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悬浮床加氢尾油气化炭黑的理化性质
1
作者 王亦飞 黄悬悬 +3 位作者 唐冬萍 王辰 于广锁 王辅臣 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第4期732-742,共11页
为了研究悬浮床加氢尾油气化炭黑的物理化学性质,利用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)等方法对悬浮床加氢尾油气化炭黑进行了系统性... 为了研究悬浮床加氢尾油气化炭黑的物理化学性质,利用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)等方法对悬浮床加氢尾油气化炭黑进行了系统性的表征分析。结果表明:炭黑的固定碳、挥发分和灰分的含量分别为43.73%、19.63%和36.64%;C/H比为3.93,属于不成熟炭黑;炭黑表面存在坍塌、表面粗糙且随机分布着不规则小孔,此外,大多数炭黑出现较多的“中空”结构;炭黑灰分以聚集体形态存在,主要成分V_(2)O_(5)、MoO_(3)、NiO占比分别为53.33%、27.13%、12.83%,因此炭黑可视为钒镍钼资源回收对象;炭黑表面吸附着可溶性有机物质,存在一定量的C—O、—OH等官能团;炭黑的比表面积和孔体积分别仅为42.05m^(2)·g^(-1)和0.13cm^(3)·g^(-1);炭黑表现出了较低的燃烧反应性(S=69×10^(-12)min^(-2)·℃^(-3)),这可能是其内部结构特点,导致氧气分子在其表面的扩散和吸附过程受阻,进而影响了燃烧反应的速度和效率。 展开更多
关键词 炭黑 悬浮床加氢 气化 形貌 氧化反应性
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融合CNN-LSTM的注意力机制化工安全参数预测模型
2
作者 何嘉明 闫姝 《化工管理》 2026年第1期105-109,共5页
化工过程参数具有动态时变特性、高度非线性和多重耦合特征,而现有预警方法存在单一模态建模局限性与动态响应滞后问题。针对上述问题,文章提出一种融合注意力机制的CNN-LSTM深度学习框架,通过卷积神经网络的动态特征提取能力与长短时... 化工过程参数具有动态时变特性、高度非线性和多重耦合特征,而现有预警方法存在单一模态建模局限性与动态响应滞后问题。针对上述问题,文章提出一种融合注意力机制的CNN-LSTM深度学习框架,通过卷积神经网络的动态特征提取能力与长短时记忆网络的时序关联建模优势,实现关键工艺参数的精准预测与超前预警。该模型结合卷积神经网络(CNN)的局部特征提取能力与长短期记忆网络(LSTM)的时序建模优势,并通过注意力机制强化关键时间步的特征权重。实验结果表明,与单一CNN、LSTM及传统融合模型相比,CNN-LSTM-Attention模型在RMSE、MAE等评价指标上均显著提升。该模型有效提高了工业过程参数预测的预测精度,为化工安全预警与设备维护提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 注意力机制 化工过程 温度预测 安全预警
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微通道反应器内液液两相传质效率提升的关键影响因素研究
3
作者 杜玉星 王琦 《现代工业工程》 2026年第3期180-182,共3页
微通道反应器在化学工程领域的应用极为普遍,在液液两相间的传质进程中,传质效果会直接关乎反应速度和产品质量,本研究解析微通道反应器中液液两相传质的关键影响因子,研究流体动力学、相界面、温度与压力等因素对传质效能的促进效果。... 微通道反应器在化学工程领域的应用极为普遍,在液液两相间的传质进程中,传质效果会直接关乎反应速度和产品质量,本研究解析微通道反应器中液液两相传质的关键影响因子,研究流体动力学、相界面、温度与压力等因素对传质效能的促进效果。实验与数值模拟相结合的方法,系统研究液体物性、微通道结构和流动状态对传质的影响,为优化微通道反应器设计和提高反应效率提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 微通道反应器 液液两相 传质效率 流体动力学 优化设计
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射流强化气液两相流体动力学特性的数值模拟 被引量：1
4
作者 董鑫 薛璨 +2 位作者 单永瑞 冯颖 张建伟 《过程工程学报》 北大核心 2025年第8期820-833,共14页
在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度... 在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液中,气液比和液相流变特性对气相速度、气泡尺寸、气含率分布及气液两相流态的影响。研究表明,由于气相的扩散运动以及对液相环境的扰动,流场内存在涡旋结构,增强了气液两相间相互作用。随气液比增大,流场内湍动剧烈,促进气液两相混合,扩散了流线,流线分布疏散。气泡直径增大,气泡尺寸分布由单峰逐渐向双峰转变,且随液相浓度增加气泡直径分布范围增大。相较于清水,CMC水溶液中气泡射流气含率低,气泡分散宽度增加,气泡射流的流动行为发生变化。随气液比增加,流场内湍动加强,气泡射流核心处气相体积分数增加,涡结构强化了局部混合。气相向液相环境中的分散宽度增加,气液界面的有效接触面积增加,气液两相间的传质效率提高,且随液相浓度增加分散效果更明显。 展开更多
关键词 气泡射流 幂律流体 数值模拟 气液两相流
原文传递
基于广义换热网络的质量交换网络质能比拟及全局优化 被引量：1
5
作者 肖媛 陈怡 +1 位作者 刘思琪 崔国民 《化工进展》 北大核心 2025年第1期121-134,共14页
质量交换网络是过程系统高效经济回收污染物或杂质的重要途径,其中组分浓度的小尺度特征对于其求解域和全局优化性能存在一定限制。基于质量传递和能量传递比拟理论,本文假设了单位高度塔板提供有效传质的塔板质量,建立了非连续传质的... 质量交换网络是过程系统高效经济回收污染物或杂质的重要途径,其中组分浓度的小尺度特征对于其求解域和全局优化性能存在一定限制。基于质量传递和能量传递比拟理论,本文假设了单位高度塔板提供有效传质的塔板质量,建立了非连续传质的板式塔和广义换热器的比拟关系;在此基础上,将小尺度质量交换网络比拟为广义换热网络,进而采用节点非结构模型和强制进化随机游走算法对广义换热网络进行全局优化;最后,将优化所得的广义换热网络回归为质量交换网络,使其满足传质可行性约束。算例分析表明,该方法可有效拓展质量交换网络搜索空间,提升流股匹配的多样性和全局优化性能。同时,灵活调整比拟尺度和协调系数能够进一步丰富优化路径,提升最优解的质量,获得了R2S3算例和R2S2算例优于文献最优的结构。 展开更多
关键词 过程系统 质量交换网络 质能比拟 广义换热网络 全局优化 强制进化随机游走算法
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电场和改性PVDF膜相分离结构协同作用下逆流微细通道压降特性 被引量：1
6
作者 罗小平 贾梦帆 李世珍 《化工进展》 北大核心 2025年第2期646-659,共14页
为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性... 为解决微通道两相流传热过程中相变导致体积急剧膨胀,引发的流速不均、压降波动、局部过热等问题,本文对有无电场作用下不同相分离透气孔密度的逆流微细通道(PSP00型、PSP04型、PSP06型、PSP10型)内流动沸腾两相压降进行了研究,引入性能评估指标(PEC)对不同电压(0、200V、400V、600V)作用下有无相分离结构的逆流微通道的综合传热性能进行了研究,并利用高速摄影仪对通道进行了可视化研究,引入了受限气泡长径比变化率来分析通道内受限气泡的生长行为。研究结果发现,相分离结构透气孔密度越大,通道内流动阻力和压降越小,随着热流密度的增大,两相压降减小程度更加明显;施加电场会使通道内两相压降增大,但与相分离结构协同作用后的通道内两相压降相比,增加幅度减小,施加600V电压的有相分离结构的PSP10型通道较无相分离结构PSP00型通道两相压降降低了14.2%;电场和相分离结构均可使微细通道内受限气泡长径比减小,且相分离孔密度和电压越大,受限气泡长径比越小;单独电场、单独相分离结构以及电场与相分离结构复合作用均有利于提高微细通道的综合换热性能PEC,其中电场与相分离结构复合作用效果最好,且相分离结构透气孔密度和电压越大,PEC越大,电场和相分离结构(PSP10-600V)同时作用时的最大PEC为1.30,比单独电场(PSP00-600V)作用时的最大PEC提高了13.0%,比单独相分离结构(PSP10型)作用时的最大PEC提高了7.4%。 展开更多
关键词 逆流微通道 改性PVDF膜 针状电极 压降 性能评估指标 气泡
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基于PVA/EVOH/PEI三元共混体系阴离子交换膜的制备及其性能研究 被引量：1
7
作者 王中立 赵华 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第3期145-154,共10页
酸性废水排放会导致土壤和环境问题,因此有效处理酸性废水变得尤为重要。扩散渗析(DD)是处理酸性废水的重要方法,其核心在于阴离子交换膜(AEMs)的制备。本研究通过将聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯亚胺(PEI)混合,成功... 酸性废水排放会导致土壤和环境问题,因此有效处理酸性废水变得尤为重要。扩散渗析(DD)是处理酸性废水的重要方法,其核心在于阴离子交换膜(AEMs)的制备。本研究通过将聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚乙烯亚胺(PEI)混合,成功制备了一系列AEMs。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和原子力显微镜等手段对膜的结构进行表征。并对其吸水率、溶胀率、热稳定性、化学稳定性和机械稳定性的性能进行测试。实验结果表明,所制备膜的酸渗析系数(U_(H^(+)))范围从11.8到44.5×10^(-3)m/h。分离因子(S)值范围从23到57,均优于商业DF-120B(U_(H^(+))为4×10^(-3)m/h,S为24.3)和DF-120(U_(H^(+))为9×10^(-3)m/h,S为18)。本研究中所制备的膜在酸回收方面有着较好的应用前景。 展开更多
关键词 酸回收 阴离子交换膜 聚乙烯醇 乙烯-乙烯醇共聚物 聚乙烯亚胺
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表面活性剂溶液中同轴上升双气泡的碰撞行为
8
作者 郭凯 刘鲲 +3 位作者 郑龙云 魏宏旭 苏文龙 刘春江 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第10期1045-1056,共12页
气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB... 气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中的自由上升过程,利用虚拟双目立体视觉系统和气泡三维重构代码精确获取气泡上升过程中的特征参数.实验结果表明,CTAB溶液中气泡的碰撞频率显著高于超纯水,且随CTAB溶液浓度升高而升高.根据实验结果,对气泡碰撞频率与CTAB浓度的关系进行了拟合,得到了关于碰撞频率的经验关联式.实验还观察到两变形气泡碰撞后出现聚并、推动、并排和超越4种现象.统计了上述4种现象在CTAB溶液中出现的频率.进一步对运动行为进行相关性分析,根据滞帽模型的描述,表面活性剂分子在气泡表面的积累抑制了气泡运动在水平方向上的振荡,导致水平方向气泡运动距离大幅变小,从而使得气泡碰撞频率提高,碰撞频率最高可达0.83,远高于超纯水中的0.13.本研究揭示了表面活性剂溶液中两气泡碰撞的新现象,并探讨了碰撞机理,得到了影响气泡碰撞频率的主要因素之一——气泡之间的水平距离,并从单气泡流场分布的角度进行了初步的理论分析. 展开更多
关键词 气泡 气液两相流 气泡碰撞 表面活性剂 气泡聚并 表面污染
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基于大数据的玉米淀粉制果糖生产过程建模优化
9
作者 郭丽娟 徐晨阳 +7 位作者 张忠义 孟嘉琦 杨铭杨 董亚超 刘琳琳 庄钰 都健 张磊 《现代化工》 北大核心 2025年第7期249-253,259,共6页
传统玉米深加工工厂进行玉米淀粉制糖的工艺复杂,产生大量结构复杂的工业数据,且生产过程中受多种因素影响,导致产品质量波动大。为解决此问题,提出一种考虑数据不确定性构建代理模型并进行优化操作参数的方法。首先,利用实际工业生产... 传统玉米深加工工厂进行玉米淀粉制糖的工艺复杂,产生大量结构复杂的工业数据,且生产过程中受多种因素影响,导致产品质量波动大。为解决此问题,提出一种考虑数据不确定性构建代理模型并进行优化操作参数的方法。首先,利用实际工业生产的数据作为数据源,采用人工神经网络作为代理模型拟合输入输出数据,通过高斯考虑方差和置信区间分析数据的不确定性,最后以果糖含量最高为目标,分别采用遗传算法和粒子群优化算法对操作参数优化,结果对比表明,遗传算法优化得到的果糖含量较粒子群优化算法提高1.45%。提出的优化模型可用于辅助工业生产,从而提高产品质量。 展开更多
关键词 玉米淀粉 果糖 数据驱动 人工神经网络 遗传算法
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蒸气相辅助法制备MOF基材料的研究进展
10
作者 张冰 李建惠 +3 位作者 马欣蓉 陈杨 李晋平 李立博 《化工学报》 北大核心 2025年第5期2026-2041,共16页
金属有机骨架(MOFs)材料因其具有高的比表面积和孔隙率、可调的孔径、丰富多样的结构等优势在气体吸附分离、催化、传感等领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统MOF材料的合成以溶剂热法为主,不仅要消耗大量高值有机溶剂,且生产过程能耗... 金属有机骨架(MOFs)材料因其具有高的比表面积和孔隙率、可调的孔径、丰富多样的结构等优势在气体吸附分离、催化、传感等领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统MOF材料的合成以溶剂热法为主,不仅要消耗大量高值有机溶剂,且生产过程能耗高、产量低、废液难处理,不符合化工绿色发展的要求。蒸气相辅助合成法具有溶剂用量小、反应流程少、周期短等优势,近年来在MOF材料合成与改性方面受到广泛关注,有望为MOF材料的合成提供一条绿色高效的新途径。综述了蒸气相辅助法制备MOF基材料的研究进展,阐述了该方法在MOF材料合成及改性领域的研究进展,展望了该方法的发展前景。 展开更多
关键词 金属有机骨架材料 蒸气辅助 合成 经济 改性 绿色
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松香包覆的固体缓蚀剂的制备及性能表征
11
作者 赵景茂 唐俊 +3 位作者 张存丽 晁刘伟 郝倩 程琦 《应用化工》 北大核心 2025年第4期863-866,共4页
向油气井中投加固体缓蚀剂可以克服加注液体缓蚀剂时加料频繁、损耗大、防护周期短的缺点。对固体缓蚀剂进行包覆封装,制备长效缓释胶囊,可以进一步延长防护周期和降低加药频率。采用不同类松香对固体缓蚀剂进行封装包裹,并采用紫外-可... 向油气井中投加固体缓蚀剂可以克服加注液体缓蚀剂时加料频繁、损耗大、防护周期短的缺点。对固体缓蚀剂进行包覆封装,制备长效缓释胶囊,可以进一步延长防护周期和降低加药频率。采用不同类松香对固体缓蚀剂进行封装包裹,并采用紫外-可见分光光度法、热重分析、电化学交流阻抗等方法对固体缓蚀剂胶囊的释放情况和缓蚀性能进行了研究。结果表明:聚合松香包覆的固体缓蚀剂胶囊耐热性更高,环境温度达70℃以上时胶囊才会释放。松香包裹技术有效延长了固体缓蚀剂的开始释放时间,能够延长防护周期、降低加料频率;同时胶囊外壳熔化后,可以与释放的咪唑啉缓蚀剂起到协同作用,更好地提高缓蚀剂的保护效果。 展开更多
关键词 固体缓蚀剂 松香 包裹技术 耐热性 油井管柱
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基于振荡射流的撞击流反应器混合特性数值模拟
12
作者 张建伟 阴苗苗 +1 位作者 董鑫 冯颖 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4488-4499,共12页
为提高撞击流反应器的混合性能,设计了一种新型自激振荡撞击流反应器,并采用数值模拟方法对其内部流场动力学特征与物质混合过程进行了分析。采用剪切应力输运k-ω(SST)湍流模型模拟了喷嘴内流体流动模式及撞击流反应器内流型分布,考察... 为提高撞击流反应器的混合性能,设计了一种新型自激振荡撞击流反应器,并采用数值模拟方法对其内部流场动力学特征与物质混合过程进行了分析。采用剪切应力输运k-ω(SST)湍流模型模拟了喷嘴内流体流动模式及撞击流反应器内流型分布,考察了雷诺数对射流振荡频率及反应器混合性能的影响。研究结果表明:喷嘴出口射流的振荡是由喷嘴腔室内循环泡的重复生长过程控制,反应器内流场分布受两侧射流偏转角度影响。射流振荡频率随着雷诺数的增大而增加,高频振荡使得两股流体的剪切和径向运动速度加快,雷诺数为30000,混合时间为50s时,反应器出口混合强度达到0.962。本研究拓展了基于振荡射流的撞击流动力学理论体系,为高效反应器设计提供了新思路。 展开更多
关键词 撞击流 振荡射流 流动特性 混合性能 数值模拟
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混合型添加剂氨基溶液的CO_(2)捕集与氨逃逸研究
13
作者 杨宁 揣宇恒 +4 位作者 唐鸿强 郝敬洋 郜时旺 包志铭 焦魁 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第8期2606-2613,共8页
氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添... 氨法碳捕集存在氨逃逸问题,导致环境污染和溶剂损失,限制了其工业化应用。本研究制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒和Ni^(2+)/Co^(2+)金属离子混合型添加剂,探讨其在氨水溶液中的协同作用机制,结合气液传质分析研究,考察了不同浓度添加剂对氨法碳捕集性能的影响。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒浓度ω(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2))=0.27时,CO_(2)吸收性能达到最佳,吸收率为56.28%;Ni^(2+)/Co^(2+)浓度为0.09 mol/L时,氨抑制率最佳为54.19%。针对氨逃逸问题在Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米颗粒的氨溶液中添加Ni^(2+)/Co^(2+)添加剂,混合添加剂的吸收率和氨逃逸抑制率处在单独添加Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)和Ni^(2+)/Co^(2+)两者之间,在兼顾碳捕集能力的同时降低了氨气的逸出。 展开更多
关键词 氨法碳捕集 纳米颗粒 混合添加剂 传质特性 氨逃逸
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基于模态分解的动态撞击流反应器流场能量分析
14
作者 张建伟 李贞宏 +1 位作者 董鑫 冯颖 《实验流体力学》 北大核心 2025年第6期53-61,共9页
采用实验和理论分析相结合的方法,对动态撞击流反应器流场内的能量分布规律进行研究。借助TR–PIV(Time-Resolved Particle Image Velocimetry)技术对动态撞击流反应器内部流场进行测量,在不同喷嘴间距/喷嘴内径(L/d)、平均出口速率及... 采用实验和理论分析相结合的方法,对动态撞击流反应器流场内的能量分布规律进行研究。借助TR–PIV(Time-Resolved Particle Image Velocimetry)技术对动态撞击流反应器内部流场进行测量,在不同喷嘴间距/喷嘴内径(L/d)、平均出口速率及出口速率差条件下,考察了反应器内部流场的流动结构和流场能量。将动态撞击流反应器内二维速度场进行本征正交分解,提取出流场不同尺度拟序结构及不同本征模态下的能量特征,发现流场大尺度相干结构分布于径向射流区和两侧喷嘴上下近壁面处。随着L/d增大,反应器内部流场低阶模态含能量先增大后减小,L/d=4时,流场能量最高;反应器内部流场低阶模态含能量随平均出口速率和出口速率差增大而增大。在动态出口速度条件下,反应器内部流场能量更高,流场大尺度相干结构更为明显,流场内的动量交换显著强化,混合效果明显提高。 展开更多
关键词 动态撞击流 本征正交分解 流场能量 相干结构
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基于高级[火用]分析的石化企业蒸汽动力系统多目标运行优化
15
作者 戴文智 李青洋 +1 位作者 沈雄健 杨新乐 《化学工程》 北大核心 2025年第7期83-89,共7页
石化企业蒸汽动力系统运行优化是企业节能减排的重要途径。建立考虑经济、环境和热力学指标的优化模型,采用改进多目标粒子群算法对实际案例进行运行优化研究。常规[火用]分析方法只能得出各设备的[火用]效率和[火用]损大小,无法真实反... 石化企业蒸汽动力系统运行优化是企业节能减排的重要途径。建立考虑经济、环境和热力学指标的优化模型,采用改进多目标粒子群算法对实际案例进行运行优化研究。常规[火用]分析方法只能得出各设备的[火用]效率和[火用]损大小,无法真实反映[火用]损的具体原因和节能潜力。采用高级[火用]分析法将设备的[火用]损划分为可避免、不可避免内源[火用]损和外源[火用]损,并对各设备[火用]损失的具体来源及其改进潜力进行分析和排序。结果表明:锅炉、锅炉给水泵和汽轮机的[火用]损失主要为可避免内源[火用]损,除氧器和减温减压器的主要[火用]损失为不可避免内源[火用]损、可避免外源[火用]损,通过优化设备可减少系统73.5%的[火用]损失。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 优化 多目标 粒子群 高级[火用]分析
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通道振动方向对超临界正癸烷裂解流动换热影响的数值研究
16
作者 黄娜 周萌 +2 位作者 蒋云龙 李洪伟 李耀鑫 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第11期3716-3727,共12页
振动通道内包含裂解吸热反应的超临界正癸烷流动换热问题,由于内部存在流场、温度场和物性场等多物理场间强烈耦合作用,流动换热过程十分复杂。本研究基于正癸烷裂解总包反应模型,对矩形振动通道内超临界正癸烷裂解流动换热过程进行数... 振动通道内包含裂解吸热反应的超临界正癸烷流动换热问题,由于内部存在流场、温度场和物性场等多物理场间强烈耦合作用,流动换热过程十分复杂。本研究基于正癸烷裂解总包反应模型,对矩形振动通道内超临界正癸烷裂解流动换热过程进行数值研究,系统讨论通道振动方向对超临界正癸烷裂解流动换热性能的影响规律和作用机制。数值结果显示,通道振动使流体产生强烈的二次流旋涡。不同于轴向和横向振动时通道中心的二次下降流,纵向振动时通道内中心二次流动则始终呈上升流态,增强的浮升力促进热壁表面质量输运,热壁表面正癸烷裂解率提高,横向振动时裂解速度和裂解率最低。不同振动方向下,正癸烷释放的化学热沉释增量十分有限,物理热沉在超临界正癸烷对流换热总量中仍占主导地位。与静止通道相比,通道的纵向振动和轴向振动均不利于内部流动换热,横向振动能够使热壁Nu数提高5.2%,同时也引起64.7%的流阻系数增幅。因此,工程实际中应密切关注对流换热通道的振动问题。 展开更多
关键词 超临界正癸烷 通道振动 对流 化学反应 计算流体力学
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基于物理信息神经网络预测2D/3D非稳态温度场及热源
17
作者 余波 甘子玉 +2 位作者 张森林 谷岩 姚伟岸 《工程力学》 北大核心 2025年第10期12-24,共13页
基于物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network, PINN)对二/三维非稳态温度场和未知热源进行了同时预测,即使采用单个测点该求解策略依然显示出了强大的抗噪性能。该方法打破了传统神经网络需要响应量样本的定律,仅需对计算域... 基于物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network, PINN)对二/三维非稳态温度场和未知热源进行了同时预测,即使采用单个测点该求解策略依然显示出了强大的抗噪性能。该方法打破了传统神经网络需要响应量样本的定律,仅需对计算域及时间区间进行随机采样生成样本集,同时具备灵活添加约束条件的能力,是一种可用于正反问题同时求解的新型智能算法。在预测全场温度和未知热源时,为降低优化参数自由度,将未知热源采用完备多项式进行展开,同时提出了一种改进的自适应权值方法以提高其预测精度。相比传统基于有限元的迭代反演法,该文方法无论在测点数量、计算成本还是抗噪性能上均有较大优势。几个典型数值算例结果表明:该方法完全避免了繁琐的前处理单元划分,相比参考解具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 非稳态传热 温度场和热源的预测 基函数展开 无网格法
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微米级湿颗粒的动态碰撞行为及能量耗散机制
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作者 张若琛 王家瑞 +1 位作者 王斯民 张早校 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3718-3726,共9页
微细颗粒不仅是造成雾霾的主要原因,还会携带可吸附有毒物质进入人体肺部,危害人体健康。异质凝结技术作为最有前景的除尘技术之一,通过在颗粒表面形成液膜有效提高了气固分离效率。然而,目前对微米级湿颗粒的碰撞和聚并机制尚未完全明... 微细颗粒不仅是造成雾霾的主要原因,还会携带可吸附有毒物质进入人体肺部,危害人体健康。异质凝结技术作为最有前景的除尘技术之一,通过在颗粒表面形成液膜有效提高了气固分离效率。然而,目前对微米级湿颗粒的碰撞和聚并机制尚未完全明确。本文针对微米级可凝结湿颗粒,基于Fluent软件构建了耦合两相流动、连续表面张力模型和重叠网格的模型,研究微米级湿颗粒碰撞过程中颗粒和液桥的动态变化过程。通过分析表面张力系数、液膜厚度和碰撞前相对速度对颗粒碰撞行为的影响,总结了碰撞过程颗粒动力学变化规律及能量耗散情况,为改善湿颗粒的聚合效果和提升除尘性能提供了理论基础。结果表明,湿颗粒在法向碰撞中遵循液膜变形、反弹和聚并或分离的运动模式。同时,减小液膜表面张力系数、减小液膜厚度、提高碰撞前相对速度都会使液桥高度增加。在动能耗散方面,压差阻力和表面张力引起的能量损失是主导因素,而黏性阻力的能量损失可忽略不计。 展开更多
关键词 微尺度 可凝结颗粒物 碰撞 数值模拟 能量耗散
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三喷嘴开放式撞击流反应器液滴破碎行为可视化实验研究
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作者 张珺 梁鹏飞 刘有智 《化学工程》 北大核心 2025年第10期55-61,共7页
采用高速相机对三喷嘴开放式撞击流反应器内不同入射速度、水平喷嘴间距w以及垂直喷嘴间距h下液滴破碎过程、直径、速度等液滴行为进行研究。入射速度增大,液滴拉伸断裂越早,越容易形成液滴,液滴数量显著增大,液滴直径概率密度峰值左移... 采用高速相机对三喷嘴开放式撞击流反应器内不同入射速度、水平喷嘴间距w以及垂直喷嘴间距h下液滴破碎过程、直径、速度等液滴行为进行研究。入射速度增大,液滴拉伸断裂越早,越容易形成液滴,液滴数量显著增大,液滴直径概率密度峰值左移,液滴直径减小,液滴分布更窄、更均匀,径向速度u和轴向速度v均增大。但同时增大w、h,液滴直径增大,液滴直径概率密度峰值右移;由于液滴尺寸、入射速度及喷嘴间距的影响,液滴向y轴负方向运动时,u和v变化规律不一致。研究结果表明:较小入射速度下,喷嘴间距对液滴破碎影响较显著,随入射速度增大,入射速度和喷嘴间距对液滴破碎影响更加复杂。 展开更多
关键词 三喷嘴开放式撞击流 液滴直径 径向速度 轴向速度 液滴破碎
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二氧化碳加氢合成甲醇膜反应器研究进展
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作者 范宗良 马腾飞 +3 位作者 杨勇 王东亮 周怀荣 李贵贤 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第4期98-106,共9页
可再生能源替代化石能源对实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。甲醇是重要的化工原料,也是理想的氢能载体和储能介质。二氧化碳(CO_(2))加氢合成甲醇技术为基于化石燃料的传统甲醇生产路线提供了一种可行的替代方案,也为CO_(2)的资源... 可再生能源替代化石能源对实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。甲醇是重要的化工原料,也是理想的氢能载体和储能介质。二氧化碳(CO_(2))加氢合成甲醇技术为基于化石燃料的传统甲醇生产路线提供了一种可行的替代方案,也为CO_(2)的资源化利用提供了途径,有望缓解化石燃料短缺和环境污染问题。反应器是CO_(2)加氢合成甲醇技术的核心之一,其中膜反应器具有CO_(2)转化率高、产物选择性高等优点,在该领域具有广阔的应用前景。综述了CO_(2)加氢合成甲醇膜反应器的研究现状,总结了甲醇合成膜反应器的结构特点,分析了甲醇合成膜反应器工业化应用过程中存在的问题以及进一步的研究方向。本研究可为甲醇合成膜反应器的工业化应用提供参考。 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 甲醇合成 膜反应器
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