LINGO及其在化工过程优化中的应用

LINGO处理优化问题编程简单、收敛速度快、稳定性好、可靠性高.本文介绍了LINGO软件的编程特点和使用方法,选取了3个测试函数对LINGO优化性能进行测试,并应用模型语言结合化工中一些优化实例进行了应用探讨.测试结果表明LINGO具有良好的优化性能,值得在化工科研中推广和应用.     

铬盐液相氧化工艺分离过程中多元体系溶解度的测定及关联

采用平衡分析法,测定了常压下铬铁矿液相氧化生产铬盐工艺分离过程涉及的NaOH-H₂O-Na₂CrO₄、NaOH-H₂O-NaAlO₂、NaOH-H₂O-Na₂SiO₃三元体系,NaOH-H₂O-Na₂CrO₄-Na₂SiO₃、NaOH-H₂O-Na₂CrO₄-NaAlO₂、NaOH-H₂O-Na₂SiO₃-NaAlO₂ 四元体系及NaOH-H₂O-Na₂CrO₄-Na₂SiO₃-NaAlO₂五元体系中Na₂CrO₄、NaAlO₂、Na₂SiO₃的溶解度,并使用Apelblat方程对实验数据进行了回归。实验的温度范围为353.15～403.15 K,除测量Na₂CrO₄在NaOH-H₂O-Na₂CrO₄三元体系中的溶解度时NaOH的浓度从100 g·L^-1改变到 800 g·L^-1,其他体系中都固定NaOH浓度为500 g·L^-1。研究结果表明铝酸钠、硅酸钠无论单独存在还是同时存在均会降低铬酸钠的溶解度,其中铝酸钠对铬酸钠的溶解度影响最大,而硅铝共存反而对铬酸钠溶解度影响最小。     

《化工工艺学》课程教学改革的探讨

《化学工艺学》是化学工程与工艺专业本科生的专业选修课。为发展化工循环经济,实现化工可持续发展,有必要在《化工工艺学》课堂教学中结合化工产品工程和过程工程相关理论进行教学。结合产学研合作教育,提高学生的工程意识和创新意识是课程改革的熏要目标。     

低C/N值污水强化生物脱氮性能研究

采用改良型A²/O工艺处理低C/N值城市污水,在具体工程实例中考察了内回流比与DO浓度对生物脱氮效果的影响。在此基础上,采取外加碳源的方式强化出水氮素指标的可控性。结果表明,适当增大内回流比有利于提高总氮去除率,但过高的内回流比会提升缺氧区DO浓度,不利于反硝化反应的进行;降低DO浓度有利于总氮的去除,但会对好氧区硝化反应产生抑制作用,导致氨氮的转化受到影响。基于所采用的5种内回流比与5种DO工况,选出的较为合适的内回流比为275%、DO为1.2～1.5 mg/L,在辅以外加碳源的情况下,出水总氮平均浓度能降至9.20 mg/L,氨氮平均浓度为0.38 mg/L,出水氮素指标显著优于一级A排放标准。投加碳源不会对出水COD产生明显影响,外加碳源对成本的贡献仅为0.11元/m³,且对出水水质指标可实现更加稳健的控制,有效促进了成本与水质的双赢。     

仿生雾水收集材料：从基础研究到性能提升策略

由于水资源污染、淡水资源日益匮乏,水危机已经严重影响到人们的日常生活。从晨雾中捕获水气则可以缓解干旱地区的缺水问题。受纳米布沙漠甲虫、仙人掌、蜘蛛丝等动植物自发捕集雾水的启发,构建特殊润湿性的仿生雾水收集材料备受关注。详细总结了仿生雾水收集材料的最新研究进展,讨论了仿生集水材料的设计和制备方法,并从雾水收集的四大仿生策略出发,介绍了提升雾水收集效率的设计方案。在此基础上,分析了当前仿生雾水收集过程存在的问题,展望了此类材料未来的发展趋势和方向。     

凹坑型仿生形态环块样件耐磨性能

利用试验优化设计技术,设计了9种环块样件表面凹坑形态的尺寸与分布,采用激光图形雕刻技术,在模型样件的表面加工形成了9种不同的微观凹坑型仿生形态;在相同的试验参数条件下,完成了光滑与凹坑型仿生形态环块样件的摩擦、磨损性能的对比试验;根据试验前后环块样件总体重量的测量结果,计算出了10种环块样件试验前后的磨损量、磨损率,进行了光滑环块样件与凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的对比分析;利用正交试验设计,进行了凹坑型仿生形态环块样件磨损量与磨损率的极差分析。试验证明,在润滑状态下,具有凹坑型仿生形态的环块样件的耐磨性能均高于光滑样件;凹坑直径为100μm,凹坑横向间距为450μm,凹坑纵向间距为350μm时的耐磨效果最佳。     

T-型微流控通道中微液滴形成机制的CFD模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,对宽型微米级T-型微通道中微液滴形成机制进行了数值模拟.通过与已有文献实验结果的对比,证明了数值模拟的准确性;发现液滴在微通道中的形成过程可分为液滴形成和成长、液滴与分散相的脱离和液滴从通道壁的脱落3个阶段.首次系统分析了通道壁的润湿性对液滴形成的影响,发现当分散相在通道壁上的接触角小于90°时,才能形成微液滴;通道壁越疏分散相,微液滴越容易形成,并且从通道壁上脱离的时间也越短.通过分别改变连续相的黏度、流速以及两相间界面张力,研究了毛细准数Ca对微液滴的形成机制及液滴大小的影响.发现在T-型通道中能形成液滴的范围内,Ca越大,则形成的微液滴体积越小;当Ca大于0.067时,微液滴的直径与连续相Ca的倒数之间存在明显的线性关系.     

重庆煤制备高质量分数水煤浆的工艺条件

高质量分数水煤浆的制备是水煤浆加压气化工艺的基础,而水煤浆的制备条件受原料煤的性质影响较大。文中探索了重庆万盛油坊煤矿煤源制备高质量分数水煤浆的工艺条件,首先通过煤的工业分析和元素分析明确重庆煤质特点。在此基础上,考察了不同添加剂种类、添加剂质量、pH值对煤粉成浆性能的影响。结果表明该煤源的成浆性能较好,使用3种添加剂的最大成浆质量分数都可达到72%,均满足于德士古加压气化工艺中水煤浆质量分数方面的需求。3种添加剂比较,萘系添加剂A与重庆煤的匹配性最好,成浆质量分数最高,流动性最好,但稳定性介于添加剂B,C之间,其最佳添加质量分数为0.35%。使用萘系添加剂A该煤源的最佳成浆pH值为8—9,最佳粒度级配为100—200目与大于200目的煤粉质量比值控制在1∶3。     

机械应力对取向硅钢片综合磁性能影响的实验研究

变压器铁心在运行时长期承受外施应力和高频激励的影响,由此导致的振动噪声和铁损问题日益严峻。为深入研究取向硅钢片在不同频率和应力下的综合磁性能,该文搭建了软磁材料综合磁性能测量平台,首先利用单片磁特性测量装置和应力施加装置,得到了工频下拉应力和压应力对取向硅钢片磁致伸缩、磁滞回线及铁损特性的影响。进一步研究了应力和不同激励共同影响下硅钢片综合磁性能的变化趋势,得到了不同激励、应力对取向硅钢片磁特性、磁致伸缩特性及噪声特性的影响规律。测量结果及其分析表明,拉应力对硅钢片的磁性能影响相对较小,而压应力对其影响较大;在压应力作用下,随着频率的升高取向硅钢片的磁致伸缩量有所减小,但频率、谐波含量、谐波次数和压应力的增大均导致取向硅钢片噪声增大。     

基于“两性一度”的化工原理实验课程“金课”建设的探索与实践

化工原理实验是化工类等专业及其他相关专业的一门基础技术课程,根据"金课"建设"两性一度"的标准,分别从教学内容、教学手段和实验考核与成绩评定体系等方面探索化工原理实验课程"金课"建设。在建设过程中,注重理论与实践的结合,强调学生主观能动性、工程实践能力和创新性思维的培养,取得了良好的教学效果。