600MW超临界W火焰锅炉流动不稳定性数值分析

建立了适用于超临界锅炉流动不稳定性分析的通用数值计算模型,编写了以Fortran语言为基础的流动不稳定性数值计算程序,对程序进行验证后,采用时域法对600 MW超临界W火焰锅炉的流动不稳定性进行了模拟。计算得到了W火焰锅炉的水动力特性曲线,并研究了系统参数对其动态流动不稳定性的影响。结果表明:该模型对模拟超临界水流动不稳定性具有一定的可靠性;在0.09~0.3kg/s的流量参数范围内,压降-流量特性曲线始终为单值关系,静态流动不稳定性不会发生;当进口压力由25MPa增大到27MPa或进口流量由0.091kg/s增加到0.1kg/s时,流量脉动的振幅逐渐减小,表明增加进口压力或进口流量锅炉的稳定性提高;当进口阻力系数由10减小到0.5或出口阻力系数由1增大到5时,流量脉动的振幅逐渐增大,表明减小进口阻力系数或增大出口阻力系数锅炉的稳定性降低。     

乙烯精馏塔的动态模拟

以工业装置为背景,建立了乙烯精馏塔的动态模型。用FORTRAN语言编程,在CDC机上进行模拟。研完了该塔的几个主要变量(进料流量、进料组成、侧线产品流量、再沸器热量)存在阶跃干扰下,该塔的动态特性,获得了与定性概念相一致的模拟结果。     

流化催化精馏制备醋酸丁酯的研究

在Ф30填料塔中研究了催化剂随物料流动的催化精馏过程.对醋酸与正丁醇酯化反应体系,考察了催化剂用量、醇酸比、进料流量、进料位置、回流位置等因素对过程的影响.在选定的实验条件下,塔底产品的丁酯含量达97.83%,酯对酸的单程转化率达98.52%.     

带叶片扩压器离心压缩机模型级内流研究

通过对在研工业用带翼型叶片扩压器离心压缩机模型级的内部流动进行数值模拟,以及对模型级外特性进行了实验研究,分析了模型级内部流动特点、损失机理及其对级性能的影响。研究发现:该离心压缩机模型级性能较好,工况范围内效率曲线非常平坦,稳定运行范围较宽,整级效率高达82%;设计流量下叶轮出口轮盖与叶片吸力面的角区有明显的尾迹区存在,小流量下进入叶片扩压器内的气流在叶腹的流动没有得到有效滞止,大流量下气流以冲击叶片扩压器叶腹为主,同时在叶背上出现了较大的旋涡区;不同工况下叶片扩压器内的流动损失和扩压效果由不同工况下的流动特性决定。数值模拟和实验研究获得的模型级外特性曲线一致,表明所采用的数值模型能够准确预测模型级内部的流动特性。     

磁流变液在圆管内的压力驱动流动

用Herschel-Bulkley模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变行为;基于动量方程,分析了磁流变液在圆管内的压力驱动流动, 得到了流速和流量表达式,为圆管磁流变器件的设计提供了理论依据。研究结果表明：磁流变液具有粘性和粘塑性流体特性;磁流变液在圆管内的流动呈粘塑性流动;流速沿磁场方向分段呈现抛物线和等速直线分布;流量可由外加磁场连续调节。     

流化催化精馏制备醋酸丁酯的研究

在φ３０填料塔中研究了催化剂随物料流动的催化精馏过程。对醋酸与正丁醇酯化反应体系考察了催化剂用量、醇酸比、进料流量、进料位置、回流位置等回不对过程的影响。在选定的实验条件下,塔底产品的丁酯含量达９７．８３％,酯对酸的单程转化率达９８．５２％。     

立式多级筒袋泵诱导轮及首级叶轮内的空化流动模拟

为了改善立式多级筒袋泵的空化性能,研究其内部的空化流动规律,采用基于质量输运方程的混合流空化模型和标准k-ε模型,运用大型通用计算程序ANSYS CFX,计算了立式多级筒袋泵内的三维湍流空化流动的临界空化数,并与实验进行对比。基于数值计算的结果,分析了较小流量及较大流量运行工况下该泵的空化流场。研究表明:采用诱导轮改善了泵的空化性能;从小流量至大流量,泵内的严重空化区域由诱导轮转移至首级叶轮。本文采用的空化流动模拟方法可较好地预测立式多级筒袋泵在设计流量附近的平均空化性能。     

气液两相流对直接接触膜蒸馏传质强化和阻垢性能研究

系统研究了气液两相流对板框式膜组件内直接接触膜蒸馏过程的传质强化特性和阻垢性能,结合对流道内气泡尺寸和流动特性的观察和定量分析,讨论了不同进料温度、进料浓度、进气流量和进料流量条件下鼓泡对膜蒸馏的传质强化效果．研究结果表明：在相同鼓泡强度下,低进料温度和高进料浓度的系统由于温差极化和浓差极化更严重,鼓泡对传质的强化效果更显著;随着进气流量的增加,气泡尺寸增大,气泡的上升速度随气泡尺寸先增大后减小,对膜通量的提高比也先增加后减小．50～100 mm²的气泡具有最快的上升速度,对膜面边界层扰动最强,传质强化效果最好;大于100 mm²的气泡由于体积过大,受到来自隔网、壁面的阻力也会更大,导致气泡的上升速率减小,且过大的气泡尺寸使料液与膜壁接触面积减小,导致有效传质面积减小,强化效果减弱．随着进料流量提高,隔网对气泡的剪切作用增强,气泡变小,最佳进气流量增大．研究结果也表明鼓泡能提升高盐溶液浓缩过程的水通量,推迟晶体在膜面沉积发生的时间,显著减缓结垢层的增长速度．研究结果将为气液两相流对膜分离过程的传质强化研究提供重要参考．     

赤泥分离沉降槽中心桶内流体流动的水模型实验研究

以相似原理为基础,搭建1:20比例尺的沉降槽水模型实验槽,采用有限个数颗粒示踪法,以停留时间分布(RTD)为评价指标,对沉降槽中心桶内的流体流动进行实验研究,得到稳态下中心桶内流场分布以及不同工况下中心桶内流体的停留时间分布。分别运用2种不同的非理想流动模型,并采用矩计算和非线性回归的计算方法来描述中心桶内流体流动的混合程度。研究结果表明:沉降槽中心桶内的流体呈旋转混合流动,且桶内存在流体流速相对缓慢的"死区"和"短路"的现象。流量在0.20~0.30 L/s范围时,增大流量,死区体积分数相应减少7.7%;径高比在1.60~0.75范围时,减小径高比,死区体积分数可减少15.9%,较小的死区体积有助于提升中心桶内物料混合的均匀性。沉降槽中心桶内混合程度较大,且混合程度随进料流量的增加以及中心桶径高比的减小而增大。     

TBCFB中鼓泡流化床的流体力学模拟及其进料系统压力分析

运用欧拉-欧拉双流体模型,对TBCFB中连续进出料的鼓泡流化床(BFB)进行了数值模拟,并建立了进料系统的压力平衡模型;考察了进料管长度、内径和固体质量通量对床中气固流动行为的影响。结果表明:在进料管长度大于1.1m、进料管内径大于0.1m时,气固接触效果较好;随着固体质量通量增加,进料口附近的固含率增大,床层固含率和高度也同时增大;固体质量通量增加导致进料管内固体堆积高度增加的难题,可通过减小管壁摩擦系数、增大内径或减小进料管埋入深度来降低。该结果为固体质量通量的进一步提高提供了理论依据。     

基于DPS数据处理的鸟苷分批发酵动力学模型

以枯草芽孢杆菌TA208（Ade^-＋MSO^r＋8-AG^r）为供试菌株，对鸟苷分批发酵动力学模型进行研究。利用DPS数据处理软件模型参数求解的原理，建立合理的分批发酵动力学模型。经实验验证，模型的拟合结果和实验值能够较好吻合，说明该动力学模型能正确描述鸟苷的分批发酵过程。     

复合型生物絮凝剂产生菌发酵动力学研究(英文)

为了优化复合型生物絮凝剂生产的发酵过程,对絮凝剂产生菌F2-F6发酵生产复合型生物絮凝剂的动力学进行了研究,利用数学建模方法得到了描述F2-F6菌体生长,絮凝剂合成及底物消耗动力学方程和动力学参数.实验和方程数据的比较结果证明动力学方程计算值与实验值拟合良好,为复合型生物絮凝剂的放大工业化生产提供依据.     

2-KGA混菌发酵过程的结构模型及实验验证

探讨了古龙酸混菌发酵过程中普通生酮古龙酸菌(Ketogulonicigenium vulgare)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的交互作用机制.分析了K. vulgare以L 山梨糖为碳源时的代谢途径,建立了K. vulgare的宏观动力学模型,引入了一阶闭环调节器模型来描述糖酵解等酶系的建立过程.该模型描述了K. vulgare中物质流和能量流的平衡关系,据此可解得比碳源消耗速率、比生长速率、比乙酰辅酶A生成速率、比氧消耗速率等关键反应速率.结合生物反应器模型可获得操纵变量与状态变量之间的关系.实验验证了上述模型的有效性.     

重组BbFGF工程菌的发酵条件

利用大肠杆菌BL21（DE3）pLysS生产重组牛碱性成纤维细胞生长因子(BbFGF),对此工程菌的发酵条件进行了研究，在前期试验的基础上，重点探索培养基、诱导剂及区葡萄糖添加方式对T7启动子指导下的bFGF合成的影响，根据摇瓶试验和分批发酵试验结果，建立了一套变速加葡萄糖的高密度补料分批发酵工艺，在此工艺下，经11h发酵，可得光密度为30.7、bFGF产量为95mg/L的发酵产物，两步法纯化目的蛋白，得到纯度为95%的重组bFGF，其生物活性和标准品一致。     

黑曲霉C71分批发酵动力学模型的构建

以黑曲霉C71为出发菌株,分批发酵生产木聚糖酶,在发酵过程中每隔8h取样,测定菌体细胞浓度、总糖与还原糖含量和木聚糖酶活力,探讨了发酵过程中菌体生长、产物合成及基质消耗的特性.基于Logistic和Luedeking-Piret方程,建立了描述黑曲霉C71分批发酵过程的菌体生长动力学模型、产物合成动力学模型、基质消耗动力学模型.结果表明,模型计算值与实验数据拟合良好,基本反映了黑曲霉C71分批发酵过程的动力学特征.黑曲霉C71分批发酵过程中菌体生长与产物合成属于部分生长偶联型.     

不同培养方式的红豆杉细胞悬浮培养比较研究

进行了批式培养与补料批式培养下的细胞生长及紫杉醇合成动力学比较研究，并优化了红豆杉细胞补料批式培养条件。在批式培养过程中紫杉醇合成在24d达到最大，为4.3mg/L。补料批式培养延长了细胞的生长时间，大幅度提高了细胞干重及紫杉醇的含量。培养条件优化后，最高紫杉醇含量达至11.3mg/L。     

重组毕氏酵母结构模型的改进及实验验证

对早先建立的甲醇营养型重组毕氏醇母(Pichia pastoris)结构模型的产物生成部分进行了动态改进．甲醇流加初期蛋白生成所需的酶系尚处于诱导期，为了描述该酶系浓度和活性从低到高对产物比生成速率的影响，引入了一阶闭环调节器模型加以逼近。同时考虑了细胞体积增大对胞内酶系浓度的稀释作用．设计了6次实验以验证模型的有效性．结果表明，该模型能对细胞生长和蛋白生成给出满意的描述，同时。各罐批间参数变化不是很大，表明该模型具有较强的鲁棒性．     

温度对诺西肽发酵过程影响的建模与仿真

研究了温度对诺西肽分批发酵过程的影响.温度对菌体生长率的影响用Arrennius方程表示,对产物生成的影响由实验值拟合得到,对溶解氧的影响通过建立与培养基成分关联的溶解氧模型进行研究,在此基础上对诺西肽原有的恒温恒压分批发酵模型进行了改进,并通过100 L发酵罐对改进模型进行了验证.实验结果表明改进模型能很好地符合实验结果.在改进模型基础上进行仿真研究,结果发现:26~32℃范围内,在指数生长期,菌体生长随温度升高而加快,但不同温度下的最终菌体浓度基本不变;在静止期,菌体平均浓度不因温度不同而发生较大变化;产物28℃时生成最多,温度过高或过低均会导致产量降低.     

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅰ.动力学推定的模型及实验方法

产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的竞争是一个有关厌气处理过程生死存亡的重大问题。研究的目的是提供一个明确实际厌气过程中MPB和SRB竞争机理的动力学研究方法。首先，以Monod模型为基准建立了一整套动力学模型用于微生物菌体浓度和诸动力学常数推定。其次，进行包括乙酸和氢气利用MPB和SRB的两系列连续培养及批量实验，为下一步的动力学常数推定及讨论实际厌气过程中MPB和SRB的动力学竞争机理打好基础。     

液膜法提取钼的研究——外相边界层及膜相扩散控制模型

本文导出了无再分散、无内循环、乳液滴直径均匀的液膜系统中的扩散控制模型.该模型不仅考虑了非稳态下膜相扩散阻力,而且还考虑了外相边界层的扩散阻力及膜破裂.采用扰动法求得了非线性方程组的近似解,并用间歇式液膜法提取钼实验进行验证.结果表明:只有全面考虑这三方面影响因素,才能使模型计算与实验结果取得较好的一致性.