾换热的新思路 .计算结果与实验对比吻合得很好 .

应用热 -质比拟技术 ,对间断环面槽肋片管束进行了传质与流动阻力实验 ,根据热 -质比拟关系得出传热结果 .分析了该种换热芯子在不同板间距时的传热与阻力特性 .与光板肋片管换热芯子比较 ,该种换热元件的传热与阻力都有很大提高 ,而阻力增加幅度更大 .实验结果为运用单位选用肋片管式换热器提供了依据 .

提出了测试振动流化床与浸没水平管局部传热系数的新方法 ,就通气振动流化床与浸没水平管间的局部传热特性进行了实验研究 .结果表明 ,局部传热系数随水平管圆周位置而变 ,这种变化受流化气速、振动频率和振幅的影响 ,通气条件下达到最佳传热效果的振动强度比不通气时低 ,振动条件下达到最佳传热效果的流化气速比不振动时小 ,通气条件下振幅和频率对局部传热系数具有大致相同的影响趋势 .实验还表明 ,局部传热系数随颗粒粒径的增加而减小 .

研究了垃圾中各种可燃物的热解特性 ,得出了各自的热解动力学参数 ,并对各种可燃物的热解特性进行了评价 .

采用随机过程理论导出了液相在固体颗粒分形介质中的扩散方程 ,得到了分形扩散系数与自由空间扩散系数的关系式 .同时研究了以磷酸与具有丰富内孔隙的磷矿颗粒为代表的液固两相反应的机理和动力学模型 .发现已反应完毕的区段与尚未反应的区段之间的反应界面不是一个面 ,而是一个过渡区段 ,这一反应区段将逐步向颗粒中心移动 .根据固相物质的分形结构与反应机理 ,导出了描述这一过程的理论模型 .

提出了一个双过程水合物成核动力学机理模型 :(1 )拟化学过程生成基础水合物 ;(2 )小分子气体在基础水合物中的拟Langmuir吸附形成化学组成不恒定的水合物 .以此机理模型为基础建立了水合物热力学模型 .大量检验结果表明 ,新模型在预测气体水合物 (特别是由很复杂的天然气、凝析气和原油生成的水合物 )生成条件方面优于传统的vanderWaals -Platteeuw(vdW -P)模型及其改进型 ,且计算方法更简单 .

提出了冷存料的复合式分批精馏塔 ,建立了恒摩尔持液数学模型 ,模型计算结果与实验结果吻合良好 ,并对该设备分离热敏物料的可靠性进行了分析 ,结果表明 ,采用冷存料的复合式分批精馏塔分离热敏物料是合适的 .

建立了摇瓶中南方红豆杉细胞两液相培养过程动力学模型 ,提出的有机溶剂毒性参数 1 0 /lgP使建立的模型不仅能确切反映两液相培养细胞生长和紫杉醇生产随时间、不同的有机溶剂 (烷烃、有机酸、醇和酯 )和有机溶剂体积分数等的变化规律 ,而且将有机溶剂毒性参数 1 0 /lgP取为 1、有机溶剂体积分数取为 0时模型可确切反映单液相培养细胞生长和紫杉醇生产的变化规律 .根据模型求解和结果分析 ,深入研究了这些变化规律的机理 .

从非平衡态热力学出发 ,探讨了微生物细胞在追求最高生长速率的优化模式下的动力学行为 .将微生物的生长过程分成分解代谢和合成代谢两个过程 (黑箱模型 ) ,通过唯象关系优化生长速率 ,得到了最优的合成代谢和分解代谢速率与自由能变化的关系 .计算表明 ,该关系式可以描述实际体系的生长过程 .进一步将微生物的生长过程划分为分解代谢、合成代谢、ATP的生成与消耗 3个反应 ,得到了与黑箱模型同样的优化结果 ,并且探讨了总偶合度与单步反应偶合度的关系 .所用的方法可以用来分析细胞的趋优行为 .

通过在一小型流化床试验台上进行石油焦的燃烧试验 ,阐述了N2 O和NO形成与分解机理 ,模拟研究了N2 O的排放特性 .采用不同程度脱去挥发分的石油焦颗粒 ,研究脱挥发分的程度对N2 O形成的影响 ,脱挥发分的温度越高 ,即脱挥发分的程度越高 ,石油焦氮形成N2 O的量越少 ,这表明石油焦挥发分氮形成N2 O量高于相应石油焦焦炭氮燃烧产生的N2 O量 .燃料燃烧过程中 ,NO形成比较均匀 ,而N2 O形成比较复杂 ,燃料氮向NO的转化率随脱挥发分温度升高而增加 ,而向N2 O的转化率则有一临界脱挥发分温度点 .

采用双模颗粒动态分析仪 (DualPDA)同时测定了气流式喷嘴雾化过程中液滴在不同空间位置的三维速度向量、粒度和滞留时间等物理量 ,研究了液滴速度分量、粒度分布及滞留时间的时间序列 ,通过域重新标度分析法 ,计算出时间序列的赫斯特指数、谱密度指数及其分形维数 ,发现各空间点测得的各物理量的归一化域值对时间具有标度性质 ,相对于均值的累积偏差曲线具有自仿射性 ,各物理量的时间序列彼此也具有自仿射性 ,其Hurst指数和分维数分别近似相等 .所得到的结果和前人用激光诱导荧光 (LIF)技术获取湍流 /非湍流界面图像而得到的结果一致 .

基于混沌理论 ,通过建立重构相空间轨迹演化的离散动力学映射方程 ,提出了流化床压力波动预测方法 ,以流化床压力波动时间序列反演系统动力学行为 .对比了模型产生的压力波动时间序列和实验测得的压力波动时间序列的混沌特征参数 :关联维、Kolmogorov熵和Lyapunov指数谱 ,两组非线性混沌特征参数趋于一致 ,说明该模型能捕获系统的非线性动力学特征 .并研究了压力波动预测指数分离过程的长期不可预测性 .

针对时序相关观测数据 ,提出了一种动态主元分析过程 .仿真计算结果表明 ,过程观测数据的动态主元分析可看作是扰动“驱动”信号的提取过程 ,分析得到的主元变量实际上是驱动扰动的估计 .对CSTR过程的仿真监视研究 ,验证了基于动态主元分析的统计过程监视的有效性 .

研究了一类多输入多输出 (MIMO)系统的软测量问题 ,将FuzzyARTMAP网络应用于加氢裂化分馏塔产品质量估计软测量 ,经实际过程数据验证指出此算法具有较强的分类及非线性多维映射能力 ,结合提出的多变量模糊PID在线校正算法 ,使所建软测量模型在线应用时具有一定的随工况变化不断校正的能力 .

气体 -油水乳化液的管内流动是原油开采、油气输运以及许多化工领域中经常遇到的工程现象 ,正确认识油水乳化液在气体扰动下的动力特性对圆管内油、气、水多相流的理论建模具有重要的工程应用和学术价值 .本文通过垂直上升管内油气水三相弹状流的实验研究 ,提出了垂直上升弹状流中油水乳化液黏度计算模型 .基于此模型 ,油水乳化液在气体掺入下的流动特性可表现为气体扰动变稠的非牛顿流体特性和气体扰动变稀的非牛顿流体特性 .