为准确描述下降管反应器内生物质颗粒与高温陶瓷球之间的瞬态传热与热解行为,该研究提出了一种基于分布活化能模型(distributed activation energy model,DAEM)的多物理场耦合数值模型。该模型在颗粒能量平衡框架下,引入接触导热、气膜...为准确描述下降管反应器内生物质颗粒与高温陶瓷球之间的瞬态传热与热解行为,该研究提出了一种基于分布活化能模型(distributed activation energy model,DAEM)的多物理场耦合数值模型。该模型在颗粒能量平衡框架下,引入接触导热、气膜导热、对流与辐射多种传热机制,并与质量转化过程和活化能分布特征相耦合,建立了用于描述生物质快速热解过程的常微分方程模型。基于热重分析试验数据,对高斯、洛伦兹及逻辑斯谛3种活化能分布函数进行了参数反演与对比分析。结果表明,洛伦兹分布能够更准确地再现试验热重曲线,其平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.0116和0.0138。数值模拟结果显示,生物质颗粒在初始阶段经历了极高的升温速率(峰值达到2.14×10^(3)℃/s),但热解反应相对于温度演化存在明显的动力学滞后特征。传热机制分析表明,对流与导热在整个热解过程中占主导地位,而在高温阶段辐射传热的贡献不可忽略。参数敏感性分析进一步揭示,陶瓷球温度和生物质颗粒粒径对热解效率具有显著影响,反应焓和颗粒碰撞概率次之,而辐射视角因子的影响相对有限。研究结果表明,在传热条件充分的快速热解工况下,过程控制机理由传热受限逐渐转变为化学反应动力学受限。研究为深入理解下降管反应器内多物理场耦合热解行为特征及反应器结构与工艺参数优化提供了理论依据和数据支持。展开更多
文摘为准确描述下降管反应器内生物质颗粒与高温陶瓷球之间的瞬态传热与热解行为,该研究提出了一种基于分布活化能模型(distributed activation energy model,DAEM)的多物理场耦合数值模型。该模型在颗粒能量平衡框架下,引入接触导热、气膜导热、对流与辐射多种传热机制,并与质量转化过程和活化能分布特征相耦合,建立了用于描述生物质快速热解过程的常微分方程模型。基于热重分析试验数据,对高斯、洛伦兹及逻辑斯谛3种活化能分布函数进行了参数反演与对比分析。结果表明,洛伦兹分布能够更准确地再现试验热重曲线,其平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.0116和0.0138。数值模拟结果显示,生物质颗粒在初始阶段经历了极高的升温速率(峰值达到2.14×10^(3)℃/s),但热解反应相对于温度演化存在明显的动力学滞后特征。传热机制分析表明,对流与导热在整个热解过程中占主导地位,而在高温阶段辐射传热的贡献不可忽略。参数敏感性分析进一步揭示,陶瓷球温度和生物质颗粒粒径对热解效率具有显著影响,反应焓和颗粒碰撞概率次之,而辐射视角因子的影响相对有限。研究结果表明,在传热条件充分的快速热解工况下,过程控制机理由传热受限逐渐转变为化学反应动力学受限。研究为深入理解下降管反应器内多物理场耦合热解行为特征及反应器结构与工艺参数优化提供了理论依据和数据支持。
文摘目的分析腹膜透析(peritoneal dialysis,PD)患者残余肾功能(residual renal function,RRF)快速下降的危险因素并构建预测模型。方法纳入2012年1月1日—2022年12月31日于中南大学湘雅二医院肾内科就诊的PD患者,以RRF下降速率的中位数将患者分为快速下降组和缓慢下降组。应用最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归初步筛选变量,再通过多因素逐步Logistic回归分析确定RRF快速下降的独立危险因素,并构建列线图预测模型。受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线下面积(area under the curve,AUC)、校准曲线、Hosmer-Lemeshow检验和决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)评估模型的效能,并使用Bootstrap法进行内部验证。结果共纳入710例患者,其中快速下降组354例,缓慢下降组356例。LASSO回归及多因素逐步Logistic回归分析提示体质量指数(body mass index,BMI)>28 kg/m2(OR=2.640,95%CI:1.180~5.926,P=0.018)、基线RRF≥2(OR=3.140,95%CI:1.845~5.342,P<0.001)及血镁(OR=0.341,95%CI:0.128~0.909,P=0.032)是PD患者RRF快速下降的独立危险因素。基于以上因素构建的列线图预测模型AUC为0.719(95%CI:0.682~0.756)。经1000次Bootstrap法重采样内部验证后的AUC为0.722(95%CI:0.685~0.759),Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果为χ^(2)=5.268(P=0.729),DAC显示其临床适用性阈概率范围为0.01~0.91。结论BMI、基线RRF、血镁是PD患者RRF快速下降的独立危险因素,基于此构建的列线图预测模型具有良好的区分度、校准度和临床适用度。
