宏观动力学

摘要： 采用一种镍系催化剂,在管式平推流反应器中考察了反应温度、反应压力、氢气与环戊二烯的摩尔比(简称氢烯比)与液态空速对环戊二烯选择性加氢生成环戊烯的影响;建立了幂函数表示形式的宏观动力学方程,以龙格-库塔微分算法和列文伯格-马夸尔特法优化算法拟合估值得到参数,并对模型进行统计检验。实验结果表明,适宜的反应条件为:反应温度40~50°C,反应压力1.6~2.0 MPa,氢烯比2.0~3.0,液态空速2~3 h^(-1)。模型的计算值与实验值接近,在实验条件下显著可信,可用来进一步指导工业应用。

摘要： 盐泥是氨碱法纯碱生产过程中盐水精制过程产生的固体废弃物,有效成分为氢氧化镁、硫酸钙、碳酸钙、氯化钠等,全球每年产生大约5500万t盐泥,其资源化利用已成为纯碱生产企业亟待解决的问题。提出采用碳化法分离盐泥中的钙和镁,使其转化为碳酸钙和硫酸镁产品,探讨了固液比、反应温度、盐泥颗粒粒度等工艺条件对镁提取率的影响。研究结果表明:随着固液比、盐泥颗粒粒度的减小以及反应温度的升高,镁的提取率逐渐升高,当固液质量体积比(g/mL)为1/10、反应温度为50°C、盐泥颗粒粒度≤75μm条件下,盐泥中镁的提取率达到96.04%;通过将实验数据带入缩芯模型中进行拟合,结果表明氨碱盐泥碳化过程符合颗粒粒径不变的缩芯模型,经计算该反应的活化能为24.22 kJ/mol,并且该过程为盐泥中氢氧化镁的溶解控制。此为碳化反应器的放大提供了理论基础。

摘要： 螺栓连接作为一种典型的机械装配结合方式,在航空航天、武器装备、能源化工和交通运输等关键机械装备设计和运行中扮演着至关重要的角色,但螺栓连接也引入了刚度和阻尼非线性因素,给装备的动力学性能预测和服役可靠性带来了新的挑战,这些促使螺栓连接研究涉及界面微观摩擦到宏观结构动力学多个学科.总结分析了螺栓连接界面微观摩擦到宏观动力学研究领域螺栓接头摩擦本构模型的分形表征、统计求和模型和Iwan模型的建模方法,归纳了目前国际上螺栓连接的几种实验测试基准系统,概述了螺栓连接宏观动力学问题中涉及的非线性建模、参数辨识、数值仿真技术和结构健康监测等多方面的最新技术进展,展望了未来螺栓连接动力学需要重点开展研究的方向.

摘要： 在常压、580～640°C、丙烷体积空速500～2000 h-1条件下,采用自主开发的新型非贵金属催化剂(活性组分为Zr-Ga-W-Co-Fe-Zn,载体为MgO-Al2O3复合物),在微型固定床反应器中考察了其催化丙烷脱氢的性能,并建立了相应的宏观动力学模型.采用多元非线性回归得到了模型参数,其中脱氢表观活化能为153.42 kJ/mol.经计算可知,总反应速率的拟合值与实验值的平均相对误差为3.14％.经相关系数R2和F方差分析表明,所建立的宏观动力学方程是可靠的.

摘要： Fenton法是常见处理环氧氯丙烷废水的工艺之一,能有效降低水中CODCr含量.为探究处理过程中CODCr降解规律,采用实验确认降解过程符合动力学方程,采取关联反应的温度、双氧水的浓度以及硫酸亚铁浓度三种影响因素的指数型经验模型,基于CODCr去除率,得到对环氧氯丙烷废水的常温下降解的动力学模型是:d[COD]/dt = 17.477 exp(-14418/RT)[H2O2]0.2081[FeSO4]0.3847.

摘要： 针对三氧化铬传统生产工艺存在高消耗、高污染等诸多弊端,研究了其电催化绿色合成新技术.在以自制新型复极式电解槽为核心的反应装置中,采用铬酸钠为原料的一步电合成工艺,进行三氧化铬合成反应实验.测得槽电压和阳极液钠铬比动力学数据,表明槽电压变化规律可用来监控和表征电合成反应进程,反应为拟一级反应动力学.建立了槽电压变化和反应宏观动力学数学模型,详细探讨了槽电压的影响因素及其变化规律.

摘要： 根据CO2吸收过程串并联反应机理,建立了本征动力学方程;基于双膜扩散理论,建立了CO2吸收反应的宏观动力学方程,并结合溶液的非理想性,对速率方程中的浓度效应进行了修正,获得了8个修正模型.通过实验设计,测定并进行了模型参数估值,分别计算了各模型的残差.通过比较残差大小及其分布,对模型进行了筛选,选取模型4为理想模型.其动力学参数为:表观活化能19 383.94 J/mol,表观指前因子3.042 9×10-5 mol/(m2·s·Pa).在此基础上,通过理论推导获得了热钾碱吸收CO2的本征动力学方程,其模型参数为:本征反应活化能54.47 kJ/mol,指前因子3.222 8×109 m3/(mol·s).计算了膜内转化系数γ,该值大于2,表明CO2吸收为快速反应过程,反应主要在膜内完成.

摘要： 为了提高均四甲苯氧化制均苯四甲酸二酐的收率,以某二酐生产企业生产的高效钒钛催化剂,在固定床反应器中对均四甲苯气相氧化制均苯四甲酸二酐反应体系的动力学进行了研究.首先提出了可能的反应网络,然后设计相关动力学测试实验,建立均四甲苯氧化反应的幂函数宏观动力学模型.进一步的实验和统计分析表明,模型计算值与实验值吻合较好.宏观动力学方程的建立为后续将其用于相应的固定床反应器模拟提供了基础保证.%In order to improve the yield of pyromellitic dianhydride(PMDA)through the oxidation of durene,the macrodynamics of the PMDA production reaction via durene oxidation were studied based on the existing industrial vanadium titanium catalyst in fixed bed reactor.This paper firstly put forward the possible reaction network,sencondly designed the relevant dynamics test experiment, then established the macrodynamics model in power function equation of oxidation of durene.The further experiment and the analy-sis of the statistical tests showed that the calculated value agreed well with the experimental values.The establishment of macrody-namics equation provided the basic guarantee for the subsequent simulation of the corresponding fixed bed reactor.

摘要： 在单管固定床装置上对新型高性能乙烯气相法合成醋酸乙烯催化剂进行了宏观动力学研究,研究了反应温度、原料配比、体积空速和反应压力变化对反应的影响,建立了催化剂半理论的幂函数宏观动力学模型.实验数据和模型计算结果的比较表明,该模型精确度良好,模型计算值与实验值相对偏差小于5％,可为乙烯气相法合成醋酸乙烯的固定床反应器的优化设计和放大提供依据.

摘要： 热致性液晶聚芳酯(TLCP)纤维一般通过初生纤维后续的热处理(即后固相聚合)来获得最终性能优异的纤维.论文以TLCP初生纤维为原料,对纤维后固相反应的宏观动力学行为进行了研究.结果表明,在热处理初期纤维失重率增加迅速,说明聚芳酯分子量增长速率较快,当达到一定程度后,增长速率变慢;热处理温度对分子量增长影响显著,热处理温度越高,分子量升高越快;热处理前后期的表观活化能分别为94.4和38.4kJ/mol.

摘要： 热致性液晶聚芳酯(TLCP)纤维一般通过初生纤维后续的热处理(即后固相聚合)来获得最终性能优异的纤维.论文以TLCP初生纤维为原料,对纤维后固相反应的宏观动力学行为进行了研究.结果表明,在热处理初期纤维失重率增加迅速,说明聚芳酯分子量增长速率较快,当达到一定程度后,增长速率变慢;热处理温度对分子量增长影响显著,热处理温度越高,分子量升高越快;热处理前后期的表观活化能分别为94.4和38.4kJ/mol.

摘要： 本文提出将水相重整制氢反应用于四氢呋喃(THF)废水的处理,实现废水制氢的资源化。其方法是以Sn改性RaneyNi为催化剂,考察了反应条件(温度、压力、原料浓度、空速)对四氢呋喃转化率和氢气选择性的影响,实验结果表明,温度543K,压力5.60MPa，空速为1.71h-1时,四氢呋喃的转化率和氢气的选择性都为100%。进一步研究了四氢呋喃降解反应的宏观动力学,结果表明该反应的活化能为95.33 kJ/mol,反应级数为0.66。该方法既解决了传统方法中存在的降解不完全、污染转移等问题,又实现了废水的资源化,是一种新颖的废水处理方法。

摘要： 本文考察了在Sn改性Raney Ni催化剂作用下，反应条件对四氢呋喃废水降解反应性能的影响规律，并研究了该反应的宏观动力学，获得了Sn改性Raney Ni催化剂上的THF降解反应的动力学方程。实验结果表明，温度543K，压力5.60MPa，空速为1.71h-1时，THF的转化率和氢气的选择性都为100%。进一步研究了THF降解反应的宏观动力学，结果表明该反应的活化能为95.33kJ/mol，反应级数为0.66。从表中可以看出，随着温度的升高，THF的转化率也逐渐上升，但氢气的选择性几乎均为100%，当温度为543K时，THF的转化率和氢气的选择性都为100%。在温度543K、压力5.60Mpa下考察了不同原料浓度对THF降解反应的影响，随着THF浓度的增加，THF的转化率逐渐减少，在较高浓度0.05mol/L和0.1 mol/L时，四氢呋喃转化率变化明显，分别为87.3%和46.5%。

摘要： 为适应特殊用途的高超音速飞行对燃料的需要,采用微型活塞流管式反应器对可作为吸热燃料的十氢萘开展了超界高压下裂解吸热反应的研究.利用NIST发布的SUPERSTRAPP软件确定超临界状态下的燃料停留时间,拟合出宏观动力学方程,并与国外的研究成果进行比对,提出了对超临界导致动力学参数变化的微观解释.

摘要： 以钛铁矿为研究对象,进行了外包还原剂的直接还原实验,在升温和恒温条件下研究了外包半焦粉直接还原钛铁矿的宏观动力学,得出了半焦直接还原钛铁矿过程中的限速环节.研究结果表明:温度对还原度和还原速率的影响显著.随着温度的升高,还原度也随之升高,反应速率加快;同时,延长恒温时间也可以提高还原度但恒温阶段反应速率缓慢.从动力学方面来看,在半焦粉直接还原钛铁矿的过程中,可以分为两个阶段,第一阶段是升温阶段和恒温的初始阶段,此阶段界面化学反应为控速步骤,还原钛铁矿的表观反应活化能E=1 13.14 KJ·mol-1;第二阶段为恒温阶段,固相中气体的内扩散为控速步骤,直接还原钛铁矿的表观反应活化能E=180.13 KJ.mol-1.

摘要： 采用以熵产作为固体反应过程中热量、质量传递和化学反应的基本量的热动力学理论和方法.建立了非等温条件下固体分解的热动力学速率式.通过碳酸钙分解的热重实验结果的热动力学解析,证明了固体非等温反应是一种反应相外传热,反应相内反应与传质之间耦合的非等温宏观动力学。

摘要： 综述了宏观动力学和详细反应动力学对天然气部分氧化制乙炔过程的机理分析,指出详细反应动力学机理,从分子水平上揭示反应过程本质,更能全面描述各种复杂因素的影响。同时剖析了反应温度、氧比、预热温度、天然气与氧气的均匀混合、燃烧火焰的稳定性、反应时间、反应压力等主要因素对反应过程的影响。

摘要： 采用微波晶化法制取CuCoNiFeAlCO催化剂,将传统的水热法合成所需晶化时间由15h缩短到10min.将催化剂CuCoNiFeAlCO用于HO苯酚羟基化反应,考察了温度、催化剂、苯酚及HO用量对苯酚羟基化反应速率的影响.

摘要： 本发明涉及一种宏观人群恐慌传播动力学模型建立方法及动力学模型应用，包括以下步骤：1)将疏散空间划分为多个离散化的单位网格，基于信息熵理论构建每一单位网格的恐慌熵；2)构建各相邻单位网格的恐慌熵值梯度；3)基于所述恐慌熵和恐慌熵值梯度构建宏观人群恐慌传播动力学模型，该模型反映人群速度方向和大小以及恐慌熵方向和大小。与现有技术相比，本发明具有可实现恐慌传播过程定量分析、提高仿真可靠性等优点。

摘要： 本发明涉及一种宏观人群恐慌传播动力学模型建立方法及动力学模型应用，包括以下步骤：1)将疏散空间划分为多个离散化的单位网格，基于信息熵理论构建每一单位网格的恐慌熵；2)构建各相邻单位网格的恐慌熵值梯度；3)基于所述恐慌熵和恐慌熵值梯度构建宏观人群恐慌传播动力学模型，该模型反映人群速度方向和大小以及恐慌熵方向和大小。与现有技术相比，本发明具有可实现恐慌传播过程定量分析、提高仿真可靠性等优点。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明公开了一种同步在线表征气体水合物微观反应动力学过程和宏观定性及定量的装置和方法。该装置包括耐压冷却台、表征耐压冷热台上的天然气水合物微观反应动力学过程的激光共聚焦拉曼光谱仪和表征耐压冷热台上的天然气水合物宏观定性及定量变化的炼厂气色谱仪，耐压冷却台包括耐压冷热台本体、设置于耐压冷热台本体两侧的进气口和出气口、控温装置，控温装置包括恒温槽、第一缓冲罐和第二缓冲罐。本发明的装置不仅可以全方位的在线表征水合物的微观反应动力学，还可以同步定量出气体水合物的量，以及在线观察它们的量变化情况。这种方法不仅提供了水合物的微观信息而且提供了水合物的宏观信息，可以对水合物进行全方位的检测。

摘要： 本发明公开了一种适用于薄板或块状固体的宏观气固反应动力学模型，动力学模型包含以表面渗透、内扩散以及两者混合作为控速环节的一系列显函数表达式；通过将1组以上实际反应体系的动力学数据及反应热力学参数代入到模型公式中，可利用非线性拟合方法求得气固反应或其逆反应的特征时间tc、表观活化能Δε、最佳反应温度及对应的最短反应时间，同时可分析反应动力学机理。本发明中建立的动力学模型考虑了反应体系的热力学性质、固体结构参数及宏观反应条件，具有普适性，适用于气体渗氮及渗碳过程、氧化还原反应、储氢合金氢化及脱氢反应等领域。

摘要： 本发明公开了一种宏观气固反应动力学模型，动力学模型包含以表面渗透及内扩散作为控速环节的显函数表达式；通过将1组以上实际反应体系的动力学数据及反应热力学参数代入到模型公式中，利用非线性拟合可求得气固反应或其逆反应的特征时间

摘要： 本发明公开了一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，属于体育专项动作分析技术领域。一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，在跳台滑雪运动员的肌骨动力学模拟中，结合了通过计算流体力学模拟得到的运动员所受的空气动力，使得对运动员动作的模拟更加符合现实情况，计算出的关节力矩，肌肉力等参数更加准确；同时通过对这些更为准确的关节力矩，肌肉力等参数来分析评估跳台滑雪运动员的发力情况，能够更好的指导针对性的肌肉力量训练。

摘要： 本文公开了空气动力学结构以及形成空气动力学结构的方法。空气动力学结构包括：第一蒙皮区域，包括第一蒙皮边缘；以及第二蒙皮区域，包括第二蒙皮边缘。第一蒙皮区域和第二蒙皮区域相对于彼此成角度，并且限定在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间的间隙。空气动力学结构还包括后缘结构，后缘结构在间隙内并且在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间延伸。空气动力学结构进一步包括多个单面紧固件。多个单面紧固件的第一子组可操作地互连第一蒙皮区域与后缘结构。多个单面紧固件的第二子组可操作地互连第二蒙皮区域与后缘结构。所述方法包括形成空气动力学结构的方法。

摘要： 赖氨酸生物制造中宏观动力学与细胞代谢通量耦合建模方法，属于工业微生物制造过程建模技术及应用领域，涉及一种将微分方程表述的发酵动力学与化学计量学描述的细胞代谢通量相结合的建模方法，通过对复杂赖氨酸代谢网络的约简，建立了关键代谢通量与外部可测变量的关联，实现代谢通量平衡方程与葡萄糖、赖氨酸、生物量的浓度变化动力学的耦合，给出了利用智能随机寻优算法的耦合模型参数辨识方法，不仅可以描述胞外宏观变量浓度的变化，还可以描述胞内代谢通量的动态变化，相比一般的动力学模型，不仅模型精度高，更提供手段探寻微生物细胞内微观机理信息和代谢特性。