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。     

固定床内径向扩散研究

在直径为２６７ｍｍ的５Ａ分子筛固定床上，采用稳态有限源示踪技术，利用计算机数据采集系统，测定了不同流速下床层内部截面上示踪气体的浓度分布数据。并分别利用稳态有限源和稳态点源示踪条件下扩散模型的解析解，获得床层内的径向扩散系数值。结果表明，两种处理方法所获得的径向扩散系数值大致相等，且在实验条件范围内，当Ｒｅ数较小时，径向扩散系数值与分子扩散系数值相当，随着Ｒｅ数的增加，径向扩散系数值逐渐增大，最后几乎与流速成正比。文中还讨论了轴向扩散系数值对径向扩散系数计算结果的影响。     

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。     

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％。     

PAN湿法纺丝凝固成形中的凝胶化与传质

以PAN/DMSO/H2O为研究对象,初步估算了该体系在一定湿纺条件下凝固成形中的最少凝胶化时间,以及借助计算机利用有限元方法得到非稳态扩散方程的数值解,得到溶剂与凝固剂在扩散过程中的关于时间和空间的三维图。     

石灰石在燃煤流化床中固硫的数学模拟进展

石灰石在燃煤流化床中的固硫属于非催化气－固反应，其复杂性在于它是由反应气体在氧化钙颗粒孔内扩散、反应气体在产物层内扩散以及反应气体和氧化钙进行表面化学反应等三个过程的耦合，而且固体反应物的结构随着反应进行而变化。本文评述了固硫过程模拟工作的历史发展及最新趋势，并基于大量的实验事实和偏微分方程数值解的可能性，提出在建立模型时应考虑石灰石中惰性物含量和固硫反应热的影响。     

液相流体在固定填充床中的轴向扩散

用传递函数法求出不同流速、不同装填条件下的固定床流体轴向扩散系数D_(ax),并采用Lax-Wendroff差分格式对固定床对流扩散偏微分方程进行了数值解,比较了轴向扩散系数对固定床流出曲线的影响。     

瓷质砖湿坯对流干燥过程的传热传质研究

引用建立于Whitaker的体积平均方程和Darcy定律基础止的多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型，寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程，应用该方程组对瓷质砖坯体干燥过程进行了数值分析和实验测定。在平均含湿饱和度的变化方面，数值解与实验结果十分吻合。还改变影响坯体干燥过程的一些因素进行计算机模拟计算，通过改变这些因素的大小来考察计算结果，以期获得某些定性或定量的结论，从而用以指导实际生产过程。     

半无限大介质中非稳态扩散模型的精确解

以组分A在固体相或流体相表面被吸收、在相内进行非稳态扩散和化学反应的过程为研究对象，在固体相或流体相可视为半无限大、组分A按一及反应机理进行反应的情况下，对该半无限大介质中同时存在非稳态扩散和化学反应的传质微分方程式进行适当的简化，采用数学分析手段，提出了一种求其精确解的方法，并对有限介质中的一个非稳态扩散模型给出了精确解。     

流动模型方法及其在化工中的应用

(续上一讲 )( 3)等温管式反应器反应转化率分布计算例 4:求例 2、例 3中等温管式反应器反应转化率分布解 :利用轴向扩散模型对例 2、例 3中等温管式反应器进行计算机数值求解 [见 ( 4 )等温管式反应器轴向扩散模型数值求解ＢＡＳＩＣ计算程序 ],可以很方便地得到其反应转化率分布。结果如图 2所示。图 2中 ,为了便于比较 ,还给出了不考虑流体返混的理想平推流模型的计算结果。反应器无因次长度Ｚ　　　　反应器无因次长度Ｚ-Ｏ -平推流模型　　　　　　 -Ｏ -平推流模型- -轴向扩散模型　　　　 - -轴向扩散模型图 2　等温管式反应器反…     

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——(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。     

假瞬态洁求解中温变换B109催化剂效率因子

建立了描述工业催化剂粒内浓度和温度分布的扩散数学模型.借助假瞬态法,提出了非等温扩散模型的有效解法.本文对16组宏观实验速率,获得了各组分的浓度和温度分布,及中温变换B109催化剂效率因子的数值解.采用该法能在不修改边界条件的情况下,求解催化剂颗粒内存在“死区”的定解问题.计算结果合理,计算速度快.     

假瞬态洁求解中温变换B109催化剂效率因子

建立了描述工业催化剂粒内浓度和温度分布的扩散数学模型.借助假瞬态法,提出了非等温扩散模型的有效解法.本文对16组宏观实验速率,获得了各组分的浓度和温度分布,及中温变换B109催化剂效率因子的数值解.采用该法能在不修改边界条件的情况下,求解催化剂颗粒内存在“死区”的定解问题.计算结果合理,计算速度快.     

气相中存在不凝性气体时两相流紧急泄放

对气相中存在不凝性气体时的两相流紧急泄放进行了理论分析， 给出了定解方程并进行了数值求解。通过适当简化， 得出了近似的解析解。对近似的解析解与精确的数值解的结果进行了比较     

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。     

电算球形催化剂颗粒内等温反应(Ⅰ)——把靶法

许多化学、化工问题经过数学处理,可化为微分方程;本文以催化剂颗粒内进行的等温扩散反应为例,探讨二阶常微分方程第二类两点边值问题打靶法求解其解的数值方法,以阐明打靶法求解此类方程以一般方法。为简便计,设催化剂颗粒周围外扩散可忽略。     

硫铁矿渣生产硫酸亚铁还原过程动力学研究

测定了硫铁矿渣酸解还原法还原过程动力学数据，在液膜扩散传质过程控制下，建立了动力学模型。     

障碍物附近可燃性气体泄漏扩散的三维数值模拟

建立了一套适用于求解可燃性气体意外泄漏扩散时,可燃性气体浓度分布的三维数值模拟方法。对设置有障碍物的可燃性气体扩散风洞实验进行数值模拟,并将数值模拟结果与风洞实验数据进行比较。数值计算结果与风洞实验数据吻合得很好,两者浓度分布的趋势基本一致。数值模拟结果在一定程度上反映出可燃性气体扩散的浓度分布情况以及障碍物附近的气流和湍流情况,证明所建立的三维数值模拟方法在模拟障碍物附近可燃性气体泄漏扩散方面具有一定的有效性。     

石英坩埚内高纯隔离层在高效多晶硅铸锭中的应用

多晶硅铸锭过程中,石英坩埚侧壁中的杂质通过固相扩散进入并残留在多晶硅锭的边部,形成多晶硅锭边部的低少子寿命区(边部红区).本文通过在坩埚侧壁上制作三种不同成分的高纯隔离层来阻挡坩埚侧壁中的杂质向硅锭中的扩散,以降低硅锭中的边部红区比例.结果表明采用掺钡高纯隔离层可以使硅锭中的边部红区显著变窄,基本消除硅方中的边部红区.