采用分子动力学模拟的方法在 2 98 1 5K及无限稀释条件下对Li+、Na+、K+、F- 、Cl- 5种单个离子的水化现象进行研究 模拟得到了离子溶液体系一幅清晰的微观物理图像 ,阳离子周围的水分子以氧来靠近阳离子 ,而阴离子周围的水分子则以其中某一个氢来逼近阴离子 提出了一个“水化因子”的新概念来定量地表征离子水化的强弱 ,阳离子水化的强弱顺序为Li+>Na+>K+ 阴离子水化强弱顺序为F- >Cl- 对于水化作用较强的Li+,其虽有第二配位圈 ,但并无水化 离子的Pauling半径大小是决定离子水化强弱的关键因素 ,这些信息将为建立相应的分子热力学模型提供基础

用NVT系综MonteCarlo方法模拟了苯分子在常温及超临界条件下水溶液中的径向分布函数及微观结构图像 .模拟中 ,水采用SPC势能模型 ,苯分子采用单点LJ球型分子模型 .模拟时应用Metropolis抽样及周期边界条件 .应用Ewald方法考虑了水分子间的电荷长程作用 .考虑了 1 0个不同的模拟条件 ,得到了苯与水分子间的径向分布函数图 ,分析了苯在超临界水中的亲水性质随温度、密度及组成的变化 .通过分析得出了苯在超临界水中亲水的结论 ,并推荐了较为适宜的亲水超临界条件 .

以水为工质对螺旋管内单相液体充分发展紊流脉动传热特性进行了实验研究 ,发现了紊流脉动传热系数与流量脉动相位间的反相关系 ,引进了两个新的准则数 :脉动频率数W0 和脉动振幅率Ap,对紊流脉动传热规律进行了分析讨论 ,并根据紊流脉动传热参数的瞬态变化规律 ,对脉动过程中的管内二次流特征和变化作了详细讨论和分析 .

在由 3根陶瓷滤管组成的实验装置上 ,利用热线风速仪对脉冲反吹时滤管外瞬态流场进行了测定 ,分析了喷吹压力和脉冲宽度对滤管外流场的影响。结果表明 ,滤管外流场存在严重的气体回流区 ,回流速度峰值数倍于正常过滤气速。随着离开滤管壁面距离的增加 ,喷吹速度和回流速度逐渐减小 .随着喷吹压力的增加 ,反吹速度和回流速度也显著增加 .

在内径 1 86mm、高 9m的提升管中 ,通过改变操作气速获得湍动流化床、快速流化床和稀相输送典型的操作状态 ,使用光纤密度探头在轴向不同截面的不同径向位置处测得密度脉动时间序列 ,以反映不同流型下 ,不同浓、稀相区的瞬态动力学行为 .利用确定性混沌理论分析了局部密度脉动信息 ,以Kolmogorov熵定量地表征系统的动力学特征 .实验结果表明 ,Kolmogorov熵随流型的变化能正确地反映相应流型的特点 ,可用来描述不同流型下的流动结构 .在忽略壁面附近行为的条件下 ,对 3种流型、不同的浓稀相区 ,局部熵值随局部固含率变化可分为两个区 :当局部固含率高于 0 0 5时 ,熵几乎不随局部固含率的变化而变化 ;当局部固含率低于 0 0 5时 ,熵随局部固含率的减小而急剧增大 .这说明系统的混沌特征与局部固含率关系密切 ,局部固含率对系统局部动态行为起控制作用 .

在理论分析的基础上 ,采用计算机图像采集技术 ,实时记录气泡的长大过程 ,用图像分析技术确定气泡边缘形状 ,建立了根据气泡图像测定表面扩展黏度的实验装置 .直接测量动表面张力随时间的变化 ,并通过动表面张力与气泡表面积变化率的关系 ,确定溶液的表面扩展黏度 .测定了十二烷基硫酸钠溶液的表面扩展黏度 ,并与不同表面变形速率下的文献值进行比较 ,说明了表面活性剂溶液的表面流变现象 .

鉴于活度系数与内压密切相关 ,修正了熟知的vanLaar理论 ,用Frank关系式替代了原理论推导中的vanderWaals流体内压 ,从而导得一个十分类似于Wohl方程的过量函数式 ,vanLaar方程、溶解度参数方程、Margules方程和Scatchard -Hamer方程等都是它的特例 .通过对过量熵贡献的修正 ,建立了一个活度系数方程 .它已被证明具有通用性 ,即不仅适用于各种小分子液体混合物 ,而且亦适用于各种高分子溶液 ,有比局部组成型方程更广的适用范围 .此外 ,由该Gibbs自由能模型还得到了溶解度参数一个新的定义 ,它比Hildebrand定义的溶解度参数更加广义 .

以Pitzer电解质溶液理论为基础 ,引入离子强度函数来表达高温 (1 0 0℃ )时两电解质之间及电解质与非电解质之间的作用系数 ,计算了 2 5℃和 1 0 0℃时H3BO3-Na2 SO4-NaCl-H2 O四元体系的溶解度 ,计算值与实验测定值相吻合 .应用该四元体系的相图讨论了用西藏天然硼砂生产硼酸的工艺过程 .

研究了海藻糖对固定化纤维素酶在干燥和存放过程中的保护作用 ,发现海藻糖能有效地减少固定化酶干燥过程中酶的热失活 ,而且能提高固定化纤维素酶存放过程中的热稳定性 .但温度越高海藻糖的保护效果越差 .借助红外分析和差示扫描量热方法 ,初步推测了海藻糖对固定化纤维素酶保护的机理为 :一是糖的羟基同酶分子以氢键的形式结合 ,提高了酶的热变性温度 ;二是糖分子包裹在酶分子周围 ,或填充在酶分子的空间结构内 ,特别是酶的活性部位附近 ,并形成玻璃态 ,将酶蛋白的空间结构固定住而避免酶的失活 .

研究了抗生素发酵液提取过程中的预处理工艺特性 ,考察了各种因素对过滤速度和滤液效价的影响 ,并以螺旋霉素 (SPM )为例进行了详细研究 .实验发现 ,SPM过滤滤液效价随过滤 pH值的不同而变化 ,在 pH =5 5时有一最佳峰值 .同时 ,在溶液中存在蛋白质的溶解平衡 ,在过酸过碱时蛋白质会变性沉淀 .而SPM在蛋白质沉淀等固形物上存在吸附平衡 ,许多外加物质可以产生竞争吸附而影响过滤收率 .对以上实验结果用修正的Langmuir吸附理论提出合理的解释 ,建立了理论模型 ,并推导出了数学公式 .

研究了甲醇 /水溶剂中TS - 1催化剂上丙烯与H2 O2 反应生成环氧丙烷的本征动力学 .根据推测的反应机理建立了 4种动力学模型 ,经参数估值及模型筛选 ,假设反应符合Eley -Rideal机理 ,H2 O2 吸附、表面反应为控制步骤时 ,所导出的模型最为满意 ,该模型的计算值与实验值吻合很好 ,对反应速率的平均偏差为 1 2 5% .

建立了渗透汽化 -酯化反应耦联复合膜反应器过程动力学模型及测量复合膜渗透率的方法 .该动力学模型较系统地考虑了复合膜反应器中可能影响酯化反应化学平衡移动的各种因素 .研究结果表明 ,模型的模拟结果能很好地与实验结果相吻合 .

针对原油蒸馏塔的特点 ,将蒸馏塔模拟的内外法与优化的不可行路径法结合 ,提出原油蒸馏塔的内外不可行路径法 .对某原油蒸馏塔的优化计算表明该方法能提高计算速度 ,并取得较好的优化效果 .

本文给出了列队竞争算法解组合优化问题的框架和确定变异领域的两条原则 .对管路网络综合问题和换热网络综合问题确定了相应的变异领域 ,用列队竞争算法分别解这两个网络综合问题 ,所得到的最优解优于文献报道的结果 .

应用摄动方法 ,研究了放热化学反应系统在发生失控 (即“热爆炸”)时 ,其化学动力学参数的临界值 ,在进行量纲 1化后 ,得到了热爆炸判据δcr的渐近分析公式 ,该公式给出了δcr随ε的变化 .

用数值分析方法研究了倾斜管内热进口段自然强制同向复合对流传热 ,分析了浮力、倾斜角及轴向导热对流动和传热特性的影响 ,得到了速度、温度、壁面剪切应力、局部及平均Nusselt数的分布和变化 研究结果显示Pe=71时平均Nusselt数的最大值位于 2 5°～ 45°之间 ,Pe=2 5时则在 90°处出现 .

在两种不同放置位置螺旋管内进行了油 -水液液两相流流型的实验研究 ,定义了各种不同流动条件下油-水两相流的流型 ,给出了螺旋管内液液两相流的流型图 .进而讨论了各流型之间转变的机理 ,并考察了螺旋管结构尺寸及放置方式对油水两相流流型及相转变特性的影响 .

设计、安装了一套测定不稳定化合物的临界温度 (Tc)和临界压力 (pc)的毛细管瞬时法装置 ,以正戊烷 (n -C5H1 2 )、正己烷 (n -C6H1 4 )和 1 -庚烯 (1 -C7H1 4 )为标准试剂对装置的可靠性进行了校验 ,并测定了亚硝酸异戊酯、二烯丙基醚、二甲硫醚和烯丙基胺等 4种物质在不同停留时间 (τ)下的表观临界温度 (Tc,a)和表观临界压力 (pc,a) .停留时间最长为 2 0s,有效地控制了被测流体的热聚合和热分解 .采用线性外推方法得到了这些物质的Tc 和 pc.所有的数据除二甲硫醚外均为首次测定 .