基于CFD的影响甲烷燃烧炉NO_x排放因素的研究

应用计算流体力学软件FLUENT,对以甲烷为燃料的燃烧炉内的燃烧过程进行模拟。建立数学模型,研究了不同空气预热温度、空气氧浓度、空气过剩系数、喷孔直径等情况下的温度分布以及NOx排放量的变化情况。在此基础上,进一步分析了燃烧炉操作参数和结构参数对燃烧性能的影响,为改善燃烧效果和降低污染物排放状况提供指导。结果表明:高温低氧燃烧、维持空气过剩系数范围为1.0～1.3、较小的喷孔直径有利于燃烧,可以使炉膛温度分布均匀,降低了NOx的排放量。     

改良西门子法多晶硅生产中分离工艺的改进

对改良西门子法多晶硅生产中尾气分离工艺进行了改进。应用Aspenplus软件，利用精馏、吸收和吸附等不同分离方法进行组合，确定了尾气的分离序列，得到了操作条件温和的4个流程方案。用温焓图进一步分析各流程方案，发现各流程进行热匹配的意义不大，但分离过程所需的冷凝温度为250K，易于实现。通过对比流程设备、吸收剂加入量、主要设备的操作压力、需公用工程加热与冷却的负荷等参数，确定了尾气分离的最佳流程。该流程的操作条件温和，且分离效果较好。     

电子工业用加成型硅橡胶型灌封胶的研究进展

硅橡胶型灌封胶主要由基础聚合物、交联剂、催化剂、填料等组成,灌封胶的性能与胶料的组成、结构有关.重点讨论了加成型硅橡胶的组成对性能的影响,综述了加成型硅橡胶灌封胶在电子工业中的应用研究进展.指出我国硅橡胶生产的原材料大量依赖进口,产品品种少,产品质量有待提高,应加强对成本低、性能好的硅橡胶型灌封胶的研究开发.     

复杂第III类反应体系反应器网络综合

在第I, II类反应体系反应器网络综合研究的基础上,对第III类复杂反应体系的反应器网络综合问题进行求解,基于第III类反应体系的阶段性特征,提出反应系踪、瞬时反应物、瞬时产物及瞬时选择性的概念,发展了反应器网络综合的分段导数分析法,提出了分段导数分析的三步策略和分析步骤. 通过对两个实例的分析说明了进行第三类反应体系的反应器网络综合的方法. 结果表明,所提出的分段导数分析法不但简单可靠,且通过优化可获得最优反应器网络结构.     

考虑不同水质输入的水电联产优化设计

结合已有的反渗透/多级闪蒸混产系统和发电-多级闪蒸联产系统,设计了一个新的包括热力发电系统、反渗透海水淡化系统和多级闪蒸海水淡化系统的水电联产超结构,对以不同盐度苦咸水、海水为原水的水电联产系统进行了优化设计,通过求解系统以年费用最小为目标函数的非线性数学模型,得到不同盐度下联产系统优化的生产结构. 结果表明,在低盐度(≤25000 mg/L)下采用冷凝式发电和一级反渗透产水,高盐度下采用抽汽冷凝式发电和热膜混合产水,可降低联产系统的年费用,获得较低成本的淡化水. 在本工作所定的生产规模下,优化联产方案的年费用可降低23%~36%.     

考虑水需求的水电联产海水淡化系统的优化设计

水电联产不仅能缓解淡水资源不足的问题,而且可有效降低能耗和淡化成本。建立了水电联产系统数学模型,将优化设计描述为一个混合整数非线性规划(MINLP)问题,并采用混合编码的遗传算法进行求解,结果表明,以水定电模式下水电联产系统最优操作模式为发电、多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)三者的集成,且MSF和RO的产水比存在最优值,发电采用背压式蒸汽轮机。随着淡水需求量的增加,联产系统的淡水成本逐渐降低,MSF与RO的产水比呈现出逐渐降低的趋势。     

基于遗传算法求解以最大利润为目标的间歇生产过程调度问题

The optimal scheduling of multi-product batch process is studied and a new mathematics model targeting the maximum profit is proposed, which can be solved by the modified genetic algorithm (MGA) with mixed coding (sequence coding and decimal coding) developed by us. In which, the partially matched cross over (PMX) and reverse mutation are used for the sequence coding, whereas the arithmetic crossover and heteropic mutation are used for the decimal coding. In axidition, the relationship between production scale and production cost is analyzed and the maximum profit is always a trade-off of the production scale and production cost. Two examples are solved to demonstrate the effectiveness of the method.     

钢球在液体中振动磨损量的研究

润滑和磨损特性一直为机械工业所密切关注。通过振动式混合机对镀锌钢球在液体中的振动磨损实验,研究了磨损量和润滑油特性之间的关系。分别选用聚四氟乙烯(PTFE)和不锈钢两种小瓶,选用合成润滑油等四种液体,在不同温度下进行钢球的振动磨损实验,测得相应的磨损量。磨损量采用差重法获得,采用标准砝码调零的称量方法来提高差重法的准确性。从钢球在润滑油中运动的角度结合流体力学理论推导了磨损量与润滑油特性的关系;根据此关系对使用聚四氟乙烯小瓶和不锈钢小瓶得到的实验数据进行了关联,发现使用不同的小瓶时小球在润滑油中的运动规律是一致的。此外,所提出的磨损实验方法可用于润滑油润滑性能的评定。     

逐步非线性规划法求解多组分废水最小化问题

对多组分用水系统的优化设计即废水最小化问题进行了研究，在逐步线性规划法的基础上，提出了逐步非线性规划法的过程优化设计方法。新方法首先按每个组分的限定浓度对各操作进行排序，然后对每个操作序列进行逐级优化匹配。然后通过比较选出一个用水量最小的设计，作为过程的最终设计。其中，对单元操作i的优化匹配就是解非线性规划问题。并通过一个实例计算结果表明，本文算法是简单而有效的。     

甲烷部分氧化合成燃气过程能量耦合工艺的研究

从反应温度、压力和进料量(CH_4、CO_2、H_2O和O_2)等6个变量中固定任意5个,优化剩下的一个变量的方案,研究甲烷部分氧化合成燃气含水蒸气、二氧化碳重整的能量耦合工艺(即平衡时体系的热效应为零)。建立为能量耦合的双层优化模型,即内层通过求解吉布斯自由能的最低限度得到平衡组成;外层通过改变进料组成实现体系的能量耦合。结果表明:0．1 MPa下反应体系的最佳操作温度范围为1 050～1 150 K;固定其他条件,总可通过优化O_2的量使反应体系实现能量耦合,且平衡时加入的O_2可以反应完全;平衡组分中H_2/CO比值主要取决于进料中H_2O/CO_2比值,与O_2量关系不大;另外还得出了能量耦合时变量间的关系和消炭条件。石英管反应器的热中性温度下的实验结果与本文计算结果基本一致。