搅拌设备化工设计系统的混合知识表达机制

搅拌混合是最常用的化工过程单元操作,但搅拌设备的造型和设计是一件十分复杂和耗时的任务,仍处于手工实现阶段,且通常由混合领域专家根据其经验知识进行设计。开发了搅拌设备化工设计专家系统,混合领域知识可分为形式化知识和技术型和知识两类。采用混合的知识表达机制,即面向对象方法、Ｉｆ－Ｔｈｅｎ产生式规则方法和模糊逻辑和传统数据库存储相结合的方式,分别处理设计经验规则库、设计公式库和设备机械标准库,从而合理和     

聚丙烯腈—硫氰酸钠水溶液的流变方程

测定了聚丙烯腈 -硫氰酸钠水溶液在不同浓度下的流变性能 ,分别建立了剪切速率、温度、浓度与粘度的关系 ,进一步得到以剪切速率、温度、浓度为自变量的粘度关联式 ,将关联式应用于浓度的计算 ,计算值与实验值误差小于 2 %。     

卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟

选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响。结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好。捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零。     

气固搅拌流化床压力脉动的小波分析

在内径188 mm、静床高400 mm的搅拌流化床中,采用Geldart D类颗粒为实验物料,通过小波分析研究了不同气速和搅拌桨转速下搅拌流化床的压力脉动行为.实验发现,搅拌桨的转动作用促使在普通流化床中不易散式流态化的D类颗粒形成了散式流态化.随着气速的增加,第1尺度的小波能量特征值在某一个气速范围内发生急剧变化,进而提出了将该气速范围的下限和上限分别定义为临界鼓泡速度和充分鼓泡速度的判据.随搅拌转速的增加,散式流态化的气速操作范围线性增加.在鼓泡流态化状态下,气速是流化床气泡行为的主导因素,搅拌桨转速的增加对气泡产生的频率无明显影响但可使气泡的直径变小.     

P(NIPAM-co-MAPOSS)共聚物的合成与性能

以N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide)和甲基丙烯酸甲酯基笼状低聚倍半硅氧烷(MAPOSS)为原料,通过自由基聚合制备了P(NIPAM-co-MAPOSS)共聚物。用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)对共聚物的结构进行了表征。用差示扫描量热仪(DSC)研究了P(NIPAM-co-MAPOSS)共聚物水溶液的温敏性能,少量POSS的加入降低了PNIPAM的最低临界转变温度,考察了不同POSS含量的P(NIPAM-co-MAPOSS)共聚物的表面润湿性能,水接触角随着POSS含量的增加而增大。     

气固搅拌流化床内的压力脉动特性

为考察搅拌桨的转动作用对流化特性的影响，研究了不同转速和气速下搅拌流化床的压力脉动行为.采用188 mm的内径和400 mm的静床高，以Geldart B类和D类颗粒为实验物料，进行了压力脉动信号的统计分析和功率谱分析.实验结果表明，搅拌桨的转动对最小流化速度没有影响，但使B类和D类颗粒呈现了A类颗粒特有的散式流态化现象.随搅拌转速的增大，压力脉动的标准偏差减小，最小鼓泡速度增加. 最小鼓泡速度与最小流化速度之比与搅拌转速成正比.当搅拌转速增加到一定程度后，压力脉动的功率谱主频等于搅拌桨转动频率，流化床从鼓泡流态化状态转化为散式流态化状态.     

PP/PP-g-PA6/PA6的相容性和低温冲击性能

利用自制的聚丙烯(PP)和3-异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯(TMI)的接枝物PP-g-TMI为起始剂,在催化剂己内酰胺钠存在下,TMI中异氰酸官能团引发己内酰胺开环阴离子聚合,合成了PP与尼龙6(PA6)接枝聚合物PP-g-PA6。以PP-g-PA6为相容剂研究了PP和PA6共混体系的相容性和低温冲击强度。结果表明,在体系中PA6质量分数为20%的情况下,加入质量分数2%的PP-g-PA6,分散相粒径可以减小到2μm左右。-20℃低温冲击强度试验结果表明,加入质量分数2%的PP-g-PA6可以使共混体系的冲击强度从纯PP的0.85 kJ/m2提高到2.00 kJ/m2。     

不完全缩合七苯基三羟基POSS的合成及表征

以苯为溶剂,40%苄基三甲基氢氧化铵的甲醇溶液为催化剂,苯基三氯硅烷水解缩合得到笼状八苯基多面低聚倍半硅氧烷,进一步在四乙基氢氧化铵(35%水溶液)的作用下,以四氢呋喃为溶剂,通过顶点-打开法合成不完全缩合的多面低聚倍半硅氧烷。利用1H、13C、29Si-NMR、FT-IR、元素分析、MALDI-TOF质谱等技术对产物的结构进行了表征,并采用TGA对其热稳定性进行了研究。结果表明,反应主产物为不完全缩合的七苯基三羟基多面低聚倍半硅氧烷,其初始分解温度(失重5%(wt))为516.1℃,热稳定性良好。与以往的合成方法相比,该法显著缩短了反应时间,并提高了产率,从而为POSS在纳米杂化材料领域的应用打下了基础。     

搅拌流化床的研究与应用

传统流化床中引入搅拌构件具有促进流态化、强化传热、防止颗粒粘结结块等优点,在干燥、造粒、聚合等物理及化学过程显示出优越性,工业应用前景广阔。搅拌桨形式、搅拌转速等操作条件对流化特性和传热过程影响显著,计算流体力学模拟可以为搅拌流化床的设计放大和过程强化提供依据。