超重力催化反应精馏技术合成乙酸正丁酯的研究

首次以超重力旋转床（RPB）代替反应精馏塔进行催化反应精馏合成乙酸正丁酯的实验研究,以评估超重力技术在反应精馏领域应用的可行性和优劣性。在本研究中心自主设计的新型RPB中,首次用固体酸催化剂制成旋转床填料置于RPB内腔,填充密度为336kg/m³,乙酸和正丁醇为原料,在RPB中同时进行反应和分离过程。实验中主要考察了旋转床的转子转速对催化精馏效果的影响。结果表明,在转速为700~800r/min时反应的效果最佳,乙酸转化率达88%以上。同时设计催化精馏对比实验,在基本条件相同情况下,催化精馏实验的乙酸转化率为60%,远低于RPB实验,所得产品纯度相差20%以上。因此,超重力条件有利于提高催化剂催化效率。     

新型套管式微反应器制备碳酸钙超细颗粒

以氯化钙和碳酸钠制备碳酸钙为例,将套管式微反应器应用于颗粒的制备过程,并详细考察了各种操作条件对颗粒制备的影响。对所得产品进行SEM和粒度分布分析,结果表明：颗粒 粒径随着体系总流量和反应物浓度的增大而减小;微反应器混合距离对颗粒平均粒径无明显影响。将套管式微反应器沉淀法与直接沉淀法进行比较,结果发现,直接沉淀法得到的颗粒形貌差,颗粒粒径在8～11μm之间;而在相同的反应条件下,套管式微反应器可以制得平均粒径为0.89μm,分散性良好的球形碳酸钙颗粒。     

超重力法制备三水碳酸镁晶须

以NH₃·H₂O、MgCl₂溶液和CO₂为反应体系,利用超重力机（RPB）制备了三水碳酸镁晶须。采用X射线衍射仪、扫描电镜等对产物进行物相和形貌分析,考察了不同反应条件对三水碳酸镁晶须直径和长径比的影响。研究表明,三水碳酸镁的适宜生长温度为40℃,超重力机转速为800r/min,CO₂体积分数为20%,NH₃·H₂O浓度为1.5mol/L,此时制备出的三水碳酸镁平均长度36μm,晶须直径平均1.16μm,长径比达到31。     

单个压差式矢量水听器MVDR波束形成的优化研究

从矢量水听器和声压阵两个角度,研究了单个二维压差式矢量水听器的最小方差无失真响应（minimum variance distortionless response, MVDR）波束形成的优化技术。针对压差式矢量水听器半径波长比大于0.1时,利用它进行方位估计性能恶化的问题,提出了一种修正的单个压差式矢量水听器MVDR波束形成处理方法。仿真和湖上试验的结果表明：修正的压差式矢量水听器MVDR处理方法对阵元间距的变化具有更好的稳健性;在半径波长比小于0.1时具有更好的估计性能,在半径波长比大于0.1的一定范围内依然具有良好的方位估计能力。     

基于ESPRIT算法的矢量水听器阵方位估计性能分析

研究了矢量水听器阵利用旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance technique, ESPRIT)算法估计目标方位的问题,分析了几种处理方式的内在机理,并推导了它们的理论误差公式。针对利用振速分量直接估计方位受声源方位影响较大的问题,提出了一种角度融合的方法来提高方位估计性能。仿真结果表明,理论误差与实际非常吻合,提出的优化融合处理方法提高了目标方位估计的精度,降低了估计误差随方位角度变化波动的程度。     

超重力旋转床中气液两相流动与传质过程的数值模拟

文中采用基于颗粒轨道模型的欧拉-拉格朗日法对超重力旋转床中的气液两相流动与传质进行了数值模拟研究。在合理简化丝网填料结构和考虑液滴凝并与分散的基础上,分别利用SIMPLE算法和颗粒轨道模型计算了超重力旋转床中的气流场和液滴的运动轨迹,进而计算了液相的传质系数。数值模拟所得的液相传质系数与氮气解吸水中溶解氧实验结果符合良好,表明模型能够用于模拟旋转床中流体力学和分散相内的传质过程。计算分析表明,对超重力旋转床,在一定的转速下,液体和气体流量以及填料内径的变化对体积传质系数有重要影响。     

微通道反应器微观混合效率的实验研究

采用碘化物 碘酸盐体系作为平行竞争反应体系,利用化学探针法对Y型和T型微通道反应器的微观混合性能进行了研究。实验探讨了反应物浓度、体积流量、体积流量比等条件对微通道反应器微观混合效率的影响。结果表明,不同结构的微通道反应器有不同的H⁺浓度范围,Y型微通道为0.02～0.06mol/L;T型微通道为0.06～0.08mol/L。此外,反应物浓度的减小（尤其是关键组分H⁺浓度的减小）,体积流量的增大及体积流量比的减小均有利于微观混合效率的改善;小流量下,T型微通道的微观混合效率明显优于Y型,但当体积流量增大到一定值时,两种微通道反应器的微观混合性能基本相当。     

软土地基路堤工程信息化施工技术

建在软土地基上的路堤工程容易出现侧向滑移破坏，在实践经验之上发展路堤工程的信息化施工技术可以促进路堤的设计和施工水平．信息化施工的关键技术是反分析的优化方法、预测所采用的数值模型和变形控制标准．为此阐述了遗传算法、简化参数的耦合Biot修正剑桥模型和路堤变形控制标准，提出了路堤工程信息化施工技术流程图，结合一个工程算例进行验证，得出的预测结果与实际情况是吻合的．     

微细针状碳酸钙的超重力法制备及表征

采用超重力反应结晶法,在旋转填充床(RPB)反应器中,以Ca(OH)2/CO2为反应物系,MgCl2作为晶形控制剂,在较短时间(约1h)内合成出了平均短轴为80～200nm、长径比为12～20且短轴及长径比分布较窄的微细针状碳酸钙;利用TEM、电子衍射、XRD、TG-DTA等手段对产品进行了表征.XRD分析表明,所制备微细针状碳酸钙为结晶态,含有文石及方解石两种晶型,文石相含量为73%.TG-DTA分析显示,所制备的微细针状碳酸钙起始分解温度为528℃,比重力场中合成的CaCO3分解温度降低了297℃.     

超细头孢拉定的超重力法制备及制剂研究

在传统结晶工艺的基础上,在结晶沉淀剂中加入丙酮,利用超重力法制备超细头孢拉定,对得到的产品的形貌和晶体结构分别用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)进行表征,并研究了超细头孢拉定在混悬剂和注射剂两种剂型上的应用及其抑菌性能。通过SEM可以看出超细头孢拉定的粒度明显减小,粒度分布变窄,比表面积由2.95m²/g增加至10.87m²/g;由XRD图谱可以看出晶体结构没有发生变化,但药物粉体的结晶度降低。超细头孢拉定注射剂的溶解时间缩短,当助溶剂精氨酸的用量减少了29%时,依然可以在较短的时间内完全溶解;超细头孢拉定混悬剂也显示了很好的沉降效果,说明超细头孢拉定在注射剂和混悬剂两种剂型上有很好的应用前景。此外超细头孢拉定还显示了相对稳定的较强抑菌性能。