明胶层中的扩散和反应的动力学研究 (Ⅱ)扩散伴随二级反应的动力学模型

设计一个数值模型用来描述反应物在明胶层中边扩散边与另一种反应物发生二级反应的动力学过程。这个模型与相应的动力学实验相结合可以测出反应物在明胶层中的扩散系数和反应速率常数。在动力学参数齐备的情况下,可以预测动力学过程,并且提供反应物和产物在明胶层中不同时间的空间分布等各种重要的中间过程的描述。模型为研究明胶层中的反应动力学过程提供了有效的分析工具。     

明胶层中的扩散和反应的动力学研究——(Ⅳ)扩散伴随油珠界面反应的动力学数值模型

设计了一个数值模型来模拟一个反应物在明胶层中边扩散边在油珠界面上与另一个反应物反应的动力学过程。提出了处理油珠界面反应的动力学方程,并应用在模型设计中。采用模型模拟与动力学实验测量相结合的方法不仅可以获得反应物在明胶层中的扩散系数和界面反应的比速率常数等重要动力学参数,而且可以提供反应物和生成物在明胶层中的时空分布,并预测不同条件下的动力学过程。对模型的适用性也作了详细的讨论。     

明胶层中的扩散和反应的动力学研究——(Ⅲ)水溶性成色剂的偶合反应动力学

利用流动动力学装置跟踪测量技术和数值模拟技术研究了明胶层中水溶性成色剂的偶合反应动力学过程。通过实验结果与反应物在明胶层中边扩散边发生化学反应动力学过程的数值模型计算结果的吻合表明:在明胶层中,当pH不变时,水溶性成色剂的偶合反应是二级反应,并且它虽然带有—C_(18)H_(37)基团,但在明胶中不会形成胶束。本文还分别测定了彩色显影剂CD-2和CD-4的氧化产物在明胶层中的扩散系数以及它们分别与水溶性成色剂WC-1的偶合反应的速率常数。     

明胶层中的扩散和反应动力学研究

本文采用有限差分法导出扩散物从空间一点向周围作三维球型扩散和边扩散边进行一级反应的动力学方程的数值解，并了其求解方法，在相同的参数下，获得的数值解相相近边界条件的分析解结果对照，一致性良好，为进面是研究染料云的形成过程打下基础。     

明胶层中的扩散和反应动力学研究Ⅵ．球型扩散及扩散伴随一级反应过程的数值解

本文采用有限差分法导出了扩散物从空间一点向周围作三维球型扩散和边扩散边进行一级反应的动力学方程的数值解，并描述了其求解方法。在相同的参数下，获得的数值解与相近边界条件的分析解结果对照，一致性良好，为进而研究染料云的形成过程打下基础。     

明胶层中的扩散和反应的动力学研究——(Ⅴ)油溶性成色剂的偶合反应的动力学

研究了明胶层中油溶性成色剂油珠的偶合反应动力学。通过实验和数值模拟的比较证明:在明胶层中油溶性成色剂(C-1)油珠与彩色显影剂CD-4的氧化产物的偶合反应主要是发生在油珠-明胶水溶液的界面上。偶合反应速度与油珠大小、比速率常数、成色剂在油相中的浓度以及QDI的扩散系数有关。并且得到C-1成色剂油珠的比速率常数、CD-4氧化产物的扩散系数以及QDI和生成的染料在明胶层中的时空分布。同时观察到温度对偶合反应动力学的影响。     

释放显影抑制剂型成色剂在彩色影像形成过程中的动力学研究 Ⅰ.在明胶层中DIR和DIAR成色剂与QDI反应的动力学

采用实验与数学模拟相结合的方法,研究了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与彩色显影剂氧化产物(QDI)的反应动力学,由实验测量的反应动力学结果与模拟动力学结果基本吻合,证明了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与QDI的反应,主要是发生在油-水界面上,反应速率与油珠大小、比速率常数、成色剂在油相中的浓度以及QDI的扩散系数有关。通过数值分析得到明胶层中DIR(Ⅰ)和DIAR(Ⅱ)分别与QDI反应的表观速率常数和比速率常数。     

催化剂孔道结构设计及孔内反应-扩散耦合模拟

采用硬球-拟颗粒(HS-PPM)耦合方法并结合简化的集总反应模型,模拟了碳四(C4)烯烃催化裂解过程中反应物和产物在孔道内的反应?扩散耦合过程,提出了一种多级孔道结构可控设计方法,实现了对孔隙率、孔径和孔体积占比等参数的独立量化调控,建立了包含三种不同孔径分布的催化剂孔道模型并定义了量化参数对反应?扩散耦合进行表征。结果表明,各组分在复杂孔道内的扩散过程显著受限,反应?扩散耦合性能较差,导致催化剂总体性能降低,达不到本征动力学允许的高反应速率。提出的可控设计孔道模型结合HS-PPM耦合模拟方法有助于催化剂材料的孔尺度结构的设计。     

乙基叔丁基醚合成反应动力学

乙基叔丁基醚一般由乙醇和异丁烯合成,以阳离子交换树脂为催化剂．研究了外扩散阻力为零时的合成反应宏观动力学模型．其本征动力学采用广义Langmuir-Hinshelwood速率方程,将反应速率用液相活度系数关联．内扩散用广义Maxwell-Stefen方程描述,以组分的化学位梯度为扩散推动力．本模型较好地描述了非理想反应物系统的吸附特性和扩散过程．用文献中的实验数据对模型作了检验.     

单颗粒催化剂上非理想体系的反应-扩散模型(II)实例分析

在本文(I)报建立的非理想尘气模型和非理想广义Stefan-Maxwell模型的基础上,结合常规反应-扩散模型,以氨和甲醇合成为例,研究了反应物系的非理想性对单颗粒催化剂效率因子模拟结果的影响.这些模拟结果之间以及甲醇合成模拟值与实验值之间的对比分析表明:描述这两个反应体系催化剂颗粒上的反应-扩散问题,必须考虑反应物系的非理想性.对于氨的合成,非理想费克模型已足以近似描述颗粒内的反应-扩散过程;但对于以CO/CO2/H2为原料的甲醇合成,采用非理想广义Stefan-Maxwell模型或非理想尘气模型比较适宜.     

单颗粒催化剂上非理想体系的反应-扩散模型(Ⅱ)实例分析

在本文(I)报建立的非理想尘气模型和非理想广义Stefan-Maxwell模型的基础上,结合常规反应-扩散模型,以氨和甲醇合成为例,研究了反应物系的非理想性对单颗粒催化剂效率因子模拟结果的影响.这些模拟结果之间以及甲醇合成模拟值与实验值之间的对比分析表明:描述这两个反应体系催化剂颗粒上的反应-扩散问题,必须考虑反应物系的非理想性.对于氨的合成,非理想费克模型已足以近似描述颗粒内的反应-扩散过程;但对于以CO/CO_2/H_2为原料的甲醇合成,采用非理想广义Stefa-Maxwell模型或非理想尘气模型比较适宜.     

重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展

重质油分子结构复杂、尺寸较大且容易聚集形成缔合体,致使在加氢及催化裂化催化剂孔道内存在明显的扩散阻力,显著阻碍了反应物分子与催化剂孔道内部活性位的接触,导致反应速率与转化率明显低于轻质原料。因此,研究重油分子在催化剂孔道内扩散受阻情况可以为催化剂的设计优化提供信息与指导。尽管借助仪器或膜材料能获得溶质分子的扩散性能,但与反应条件下扩散规律差别较大,因此在实际反应体系下获得重油分子在催化剂孔道中的扩散传质具有重要的现实意义。综述采用反应动力学手段获得扩散传质数据并建立受限因子关联模型及其影响因素的研究进展,从反应物选择、反应条件及催化剂等因素的优化角度对重油分子受阻扩散研究进行展望。     

离子扩散型抗菌陶瓷中银离子的扩散

研究了离子扩散法制造抗菌陶瓷过程中Ag+在釉层中的扩散行为.用扫描电镜和电子探针分析了扩散过程中Ag的分布.用Fick定律分析扩散过程,提出用表层Ag+质量分数和表观扩散系数来描述实际的扩散过程.用余误差函数近似法确定扩散温度下不同成分釉层中Ag+的表观扩散系数.对于所研究的釉层,表观扩散系数为1.6×10-11～1.3×10-10 cm2/s.确定了上述2个参数与釉层成分、熔盐比例、扩散温度及扩散时间的关系.利用这些关系建立了优化制造条件的基础.     

亚氯酸盐-连三硫酸盐反应-扩散体系的前沿波失稳

本文研究了亚氯酸盐-连三硫酸盐反应-扩散体系的时空动力学失稳。以亚氯酸盐-连三硫酸盐的水溶液和凝胶介质体系,分别对反应动力学机理和反应-扩散系统动力学做出了详细研究。提出反应的动力学模型,系统考察了前沿波的稳定性,并对准二维空间中前沿波失稳所得到的横向波长、混合长度等特征值进行定量关系测定。最后根据反应-扩散模型计算出失稳状态,得到了与实验一致的结果。     

多相催化反应控制步骤的判断方法

多相催化反应的发生有如下几步:(1)反应物由气流向催化剂颗粒外表面及产物由颗粒外表面向气流的扩散(外部扩散);(2)反应物自颗粒表面向孔隙内部表面的扩散及产物由孔隙内部向颗粒表面的扩散(内部扩散);(3)反应物的吸附和产物的脱吸;(4)表面反应。总反应速度由速度最慢的步骤控制,由此而区分为外扩散控制、内扩散控制与动力学控制,或者是处于     

锌系脱硫剂脱硫反应中的联合扩散效应

从描述气固非催化反应动力学行为的粒子模型出发，探讨了国产Ｔ３０２、Ｔ３０５脱硫剂脱除Ｈ_２Ｓ反应过程中联合扩散行为的影响，分析了影响联合扩散系数的因素。实验结果和理论研究表明，采用联合扩散系数，可以非常有效且方便地用粒子模型描述该反应体系的动力学行为。     

拟均相一级等温化学反应一维扩散模型的计算分析

本文以轴向扩散流模型模拟实际流动系统中的一级等温化学反应为例，导出了一维扩散流反应器中进行的相（或拟均相）一级等温化学反应时反应物浓度分布的解析解，并把采用牛顿一高斯数值方法所得的浓度分布的数值解与解析解进行比较，从而得出了牛顿一高斯法计算精确度的一般结论；进而讨论了在特定动力学参数的条件下，返混对反应器中浓度分布的影响，相应微机上的ＱｕｉｃｋＢＡＳＩＣ４．０程序已运行通过。     

聚氨酯泡沫载体固定化米根霉的双层反应-扩散模型

根据聚氨酯泡沫固定化米根霉的生长特征,建立了描述固定化米根霉间歇发酵生产乳酸过程的双层反应──扩散理论模型,采用有限差分方法进行了数值求解．模型计算结果与实验结果吻合较好,证明该模型可用于过程的设计和优化．     

用等效反应温度法计算轴向扩散模型

运用等效反应温度法，将一个在温度Ｔ下进行的ｎ级反应等效成在温度Ｔ．下进行的一级反应。从而大大简化了轴向扩散模型的计算过程，并获得了该模型的近似解析解。计算结果与数值解相比，绝大多数偏差小于３％。     

可燃及毒性气体扩散研究

从气体动力学入手,通过对气体微元进行质量平衡、动量平衡、能量平衡的分析,采用了新的扩散模型对危险性气体的扩散进行数值模拟,为了验证模型的合理性,设计简易风洞,对轻重气体(包括二氧化碳、丙烯、乙炔等气体)在不同的泄放条件下进行了多次定常风洞扩散试验,得到了气体实际扩散后浓度的分布,同时也考察了风速、泄放速率、气体密度等主要因素对气体扩散的影响,得到气体扩散的一般规律。模型计算结果与试验数据吻合较好,最大浓度计算值与试验值的平均偏差在20%以内,且浓度分布趋势一致,从而证明了该模型的合理性。编制了模拟软件可作为泄漏扩散事故的预防及发生事故后采取应急防护措施的分析工具