传质模型

摘要： 电渗析苦咸水淡化技术具有脱盐效果好、成本较低、绿色环保等优点,但存在制膜工艺繁琐、传质模型不够精确、能效有待提升等问题。本文首先分析了苦咸水电渗析用离子交换膜的制备及改性方法,对膜材料存在的问题进行了探讨。综述对比了苦咸水电渗析在简化模型、理论模型、半经验模型方面的原理及最新进展,系统总结了常规苦咸水电渗析过程的运行方式和工艺优化策略,并进一步介绍了以新型电去离子、冲击电渗析、可再生能源驱动电渗析为代表的新型电渗析过程在苦咸水淡化方面的原理及应用。在此基础上,提出了今后的研究方向集中于降低制膜成本、优化传质模型、探究集成膜法淡化工艺以及新型电渗析过程等方面。

摘要： 具有分形结构的多孔人造板散发的挥发性有机化合物(VOC)严重污染室内环境。本文首次提出时间分数阶传质模型分析人造板内VOC散发的反常扩散。并首次建立时间分数阶对流传质边界条件和质量平衡方程揭示VOC在人造板与空气界面处的散发特性。利用有限差分格式和改进的Nelder-Mead单纯形搜索与粒子群优化方法对模型进行数值优化。与Deng和Kim的模型作对比可知,本模型的数值模拟结果与实验数据吻合更好,且其相对误差Re (0.0034%)远小于先前模型(0.0257%)。这表明现有模型能更准确地揭示人造板中VOC释放的拖尾现象。此外,还分析了关键释放参数对VOC释放的影响,结果表明,较高的α、ε、D、N和较低的Kma均促进VOC的散发,这可为改善室内空气质量提供理论指导。

摘要： 利用陶瓷膜接触器进行膜吸收是处理氮氧化物最有效的方法之一,然而,针对吸收氮氧化物的膜接触器传质模型几乎没有.通过模拟NO的对流、扩散与反应过程,建立了以NaClO_(2)溶液吸收NO的陶瓷膜接触器传质模型,准确预测了陶瓷膜接触器膜内各点的浓度分布与阻力分布.同时,利用建立的模型分析了不同气体流速、NO进口含量、吸收剂的流速、浓度、pH以及吸收温度对陶瓷膜接触器脱硝效果的影响,优化了膜接触器的操作条件,得到了膜接触器最大的通量和吸收液的有效浓度.通过本研究,利用传质模型可以对膜接触器脱硝效果进行预测,从而为膜接触器脱硝过程的设计与优化提供理论支持.

摘要： 本文依据扩散传质机理推导出溶质跨膜的传质系数模型,设计了一套跨膜传质系数的实验装置,测定了聚乙二醇水溶液在微滤、超滤中的传质系数,探讨了聚乙二醇分子量、溶液初始浓度对传质系数的影响。结果表明:聚乙二醇传质系数与初始浓度正相关,在微滤膜中传质系数与初始浓度间呈线性关系,而在超滤膜中则是非线性的;同一分子量的PEG,其在不同浓度下对应的微滤膜和超滤膜中的传质系数的比值λ近似为常数,且该比值随分子量的增大而增大。

摘要： 为探究高压工况下,填料塔内醇胺溶液吸收高浓度(体积分数35%)CO_(2)的传热传质规律,基于双膜理论,以小型θ环填料塔实验装置为基础,建立了塔内N-甲基二乙醇胺+哌嗪(MDEA+PZ)脱碳传质模型。利用不同吸收压力下的实验数据对模型进行了修正,使模型适用于高压工况。结果表明,传质通量修正因子的引入,能够较好地解决高压工况下模型计算误差较大的问题;不同进气和溶液流量下,CO_(2)浓度场和温度场的模拟结果与实验数据基本一致;填料塔内存在快速反应区域,并且会随着气液流量变化移动。本模型可为相应特征天然气的净化提供借鉴。

摘要： 牡丹籽中含有丰富的脂肪酸。采用混合均匀设计法优化超临界CO2流体萃取牡丹籽油工艺,主要考察萃取温度、萃取压力、分离温度、分离压力、萃取时间以及原料装填量对牡丹籽油得率的影响。根据实验结果,建立模型方程,分析得到优化的工艺条件为:萃取温度45°C、萃取压力32 MPa、萃取时间2.8 h,分离温度35°C,分离压力11.5 MPa,原料装填量为187 g,在此条件下,牡丹籽油的得率达到19.54%。分别采用Esquivel和Nguyen两种萃取经验模型描述萃取过程,Nguyen模型能够很好地描述萃取过程,说明萃取过程为内扩散为控制,可近似为一级动力学传质-平衡过程。分析检测所得牡丹籽油成分发现,其中亚麻酸含量达到41.4%,亚油酸含量为27.4%,油酸含量为23.2%,总不饱和脂肪酸含量达到92.3%。

摘要： 牡丹籽中含有丰富的脂肪酸.采用混合均匀设计法优化超临界CO2流体萃取牡丹籽油工艺,主要考察萃取温度、萃取压力、分离温度、分离压力、萃取时间以及原料装填量对牡丹籽油得率的影响.根据实验结果,建立模型方程,分析得到优化的工艺条件为:萃取温度45°C、萃取压力32 MPa、萃取时间2.8 h,分离温度35°C,分离压力11.5 MPa,原料装填量为187 g,在此条件下,牡丹籽油的得率达到19.54％.分别采用Esquivel和Nguyen两种萃取经验模型描述萃取过程,Nguyen模型能够很好地描述萃取过程,说明萃取过程为内扩散为控制,可近似为一级动力学传质-平衡过程.分析检测所得牡丹籽油成分发现,其中亚麻酸含量达到41.4％,亚油酸含量为27.4％,油酸含量为23.2％,总不饱和脂肪酸含量达到92.3％.

摘要： 为研究两相分配搅拌式反应器中硅油对正己烷传质的影响,采用静态顶空法获得正己烷的气/水和硅油混合液分配系数H,通过模型拟合计算最大气相可转移至液相的正己烷体积分数 βS?,利用效能—传热单位数法计算总体积传质系数KLa.结果表明,随着硅油比例 Φ 的提高,H显著下降;"等效吸收容量"模型可以很好地描述H与 Φ 之间的关系;βS? 随着硅油的添加急剧增大,并随着 Φ 提高而上升,而进气流速的增加会导致 βS? 减小;KLa会随着 Φ 上升而减小,但硅油显著提升了饱和液相正己烷浓度,从而提高正己烷的总传质速率.

摘要： 传质模型可快速预测建材中VOCs/甲醛等化学污染物的散发规律,进而可用于进行室内化学污染物暴露水平的研究和绿色建筑的设计.然而,建材散发关键参数(扩散系数D,分配系数K和初始可散发浓度C0)的测量误差会导致模型预测的误差.迄今为止,该误差分析尚未被定量描述.本文研究了建材散发关键参数的测量误差对北京市标准起居室的VOCs/甲醛污染物浓度传质模型预测误差的影响.结果表明初始可散发浓度C0对传质模型预测误差的影响最大,而分配系数K对传质模型预测误差的影响最小.该误差分析建立了无量纲关联式,定量描述了建材散发关键参数的测量误差与传质模型预测误差的关系.该研究结果可用于指导室内化学污染物的工程控制和绿色建筑的设计.

摘要： 选用红外干燥方法对胡萝卜切片进行干燥试验，分析不同试验条件下的干燥速率及其对于制品复水性的影响，基于胡萝卜切片的干燥试验，建立其传质模型，实现对水分的在线预测。

摘要： 过热蒸汽干燥适合高湿物料的除水,具有干燥速度快、节能、低污染、无爆炸和自燃等优点.本文以高水分稻谷为研究对象,建立了过热蒸汽干燥热量和质量传递方程,并通过Comsol Multiphysic软件求解,最后对模型进行验证及模拟结果分析.验证实验结果表明:传质模型最大偏差不超过20％,平均偏差约9.1％.通过模拟结果分析发现:稻米内部温度在2分钟左右即可均匀分布,而内部水分分布存在差异且较为明显,水分沿厚度和宽度方向下降速度基本相同,而沿长度方向下降较慢.

摘要： 针对骨架颗粒的多层物理结构问题,运用孔道网络方法、热质传递原理和多尺度理论等知识,建立了颗粒堆积多孔介质干燥的多尺度多层结构传热传质模型.以稻谷堆为典型代表进行热风干燥试验验证,模拟分析了颗粒内部不同组织物理特性等因素对干燥过程的影响.结果表明:建立的模型可有效模拟稻谷堆干燥过程;稻谷颗粒内存在较大的水分梯度.胚扩散系数对干燥过程的影响十分显著,其次是壳扩散系数,衣扩散系数影响最小;较小的胚扩散系数可将湿分有效地"囚禁"在胚内.

摘要： 室内半挥发性有机物(SVOC)是引发肺癌、哮喘等疾病的主要因素之一,严重影响人类健康.本文基于Hu等人建立的SVOC在含尘空间中的传质模型,利用拉格朗日乘数法和变分原理,提出了一种用于降低SVOC浓度的室内通风优化方案:在连续方程、气相SVOC、颗粒相SVOC、颗粒物数密度方程等约束条件下,取室内SVOC总浓度平均值的条件极值.利用该方案,本文就一个简单室内环境进行了通风优化,使其内DEHP总浓度由未优化时的6.57μg/m3降至优化后的2.75μg/m3.

摘要： 为研究碱式硫酸铝再生法循环解吸SO2的性能,建立了解吸过程的传质理论模型,并对模型加以分析,得到解吸容量和解吸率的计算方法。以设计铝量为30g/L、设计碱度为30％的碱式硫酸铝溶液为研究对象,在80°C加热解吸条件下进行了五次循环实验,探讨了溶液中SO32-浓度、SO42-浓度、pH值以及解吸容量、解吸率随循环次数和解吸时间的变化规律。实验结果表明,碱式硫酸铝再生法循环解吸SO2性能良好,经过五次循环实验,解吸率仍能达到70％以上,该法具有广阔的应用前景。

摘要： 室内半挥发性有机物(SVOC)对人体健康危害极大,由于其易被颗粒物吸附,后者的存在会影响SVOC在空间中的传质过程,使室内SVOC浓度升高.在此前研究的基础上,本文考虑非均匀颗粒物场对SVOC传质的影响,完善颗粒物和SVOC在空间中的传质模型.对Benning测定颗粒物吸附DEHP平衡系数的实验进行模拟,指出:实验中颗粒物先集中分布在散发室中心,后逐渐运动到边缘;散发室两侧壁面附近颗粒相DEHP浓度最高;散发室出口颗粒相DEHP浓度与进口颗粒物浓度基本成等比关系.当空气流量在400mL/min以下时,颗粒物在散发室内即可吸附DEHP达平衡;400mL/min以上时,抵达散发室出口的颗粒物尚未吸附DEHP至平衡.当流量小于3000mL/min时,颗粒物在散发室出口管路中可继续吸／脱附DEHP至平衡;但当流量大于3000mL/min时,由于颗粒物在管路中的滞留时间过短,它们始终无法吸附DEHP至平衡,颗粒相DEHP浓度测量值将偏低.建议实验中的空气流量小于lOOOmL/min,但也应在lOOmL/min以上,以减小颗粒物在仪器表面沉降所造成的误差.

摘要： 利用核磁共振氢谱研究了双亲嵌段共聚物EOPO水溶液随盐浓度变化的分相行为.实验结果表明,随着盐浓度的提高,PPO链段甲基氢的化学位移先移向高场再移向低场；PEO链段亚甲基氢的化学位移以同样的趋势变化.EOPO分子链段活性基团与盐离子间相互作用的变化与分相行为密切相关.本文的工作对我们前期提出的铂族金属离子在EOPO-Na2SO4-H2O双水相体系中的传质模型提供了支持.

摘要： 随着城市人口数量的快速增长和城市化的加剧,污水泵站周边逐渐被新建的住宅、商业大厦等包围.污水微生物分解产生的恶臭物质,在污水的传输过程中散发出难闻的气味,对周边居民的身体健康和生活质量造成严重影响,污水泵站恶臭散发问题已经成为人们关注的焦点.为了有效地控制集水池中恶臭气体的散发,需对其散发规律进行了解.本文建立传质数学模型分析泵站臭气散发问题,获得了集水池污水中恶臭气体的散发规律以及其影响因素,对处理污水泵站集水池臭气散发问题具有重要意义.

摘要： 随着城市人口数量的快速增长和城市化的加剧,污水泵站周边逐渐被新建的住宅、商业大厦等包围.污水微生物分解产生的恶臭物质,在污水的传输过程中散发出难闻的气味,对周边居民的身体健康和生活质量造成严重影响,污水泵站恶臭散发问题已经成为人们关注的焦点.为了有效地控制集水池中恶臭气体的散发,需对其散发规律进行了解.本文建立传质数学模型分析泵站臭气散发问题,获得了集水池污水中恶臭气体的散发规律以及其影响因素,对处理污水泵站集水池臭气散发问题具有重要意义.

摘要： 本发明涉及一种用于物料交换塔(27)的横流基板，在物料交换塔(27)中气体与液体逆流引导，其中横流基板(1)具有用于气体的通孔(3)和至少两个降液管(5)，其中降液管(5)延伸超出横流基板(1)的上侧，并在每个降液管(5)的下方设置有收集槽(13)。降液管(5)伸入收集槽(13)中，收集槽(13)的最小水平横截面面积比降液管(5)在出口处的水平横截面面积大1.2至4倍，并且收集槽(13)具有带有溢流装置(19)的圆周壁(15)。本发明还涉及包括所述横流基板的物料交换塔，以及所述物料交换塔的用途。

摘要： 本发明涉及MIHA纯气动操作条件下传质调控模型建模方法，通过分析纯气动条件下气泡生成过程，建立气泡破碎器内的能量转化模型；基于气泡破碎器内的能量转化模型和液体循环，计算液体流量，获取气液强烈混合区能量耗散率、气泡尺度，最终获取传质计算模型。本发明的方法针对MIHA建立了纯气动操作条件下传质调控模型，综合反映了反应器结构、体系物性以及操作参数、以及输入能量对传质的影响，可实现对反应器设计及MIHA的反应体系设计的指导，指导设计高效的反应器结构和反应体系。

摘要： 本发明公开了一种连续逆流传质过程稳态固液两相溶质浓度分布模型。通过更改模型自变量中的固相的体积流量，液相的体积流量，固相在连续逆流传质空间内的保留时间，重新求取矩阵方程中间参数与方程组系数，得到符合预期要求的溶质浓度分布矩阵，以及与分布矩阵对应的固相的体积流量，液相的体积流量，固相在连续逆流传质空间内的保留时间；该模型利用CFD模型获取流动场矩阵，在此基础上对连续逆流反应过程进行有限元重新划分，同时考虑到固液两相的扩散传质与对流传质，建立起固相、液相和边界溶质守恒方程组，相比直接在CFD原有程序内定义传质过程大大节省了计算资源，提高了浓度场分布的计算效率，更方便于写入硬件中进行低成本运算。

摘要： 一种大黄鱼流态冰预冷传热传质数值模拟评估模型及其方法，包括外侧的聚苯乙烯泡沫箱、内侧的铜制多孔金属篮，聚苯乙烯泡沫箱和铜制多孔金属篮之间通过对称的第一挡板、第二挡板连接，铜制多孔金属篮的A面、B面布设有若干通孔，铜制多孔金属篮内布设鱼一、鱼二、鱼三，聚苯乙烯泡沫箱和铜制多孔金属篮内布设流态冰浆，本发明不仅能够将流态冰对大黄鱼在预冷时传热传质过程可视化，还能大大提高数值模拟结果的准确性，给实际流态冰浆作业工况提供了优化方案。

摘要： 本发明公布了用于有机胺体系CO2传质性能预测的通用模型建立方法，包括如下步骤：S1、综合考虑多种影响因素，选择参数；S2、数据处理；S3、构建CO2传质性能预测的通用BPNN模型；S4、通过模型评估指标评价BPNN模型的预测性能。本发明的方法建立了具有6～8个输入参数的一系列反向传播神经网络(BPNN)模型，传质性能预测值都与目标值很好地匹配，与经验和半经验公式相比，显示出出色的预测性能；尤其是，具有8个输入的BPNN‑ALL具有广泛的适用性和很高的预测精度，适用于各种胺溶液、不同填料中CO2传质性能KGav的预测，填补了领域空白，能够在碳捕获利用和封存相关研究和应用中发挥巨大作用。

摘要： 本发明属于热质传递技术领域，涉及一种用于强化湍流局部传热传质的多孔纳米球壳模型；为中空圆球形壳体，所述壳体上设置有若干通孔；所述壳体上的开孔率为80‑90%；所述壳体表面具有粗糙度；所述壳体的直径为10‑100nm；所述壳体悬浮于所要作用的流体中；本发明所述的多孔纳米球在不额外增加湍流耗散的前提下，强化湍流局部传热传质效率。

摘要： 本发明公开了一种描述氧传质速率系数与曝气量之间定量关系的模型方法，使用动态法测定不同曝气量下的氧传质速率系数KLA值，基于气体扰动和比表面积理论，建立氧传质速率系数与曝气量之间定量关系模型方程：；氧传质速率系数与曝气量之间定量关系模型方程与不同曝气量实测的KLA值进行拟合，确定各参数数值，获得氧传质速率系数与曝气量之间定量关系模型。本发明所述的描述氧传质速率系数与曝气量之间定量关系的模型方法，定量描述氧传质速率系数与曝气量之间的关系，为污水处理行业精准曝气控制中曝气量计算提供基础数据，从而实现真正的污水厂智慧曝气变频控制。

摘要： 本发明公开了一种预测固定吸附床传质行为模型的建模方法，其应用属于气体吸或液体吸附分离领域。固定床吸附动力学模型的构建需要将流体相质量平衡与颗粒扩散方程以及相界面偶合方程相联立。通过无量纲化，并且利用线性系统理论的方法，得到了拉普拉斯域的解。本发明建立了基于以上过程的固定床吸附动力学数学模型，最后通过数值反演算法来求解该模型，最终实现了单组分吸附物在固定吸附床穿透行为的模拟。

摘要： 超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态传质模型构建方法，属于铝合金熔体质量运动领域，具体涉及一种超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态传质模型构建方法。本发明针对现有的缺陷，提供了一种能够在超声场及旋转场的复合场中定量分析传质速率、增加净化气泡瞬态运动的理论支撑的净化气泡瞬态传质模型构建方法。本发明所涉及的超声及旋流场下熔体中净化气泡瞬态传质模型构建方法，建模前进行假设，任意条件影响下熔体中净化气泡保持球形，构建净化气泡瞬态运动模型的完整运动方程，构建净化气泡瞬态传质模型，净化气泡运动传质耦合模型进行仿真分析。本发明尤其适用于实现航空航天、信息产业、交通运载等对铝合金构件的质量要求高的技术领域。

摘要： 本发明涉及一种CO2电化学加氢反应器的动力学传质模型建模方法，属于电化学工程技术领域。该方法包括以下步骤：S1：建立CO2电催化生成甲酸、CO以及阴极析氢副反应的电极动力学模型；S2：对电极动力学的模型参数进行优化求解，优化的目标函数为模型计算的甲酸、一氧化碳和氢气的电流密度与实验结果的残差平方和最小值；S3：使用MATLAB中的非线性优化函数对模型参数进行求解；S4：为CO2电化学加氢反应器建立了传质耦合电极动力学模型，采用有限差分法将气体传质模型的控制方程离散化，通过计算阴极每一种产物的过电势分布，实现阴极动力学与传质方程的耦合计算。本发明通用性好，对于同类反应器设计具有指导意义。