天然气与煤联合气化的热力学模拟研究

天然气与煤联合气化工艺通过改变进料条件,能够直接得到H2／CO比可调合成气。为探索进料条件对合成气H2／CO比和温度的影响规律,本文建立了描述天然气与煤联合气化制合成气热力学模型,根据该模型计算了不同进料条件对合成气H2／CO和出口温度的影响。计算结果表明,进料中CH2／O2比例的增加可同时显著提高合成气的H2／CO比和降低反应温度;进料中H2O／O2比例的增加只是显著降低反应温度,而对合成气H2／CO比的影响较小;提高进料温度和操作压力对合成气生产有利。     

浆态床费托合成反应神经网络建模与遗传算法优化

在实验基础上,利用神经网络对浆态床费托合成反应温度、压力、流量和氢碳比等操作参数及CO转化率、H2转化率和合成气转化率建立三层神经网络模型,通过BP算法对其训练,并将试验值和神经网络仿真值对比,说明了所建神经网络是精确可靠的。同时将神经网络模型嵌入到遗传算法当中,将操作参数编制成21位二进制编码,通过遗传算法对费托合成反应条件进行优化,分别将CO转化率、H2转化率和合成气转化率作为遗传算法的适应度函数,计算出一系列的优化操作参数群体,为研究费托合成操作条件与产物之间的关系提出了一个新的思路。     

氟乙烯与氧分子的反应机理分析

不饱和的氯氟烃可能与空气中的氧分子直接反应生成原子氧,抑制臭氧分解为氧分子和氧原子的过程进行,从而保护臭氧层。本文通过研究不饱和氯氟烃的代表物CH_2=CHF与单线态和三线态氧分子的反应机理,讨论其直接与氧分子反应生成氧原子的可能性及相关的反应和产物。在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,对CH_2=CHF和O_2反应及相关过程进行了计算和分析,具体包括:优化反应物、过渡态、中间体以及产物的几何构型;通过振动分析,确认过渡态、中间体以及产物;从过渡态出发进行内禀坐标(IRC)计算:反应体系中各基元反应的标准Gibbs自由能变计算;并通过零点能校正计算反应活化能。由此得出:氟乙烯与单线态氧分子反应生成的产物中有原子氧、乙酰氟、HF、CH_2=C=O、CH_3F、CO、氟乙醛,其中最稳定的产物是乙酰氟和氧原子;CH_2=CHF与氧分子反应生成抑制臭氧分解平衡的氧原子是可以自发进行的。     

正碳离子氢原子移位重排反应研究

正碳离子是重要的有机化学反应中间产物,而氢原子移位则是正碳离子异构化的主要反应途径。本文利用量子化学方法对丙基伯正碳离子和仲正碳离子的结构和生成热进行了研究,优化了丙基伯正碳离子和仲正碳离子的结构,计算得到了这两种正碳离子的能量。结果表明,丙基伯正碳离子的生成热为214.4kcal/mol,丙基仲正碳离子的生成热为197.3kcal/mol,伯正碳离子的生成热比仲正碳离子的生成热高17.1kcal/mol,表明丙基伯正碳离子能够通过氢原子移位转变为丙基仲正碳离子。以丙基伯正碳离子和仲正碳离子的结构为起点进行过渡态搜索,得到了丙基伯正碳离子通过氢原子移位转化为丙基仲正碳离子,从而进行正碳离子重排反应的过渡态,并通过振动方式分析,对过渡态进行了确认。计算得到的丙基正碳离子通过氢原子移位进行重排反应的能垒为3.5kcal/mol,表明丙基伯正碳离子很容易转化为仲正碳离子。     

F-T合成中脱氧反应的Monte Carlo模拟研究

本文用Monte Carlo模拟方法从微观角度研究了脱氧反应速率对F-T合成反应的影响.结果表明当CO2生成速率增加时,催化剂表面H物种的覆盖度随之增加,提高F-T反应的活性,降低C2产物的选择性;当H2O生成速率＜10-3时,催化剂表面CO的覆盖度增加,促进F-T反应活性.当H2O的生成速率＞10-3时,由于表面H物种覆盖度降低,使得F-T反应活性降低.C2产物的选择性增加.通过对脱氧反应与F-T反应的相互影响进行研究,揭示了脱氧反应与F-T反应活性、选择性的影响,从而对催化剂研发、工艺条件选择提供了一定的理论指导.     

浆态床法合成二甲醚的模拟研究

对于直接以合成气作为原料，使用Cu-Zn-Al和γ-Al2O3构成的双重催化剂、采用浆态床法合成二甲醚的反应体系，使用全混流反应器模型结合化学反应动力学进行模拟。组分方程使用超松弛迭代方法并结合C 编程进行求解，编制了计算机程序。通过模拟计算，讨论了压力、温度、空速、催化剂配比、反应气中不同氢碳比以及CO2含量对反应收率、DME选择性的影响，并讨论了在不同氢碳比下对CO转化率和CO与H2总转化率的影响，从而寻找合适的反应条件，为工业化生产提供参考。     

纳米钛白合成过程的分析--从钛矿到纳米钛白

钛白（TiO2）纳米粉末具有反应活性高、可见光透过性好、吸收紫外光性能强等持点,可用作高级油漆、涂料、精细陶瓷、催化剂和化妆品等的原料,具有广阔的应用前景。钛白的制备分为硫酸法和氯化法。硫酸法对钛矿的要求不高,工艺相对简单和成熟,在中国已经普遍采用,但是能耗高、污染大、产品质量差,在国际上处于淘汰的地位。相反,氯化法虽然对钛矿的要求高,但是其流程短、污染小、产品质量容易控制,是在国际上处于推广的技术,但是该技术相对不成熟需要进一步研究和完善,如：如何使用中国比较富有的矿物：钛铁矿。氯化法的工艺分为三步：矿物的前处理、矿物的氯化和四氯化钛转化制钛白。本文介绍了文献中有关矿物氯化和四氯化钛转化工艺的研究和开发进展。本文简单介绍了体系达到平衡时基于Gibbs自由能最小的热力学原理,从而确定系统的平衡组成;还介绍了可以预测气相法合成纳米颗粒直径的颗粒动力学模型。本文使用热力学原理分别分析了这三个过程,得到了这三个过程各自的最佳反应温度、最佳配比、以及杂质在矿物氯化和四氯化钛转化过程中的变化、对过程的影响等。然后使用颗粒动力学模型,研究四氯化钛转化制钛白的反应器,以获得控制纳米颗粒尺度的策略。本文的结论是：在矿物的前处理中,应当将钛铁矿与焦碳在1200K的温度下,进行焙烧,钛铁矿分解为金红石矿和氧化亚铁,通过酸洗可以将氧化铁除去,同时除去钙、镁,从而得到相对较纯的金红石矿。但是在焙烧过程中,氮气的含量将控制。在氯化过程中,发现（1）将金红石矿与焦碳一起焙烧,将提高金红石矿的利用率;（2）金红石矿：氯气：焦碳的比例为l：3：3;（3）反应最好在两个流化床反应器中进行,第一流化床反应器的温度为1200—1500K,第二流化床反应器的温度为1000—1200K,这样金红石矿的利用率高,四氯化钛的收率高,而部分杂质将以液态形式被去除;（4）在氯气中含有一定的空气是允许的,但是其代价是将消耗更多的焦碳,产生CO;（5）金红石矿中杂质（钛铁矿、钙钛矿、镁钛矿、硅石、钒矿）的含量需要足够低,因为这些杂质很容易转化为相应的氯化物,从而使产品的纯度降低。但是金红石矿中含有少量铝土矿是允许的。在转化制备纳米钛白的过程中,发现：（1）通过模拟计算得到的纳米颗粒的大小与实验测定值比较接近;（2）反应中总的气量增加,纳米颗粒的粒度减少;四氯化钛的进料浓度增加,纳米颗粒的粒度增加;反应温度和反应器长度的增加,纳米颗粒的粒度也将增加。     

甲苯与戊二烯催化合成戊烯基甲苯反应过程的建模及优化

戊烯基甲苯可以由甲苯与戊二烯通过催化合成反应制得，是制备2，6-二甲基萘的重要原料。本文首先利用Matlab语言对此催化合成反应建立了人工神经网络模型，根据此模型可预测反应条件改变时实验结果；接着利用遗传算法对此模型进行优化，得到优化的反应条件组合；最后在此优化条件组合下进行实验验证。当原料配比4．39，催化剂配比4．43mol％，反应温度82℃，反应时间2．6hr时，目标产物收率实验值29．87％与优化结果33．93％比较接近。     

烯烃催化裂解反应动力学的研究

根据脉冲微反条件下C5～C8烯烃裂解产物分布,建立烯烃裂解反应网络,通过参数估计方法确定反应网络动力学常数、反应活化能和指前因子.结果表明,随着碳数的增加,C5～C8烯烃单分子裂解反应速率加快.反应温度600℃时C5～C8正构烯烃裂解生成丙烯,其反应速率常数的比值为1:8.18:38.48:27.98,最快生成丙烯的是1-庚烯.反应温度相同,1-烯烃的主要裂解反应速率是碳数相同的2-甲基-2-烯烃的1.1～1.6倍.C5烯烃裂解为单、双分子裂化并存的反应体系,但双分子裂解反应速率远大于单分子裂解,双分子反应占优势.     

CHF+O2反应的理论研究

为了弄清CHF与O2反应在单重态势能面(PES)上的机理,我们在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上对该反应作了详细的理论研究。优化了反应势能面上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,并在相同水平上用内禀反应坐标法确认了中间体和过渡态之间的相关性。为了获得准确的能量,我们将B3LYP/6-311++G(d,p)方法优化得的各驻点几何构型用QCISD/6-311++G(d,p)作了单点能计算。研究发现CHF+O2反应,第一步经无势垒络合生成HFCOO,然后经过一系列的异构化和断键过程,生成P1(HCO+FO)、P2(HF+CO2)和P3(CO+HOF)。其中P1(HCO+FO)通道最缺乏竞争力,而P2(HF+CO2)通道最有优势。在产物P2和P3的生成路径中,所有的过渡态能量都低于反应物,因而该反应在低温中起着重要作用。     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

联合收割机脱粒滚筒恒速智能控制器设计

研究了轴流式联合收割机的控制问题,给出了联合收割机脱粒滚筒的数学模型,介绍了基于模式识别的智能控制原理,建立了联合收割机脱粒滚筒恒速控制模型,设计了基于模式识别的智能恒速控制器.应用Matlab/Simulink进行了控制器仿真,其结果表明,将基于模式识别的智能控制应用于联合收割机脱粒滚筒的恒速控制,其过渡过程平稳、响应速度快、无超调、无振荡并且无稳态误差.     

计算机辅助课表编排技术的研究

讨论了几种实用的计算机辅助课表编排技术及在实际编排中的应用。应用分析表明，采用分批与或图搜索和分批优化的匈牙利算法相结合的方法，在计算机辅助课表编排中是行之有效的。     

Complexity of approximation of 3-edge-coloring of graphs

The problem to find a 4-edge-coloring of a 3-regular graph is solvable in polynomial time but an analogous problem for 3-edge-coloring is NP-hard. To make the gap more precise, we study complexity of approximation algorithms for invariants measuring how far is a 3-regular graph from having a 3-edge-coloring. We show that it is an NP-hard problem to approximate such invariants with an error O(n1−ε), where n denotes the order of the graph and 0<ε<1 is a constant.     

桥面损坏状态评估专家系统探讨

介绍关于桥梁结构损坏状态评估专家系统，在讨论状态评估方法的基础上，重点介绍损坏状态评估因素关系树的建立及各因素状态的模糊表达式等，最后以桥面诊断过程为例介绍系统的构成及诊断流程图，知识表达方式，系统推理过程及工作流程。     

Topological formulation of termination properties of iterates of functions

We consider a number of decision problems, that appear in the dynamical systems and database literature, concerning the termination of iterates of real functions. These decision problems take a function as input and ask, for example, whether this function is mortal, nilpotent, terminating, or reaches a fixed point on a given point in . We associate topologies to functions and study some basic properties of these topologies. The contribution of this paper is a translation of the above mentioned decision problems into decision problems concerning well-known properties of topologies, e.g., connectivity. We also show that connectivity of topologies on is undecidable for n>1.     

矿用传感器的伪数据滤除方法

介绍了矿用传感器的组成和工作原理,分析了矿用传感器伪数据的表现形式和产生的原因,并从抗干扰设计、低功耗设计和信号输出方式等方面提出了矿用传感器伪数据滤除的基本方法。实际应用表明,该方法减少了矿用传感器产生伪数据的几率,提高了矿用传感器的稳定性和安全监控系统的可靠性。     

实现三维喷绘的软件系统设计

对三维喷绘软件系统的设计,通过USB 2.0实现与喷绘主板的高速图像数据通信。基于ARM与MCX314的运动控制器实现实时三轴运动控制以及精确的喷头时序控制,论述USB驱动程序和ARM固件的开发。结果表明,该系统具有设计简洁、成本低、可扩展性强和实用性高等特点。     

辐照仪控制系统的设计

通过使用可编程控制器中的专用脉冲输出指令和高速计数器,实现了对辐照仪步进电机的精确控制。介绍了辐照仪的工作过程和控制系统的组成,给出了控制软件的流程及控制步进电机转动误差的措施,并利用触摸屏实现了人机界面控制。实际应用表明,该系统性能可靠、控制精确、实用性强。     

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。