新型气液旋流分离器的模拟研究

为了分离气液喷射反应器的产物,开发了一种新型气液旋流分离器。分别采用Muschelknautz模型、改进的Muschelknautz模型和计算流体力学(CFD)离散相模型对新型气液旋流分离器进行了模拟计算,对新型气液旋流分离器的压力场、分离效率、液滴运行轨迹进行了考察。结果表明:相对于传统Muschelknautz模型,改进的Muschelknautz模型与CFD的模拟结果更为接近,能更加准确地对旋流分离器的分离性能和压降进行预测:在设计条件下,液滴直径越小,颗粒在旋流分离器中的运动轨迹就越紊乱,>3μm的液滴颗粒的分离效率超过80%:颗粒的入口位置会影响颗粒的运动轨迹。     

基于虚拟切片三维无损测量方法装夹机构优化设计

根据虚拟切片三维无损测量技术装置要求,研究设计了一套可用于夹持多种不规则刚性物体的装夹机构。设计的装夹机构采用单向齿锁紧方法、形心夹持以及杠杆式弧形夹持方法。利用单向齿锁紧方法设计一组可单向旋转反向自锁机构,实现锁紧定位的环形转盘,定位精度可达0.05°;利用形心夹持以及杠杆式弧形夹持方法设计一组可灵活夹持多种不规则刚性物体的夹持机构。整套机构没有过盈配合,装卸便捷。能够有效快速完成虚拟切片三维无损测量中被测件定位装夹要求,并可用于高精度装夹不规则零件的装夹机构或夹具。     

基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化研究

传统变密度拓扑优化求解方法存在单向惩罚特性缺陷,为了有效弥补传统变密度法的缺陷,对惩罚函数法进行了研究,提出了一种基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化新方法。首先,基于现有惩罚函数特性,提出了一种更加合理的中间单元处理策略;然后,采用辛格函数,构造了一种新的、更加合理的、且具有双向促进特性的材料特性插值模式,并建立了基于辛格插值模式的连续体结构拓扑优化模型;最后,利用移动渐进算法,并结合算例,验证了连续体结构拓扑优化新方法对于二维及三维设计域拓扑优化的有效性。研究结果表明：该连续体结构拓扑优化新方法在不采用过滤技术的情况下,既可消除数值不稳定现象,又可得到具有清晰边界的拓扑结构;与第二类辛格插值法和SIMP插值法相比,只对敏度进行辛格插值的第一类辛格插值法更加敏捷,可得到更小的目标函数值;对于三维设计域拓扑优化,采用连续体结构拓扑优化新方法所得结构拓扑可靠、清晰,且不失真。     

复杂冷却循环水系统的建模与优化

建立了新的复杂冷却循环水系统的费用模型。利用优化软件GAMS求解了各冷却塔的最佳进出塔水温、用户进出水温、分配系数、循环水量、风量和循环水泵及风机功率等参数。通过工程实例验证了其可行性,并将其与原模型相比较。结果表明,新模型的操作费用减少了13%左右。因此,当处理复杂循环水系统时,应选取新模型。     

矩形坯连铸浸入式水口优化物理模拟

通过水模实验优化水口结构形式和工艺参数,解决某钢厂165 mm×280 mm矩形坯连铸机在生产中出现的夹渣、鼓肚和粘结漏钢问题.优化范围包括水口的插入深度、出口倾角以及出口侧面和横断面的面积比.结果显示不同的水口形式对流场有不同的影响,目前使用的直通型水口正是造成生产中出现问题的症结所在.通过实验优化出适合165 mm×280 mm矩形坯的9#双侧孔水口和42#四孔水口.     

二苯基甲烷二异氰酸酯精馏过程节能工艺研究

为了开发二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)分离的节能流程,采用热平衡法和有效能分析法,对MDI精馏过程进行节能研究,从单个换热过程到整个系统分3个步骤进行改进。首先改变脱光气塔和减压脱溶剂塔的用能品位,节省高品位热源;然后通过回收各个子系统的冷凝热和冷却热,实现单元内部的能量再利用;最后通过常压脱溶剂塔与脱光气塔的热量集成,使得能耗进一步降低。通过以上3个过程的节能改进,得到的工艺流程同原工艺相比节能30%以上。给出的节能方法适用于MDI分离过程,也可应用于类似的宽沸程物系的分离过程。     

适应多专业培养要求的化工原理实践新体系的建立

为提高符合宽泛专业要求的大类培养教学水平,强化化工原理工程教育观念,培养创新思维能力及团结协作精神,我们举办了系列化特色化工原理实践教学活动,包括开设多层次实验、举办系列省级特色竞赛、突出课程设计及实习环节的工程特色等。上述措施有效提高了学生的实验及实践技能,突出了工程能力培养目标,极大提高了化工原理课程适应大类培养的建设水平。     

多亚甲基多苯基多胺制备过程中仲胺转位反应的宏观动力学

通过实验对多胺制备,即苯胺甲醛缩合过程中仲胺转位反应的动力学进行了研究,获得了宏观动力学方程：－ｄＣｓ／ｄｔ＝ｋｅ＾Ｅ／ＲＴＣ＾２ｓ「Ｈ＾＋」２。根据实验结果并结合文献对苯胺甲醛缩合机理进行了探讨,认为转位反应是由两个质子化的仲胺碰撞发生的。     

“三管”漏泄原因分析及防范措施

主要分析和总结近几年来沈阳热电厂４台旋风炉“三管”漏泄的原因和采取的防范措施，力救从中找出规律，提高旋风炉运行水平，减小“三管”漏泄所造成的危害。     

基于模块环境的过程系统综合策略的研究

模块环境下过程模拟系统的研究已较成熟,并开发出许多模拟软件。过程系统综合的研究多采用基于方程的方法,这使得过程模拟研究成果无法得到很好的利用。为了以模块环境的化工过程模拟系统为基础,开发过程综合系统,作者提出了新的三层次化工过程系统综合的解算策略,以结构层中引入P矩阵并在解算过程中引入虚拟断裂物流与虚拟变量。 通过实例计算表明本文所用的方法可以使计算过程更加灵活,提高了计算速度和效率,改善了流程综合的收敛性能。