固定床反应器改进一维模型的参数灵敏性

采用改进的一维模型研究了固定床催化反应器中具有工业意义的气相放以应的参数灵敏性行为，用改进的一维模型所预测的参数灵敏性行为与二维模型预测的结果接近。根据固定床反应器改进一维模型的灵敏性行为提出了失控的判据，该判据的预测结果合理。     

醋酸乙酯加氢合成乙醇二维拟均相反应器模型

分析醋酸酯加氢制乙醇反应动力学以及工业装置实际运行状况,建立固定床反应器二维拟均相有效扩散数学模型.结合单管实验数据修正的宏观动力学方程,采用Crank-Nicholson方法求解方程并对工业固定床反应器进行模拟计算.与一维拟均相反应器模型及单管实际运行数据比较,结果表明在不同氢酯比、不同控制温度、不同压力下二维拟均相反应器模型模拟结果由于同时考虑了轴、径向传质、传热的影响,误差更小,所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符,该模型可用于指导反应器的设计和操作优化.     

固定床反应器的径向和轴向参数分布

进行放热反应的工业固定床反应器,系统内的温度和组成不仅随床层轴向变化,而且随床层径向变化。对于这种反应器需使用二维模型进行模拟分析。强放热过程,例如乙烯氧化生产环氧乙烷,二维模型的模拟结果表明2.1厘米直径的反应管内径向温差可超过40℃,忽视这个因素就可能导致反应选择性变坏,催化剂使用时间缩短,甚至反应器操作失控。利用二维模型模拟获得的管中心温度对平均温度作图,即可由一维模型计算结果得到管中心最高温度的数据,从而提高了一维模型的使用价值。     

固定床反应器的参数灵敏性及失控行为

用Φ２５× ５ ×４２０ｍｍ的固定床反应器系统对拟一级不可逆反应进行了实验研究。实验测定了反应器系统的参数灵敏性行为，并将试验结果与理论预测的结果进行了比较从而获得了反应器安全操作的判据。此判据可以指出在给定绝热温升Ｓ下安全设计反应系统所需的最小传热能力Ｎ。     

醋酸乙烯合成环柱状催化剂固定床传热参数

采用径向测温方法和拟均相二维模型,对乙烯氧乙酰化合成醋酸乙烯环柱状催化剂在固定床中的传热特性按工业生产条件进行了测定,并考察了催化剂尺寸对传热性能的影响。对实验数据分别用有限差分法及正交配置法进行处理,得到了固定床一维热系数ｈ,二维径向传热参数Ｋｅｒ,ｈｗ与雷诺准数Ｒｅ的关系式。     

苯胺加氢固定床反应器的优化设计与操作

目的 对苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器进行优化设计。方法 建立苯胺催化加氢制环己胺固定床反应器的二维拟均相模型，并用数值计算软件MathConnex对模型进行求解。结果 实现了苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的优化设计与操作。结论 采用二维拟均相模型可有效地描述苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的特征；影响转化率的主要因素是反应器的轴向温度分布，反应器的管径和氢气与苯胺物质的量对反应器轴向温度分布有较大影响，是设计反应器和优化操作的重要参量；根据计算结果设计的反应器在优化条件下操作稳定，能耗降低，热点温度远低于采用导热油冷却的反应器，产品的副产物少，收率可达95％以上，具有较好的经济效益。     

环柱形催化剂颗粒尺寸对填充床传热参数的影响

在可同时测定轴向径向温度的壁冷式固定床中测定了瓷环及两种不同尺寸环柱形环氧乙烷合成银催化剂颗粒的温度分布，利用所测实验数据对拟均相二维模型进行了传热参数计算。结果表明，随着环柱形颗粒内，外径比的增大，径向有效导热系数也得到了提高；由于低管径比条件下二维模型存在局限性和实验误差，壁给热系数有较大的分散性。     

评估氯乙烯固定床反应器管径对反应的影响

乙炔法合成氯乙烯,国内普遍采用固定床反应器。理论上澄清固定床反应器中管径对反应的影响,具有重要的意义。文献[1]专门报道过管径的理论问题,由于该文引证的数学模型过于简化,计算结果难以反映问题的全貌。本文用拟均相、活塞流二维模型的计算方法[2],在计算机上作了较全面的考察。考察的结果对不同管径的影响获得了新的认识。     

冷管型氨合成塔的定常态模拟——引入径向流速分布影响的二维数学模型及其验证

本文目在改善现有轴向氨合成塔的数学模式,利用生产系统的数据,借助于电子计算机的数学模拟,达到了这一目的。本文解决了在冷管间的床层中流速径向分布规律推导所面临的困难,把流速、有效导热系数和径向传质系数的变化规律引入二维拟均相模式。对直径和冷管构型不同的氨合成塔作定常态模拟,并用工业生产系统不同操作条件的结果来验证,确认它比习用的模式更为精确地反映了合成塔的操作工况。与上述模式比较,本文验算了模式简化或部分简化所产生的偏差:简化模式预报的热点偏差增大2—4℃,对生产能力的预报偏差增大3—4%,部分简化模式的温度结果稍为接近未简化模式,但浓度分布的结果稍差。在这一基础上,本文确认:在一般的生产或设计计算中,对模式作简化或部分简化是可行的。本文用保角变换方法,在冷管间的当量环柱和单位圆柱催化床间建立了映射关系,从而直接利用前人在圆管中的实验结果。省略了冷管间流体力学实验。本文建立模式的过程及模拟方法,适用于同类型冷管型固定床反应器。     

HCl氧化固定床反应器二维模型验证与管径影响模拟分析

本文建立了HCl催化氧化拟均相二维固定床反应器模型,通过单管实验验证模型的可靠性。分别考察在富氧及贫氧条件下管径对固定床反应器性能的影响,并在最大允许管径条件下,对操作参数进行灵敏度分析。结果表明:当反应管径增大时,由于径向传热能力的减弱,引起了显著的径向温度梯度,但在计算范围内,未出现明显的浓度梯度。当HCl与O_2的流量之比(F(HCl)/F(O_2))=6和1时,反应器最大允许管径分别为45和32 mm,反应管入口温度和换热介质温度均不宜超过380℃,最佳m/F(HCl)分别为4 228和1 923 g·min/mol,在此条件下,每克催化剂上Cl_2产率分别达到0.34和10.8 g/h。     

热导等参数对循环反应器中温度和浓度波的作用

在对文题仿真研究的基础上,对基本模型进行了简化,并应用自伴随算子性质,导出了温度波的显式表达式。结果表明,简化模型和仿真结果有较好的一致性。     

固定床反应器流向振荡操作的模拟算法——改进变步长差分法

提出了改进的变步长差分法,用于求解固定床反应器作周期性流向切换操作时的温度分布和浓度分布。该方法能根据分布曲线的形状合理分布网格点,并在曲线迁移时自动调整格点分布,从而使格点数显著减少,计算时间大幅度下降。本方法用抛物线分段近似偏微分方程,使之成为三对角矩阵,简化了计算,便于求解。用SO_2氧化反应实验对算法作了验证。     

间歇反应过程安全性能与产品质量的控制与优化集成

针对间歇反应动态安全性能控制和产品质量控制的双重目标,本文采用动态规划方法求解间歇反应过程的优化问题,结合通用模型控制算法实现间歇过程的动态优化和集成控制。首先将间歇反应过程分解成动态优化模型及过程控制模型,然后通过动态优化与闭环控制策略集成,同时考虑了不确定参数的影响,以提高间歇过程的产品质量及运行安全性能。将该方法应用于连串放热反应的间歇过程案例,研究结果验证了该方法的可行性和正确性。     

大型环形高温气冷堆中的氙振荡

用三维模拟计算的方法对大型环形高温气冷堆的自由氙振荡特性进行了研究。引入简化的温度反馈模型。研究温度反馈对氙振荡的阻尼效应。并讨论分析了本方法的有效性和结论的可靠性。结果表明，本文所研究的大型环形高温气冷堆中实际上不存在氙振荡，因为强烈的温度反馈效应阻止了氙振荡的产生和发展。     

用频率步进技术识别雷达目标的方法

利用频率步进脉冲技术提取一种坦克简化模型的距离回波形。然后针对该模型就识别特征的提取，模式识别库的建立和几种背景条件下的识别概率等问题进行了探讨。通过实验获得了几种简单目标模型的高距离回波形，说明了高距离分辨技术在目标识别领域的可行性。     

径向反应器流体流动行为研究

研究了径向反应器流体流动行为。从动量定理出发推导出动量恢复模型，测定了主流道动量恢复系数和分流、集流情况下的穿孔阻力系数，为主流道设计提供了依据。     

柴油机喷雾两相流蒸发混合的数学模型研究

提出了预测直喷式柴油机燃油喷雾蒸发和混合过程的数学模型.基于紊流射流的积分方法,在计及喷雾平均油滴直径和油滴分布指数随蒸发过程而变化的情况下,通过气相射流子模型和油滴蒸发子模型的有机结合,使柴油机喷雾两相流的计算大为简化.与复杂的密集喷雾模型相比,本模型的计算工作量很小,而两者的计算结果却符合较好.     

中国聚变工程试验堆装置在电流猝灭过程中逃逸电流产生和抑制的数值模拟

中国聚变工程试验堆等离子体电流高达14 MA,等离子体破裂将产生大量逃逸电子,形成巨大的逃逸电流,如不抑制将对装置造成极大的损伤。本文利用托卡马克等离子体破裂的零维模型,数值计算了中国聚变工程试验堆在电流猝灭阶段Dreicer机制产生逃逸种子的雪崩倍增,获得了逃逸电流和逃逸动能随时间的演化关系,并与解析结果进行了对比。研究了影响电子雪崩过程逃逸电流的关键物理因素,发现破裂后等离子体电子温度、密度和有效电荷对逃逸种子电流的产生和逃逸电流的抑制有巨大影响。通过增加电子密度,从而增强碰撞耗散,可以有效抑制破裂后逃逸电流,这对选择合适的方法抑制破裂后的逃逸电子具有积极的意义。     

圆弧类修正齿型涡旋机械气体力研究

分析了采用圆弧和线段修正齿端的涡旋机械型线啮合规律,发现只有修正曲线参与啮合的转角阶段的气体力才有别于不修正齿型;总结出了其在任意动盘转角位置的切向和径向气体力的简化和精确解析计算方法,该方法适用于所有采用圆弧和线段修正的涡旋齿型.实例验证表明,简化计算方法所带来的偏差切向力不超过5%,径向力不超过15%.齿端修正后切向和径向气体力波动幅度约增大1倍,不足压缩工况下径向气体力的最大值已接近切向气体力的最小值.     

基于CFD的锂离子电池热失控多米诺效应研究

为研究空运包装内锂离子电池单元热失控传递的控制方法,首次提出锂离子电池热失控传递的多米诺效应理论模型.依据实际包装情况建立了包装盒内9个18650型锂离子电池的有限元模型,利用基于计算流体动力学的仿真软件Fluent对锂离子电池的热失控传递过程进行数值模拟;结合模拟结果定量分析锂离子电池热失控传递中的多米诺效应及电池单元热失控对临近电池温升的影响,以及通过控制电池放热和使用阻燃隔板来延缓包装内电池热失控传递的可行性.模拟结果不仅验证了构建的理论模型与数值模拟结果的一致性,并且显示基于理论模型参数提出的两种控制方法对延缓电池的热失控传递都具有显著效果.不仅可为控制空运锂离子电池热失控提供理论依据,还可对锂离子电池空运包装标准的制定提供技术参考.