本文采用床层压力脉动信号的计算机在线分析方法进行了并流三相流化床流型转变过程的研究.为了查明操作条件(气速、液速)和颗粒物性(密度、粒径)对转变过程的影响,进行了一系列的实验工作.最后得到在空气-水-颗粒的三相流化体系内,从气泡合并区向气泡分散区转变的判别式:在R_(eg)p_(?)/p_l·(D_T/d_p)~(-1.589)·Fr_g~(-0.1)≥1.01×10~5条件下如果Re_(lc)(U_(mf)~(?)/U_(mf)~())~(0.388)·Re_U_(mf)~(?)~(-0.461)·((p_(?)-p_l)/p_l)~(-0.478)≥13.4则流化床处于分散区操作,反之,则处于合并区操作状态.

在用三种方法(摩尔体积、分子等张比容及摩尔电子极化度)计算亲和系数β的基础上,用polanyi-Dubinin方程预计了25℃下八种有机蒸汽以及25、40和60℃下另两种有机蒸气在活性炭上的吸附等温线.相应的实验数据用重量法测定.预计的和实验的数据对比表明:(1)对于优化的预计,参照物应与被预计吸附质有相似的极性;(2)选择适宜的参照物后,三种预计方法在精度上无明显差异;(3)对不同温度下的预计,摩尔体积法更为简便、实用.

利用透明膜加热管对内热虹吸式沸腾装置各种螺旋通道内的两相流流型的变化规律、稳定性及传热性能进行观察研究.同时用钢管绕以电阻丝加热,以便能更准确地测量传热系数.实验所用的内热虹吸管模型共有七种不同的几何尺寸,其中五种为螺旋通道,两种为直流环形通道.实验介质为水、乙醇及聚丙烯酰胺水溶液.实验结果用q～G_t和q～(?)的关系来表示.文章讨论了通道的几何形状和尺寸、介质物性等对流体流动及传热性能的影响.

对已发表的有关螺旋通道内单相流及两相流关联式进行了讨论.在螺旋流内热虹吸装置内,除螺旋流(主流)外,还存在螺纹外缘与加热管内壁面缝隙间的旁流.此两流道内的流量分配可依据“流路分析法”的基本概念求解,而沸腾传热系数则按加权平均法求算.本文提出一个可供工程设计之用的计算方法.计算值与实验结果吻合良好.

本文研究了混合气体在垂直环形通道内紊流流动时的冷凝传热.利用现有的界面切应力、传热和传质的关联式,建立了一个易于数值计算的分析模型.用此模型对水蒸气-空气混合物计算得到的解与Stewart等人的传热实验数据及Kasprzak等人的冷凝液实验数据吻合较好.本文还发现了主流Re数和半径比r对混合气体在环形通道内流动冷凝有显著的影响.

本文针对填料塔内液体运动的分散方程,提出了新的边界条件,并得到描述填料塔内液体运动规律的新模型.通过实验确定了模型中的各参数.实验结果与理论模型的比较,两者吻合较好.用激光- 光导纤维测试系统测定了液体在填料层内的平均停留时间分布,作出了塔内液体的等平均停留时间曲线,并进一步分析了液体在填料塔内的流动特性.

提出了多组分非均相催化精馏过程的数学模型.该微分方程组的边值是未知的,但受全塔总物料衡算方程的约束,模型的求解是一个困难的边值问题.借助于多用标打靶法和Newton-Raphson迭代,本文提出了模型的有效解法.提出的算法亦适用于在填料塔内进行的非催化反应精馏过程.计算结果与实验数据的一致性令人满意.

首次研究了以正丁基锂引发的共轭二烯烃在不同溶剂中聚合的反应活性与溶剂极性的经验参数E_T的关系,并导出了五个半定量关系式,由这些方程式可方便地预先估计在相应溶剂中的动力学和热力学常数.

用照相法测定了锚式搅拌槽中高粘弹性流体的流型和流速分布,另测定了搅拌功率消耗,结果发现:1.与牛顿流体相比,在低Re数下,粘弹性流体的切向速度较大,而径向速度则较小.2.转速相同时,在高剪切率区域,粘弹性流体的剪切率大于牛顿流体.由CEF方程导出功率计算式N_pRe_af_s~(1-n)=k_pf_vf_s~2[1+F_1avf_s~(m-n-3)Wi/K_s~2]用实验数据确定f_(?)和F_(1av),得到可适用于牛顿流体、假塑性流体和粘弹性流体的普适功率计算式,计算结果与实验值比较接近.

本文从理论上论证了实验室吸收装置积分模拟工业吸收设备的可能性.在实验室中,在7组不同实验条件下,用球柱塔积分模拟填料塔,最大误差为5.9%.

在平行板流动超滤系统中,以0.15M NaCl、0.2%NaN_3的牛族血清白蛋白(BSA)溶液进行试验.讨论了操作压差、流速、浓度及蛋白质吸附等对过滤速率的影响;对平行板间滞流流动的超滤过程建立了过滤速率模型.采用两种方式确定膜面浓度:一般情况下将本文所得的过滤速率方程与Kozinski渗透压差模型联立,由试差法确定;在临界压差附近操作时,令膜面渗透压差等于操作压差,进行直接计算.实验表明,二者均具有满意的准确度.

本文在内径为95mm的喷射式环流反应器内,实验测定了聚结和非聚结物系的流体力学与传质特性.指出了分清聚结与非聚结物系在该反应器放大研究中的意义.根据动量衡算,推出了喷射式环流反应器的流动模型.并利用实验数据检验了流动模型的可靠性.

本文提出一种不分析组成测定汽液平衡的新方法.它的基本原理建立在流动体系稳态物料守恒关系的基础上,通过配制溶液与汽液平衡测定仪的平衡汽相(或液相)浓度区溶液的等量置换,测定已知浓度所对应的露点(或泡点)温度.本工作导出了该方法的置换量方程,探讨了置换法的实现问题,给出适于该方法的仪器,并测定了一些体系的稀溶液泡点、端值和露点线;数据与平行方法的测定结果比较,一致性良好,由此初步验证了方法的可行性.

在接近工业操作的条件下,对在国产V-203铜系催化剂上由CO/CO_2/H_2合成甲醇的动力学进行了实验研究,提出了反映CO_2促进作用的合成甲醇总速率方程式.当CO_2大约为6.0%(摩尔)时,合成甲醇的总速率达到极大值.

本文针对垂直U型沸腾管弯管段由于汽水分层引起传热恶化,使壁温升高经常发生爆管事故的问题,提出用底边倾斜上升的改进型U型管来代替原普通型U型管,以改善其传热特性.文中阐述了压力7.5—14MPa、质量流速500—1400kg/(m~2·s)及热负荷90—330kW/m~2条件下改进型U型管的传热特性试验结果,得出了沿弯管段的壁温分布规律,与U型管的传热特性相比,具有明显的优越性.试验同时确定了改进型U型管的两相流阻力特性,较原U型管稍有增加.

本文在传质过程的乳状液膜破裂作用研究中,对1982年W.S.Ho提出的反应前沿模型所忽略的乳状液膜破裂问题,进行了探讨.考虑这些因素后,用扰动与幂级数联合解法获得了分析解.并提出有效萃取时间、萃取项、破裂泄漏项等新概念.这一工作扩大了Ho模型的应用,以及能更准确地预见萃取情况.

本文研究了蒸汽的摩擦作用及液膜表面的波动对重力热管内凝结换热的影响,并针对一些特例进行了实算,得到了一些有益的结论.

用单泡帽装置可研究涓流床泡帽分布板的气液两相流动状态(Flow regimes)及压降性能.通过七个泡帽分布板的实验测定,得到均布所需的条件.本文证明:在喷射流动状态有利于液体分布,并提出简要的解释.泡帽分布板分布性能比降流营型好得多.对大型涓流床泡帽分布板的设计提出了有益的建议.