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利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的实验教学设计

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实验技术与管理 2024年第1期41卷 214-219页

作者：李存玉彭国平南京中医药大学药学院江苏南京210023

该文设计了利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的教学实验。实验以丹参中代表性的酚酸为研究对象,计算了迷迭香酸的纳滤膜通量、传质系数和截留率,构建了迷迭香酸分子态比例定量计算数学模型,对制药过程中的醇沉、树脂吸附、澄... 详细信息

该文设计了利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的教学实验。实验以丹参中代表性的酚酸为研究对象,计算了迷迭香酸的纳滤膜通量、传质系数和截留率,构建了迷迭香酸分子态比例定量计算数学模型,对制药过程中的醇沉、树脂吸附、澄清过滤、浓缩、干燥等工艺的转移率和成分存在状态进行了相关性分析,研究了制药工艺成分量值传递的内在机制。实验结果表明,迷迭香酸存在状态对制药工艺中的成分转移率有重要影响。这一结论对提升生产过程的规范化和标准化很有意义。本实验与制药生产热点问题相结合,通过科研反哺教学,有助于增强学生的科研素养和实践能力,并实现科研应用与教学拓展的协同提升。

关键词：分子状态纳滤中药制药传质模型迷迭香酸

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电控离子选择渗透技术盐湖提锂传质模型

水处理技术 2024年第6期50卷 27-33页

作者：宋高晋张雪锋张忠林高凤凤郝晓刚纪志永太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 河北工业大学化工学院天津300130

电控离子选择渗透(ESIP)是一种新型离子分离技术,可实现在复杂盐溶液中连续高选择性提取痕量目标离子。本工作研究了外加电场和电活性位点耦合作用下锂离子(Li+)在ESIP膜内的传质行为,引入电活性位点浓度参数对离子在膜相中的电化学势... 详细信息

电控离子选择渗透(ESIP)是一种新型离子分离技术,可实现在复杂盐溶液中连续高选择性提取痕量目标离子。本工作研究了外加电场和电活性位点耦合作用下锂离子(Li+)在ESIP膜内的传质行为,引入电活性位点浓度参数对离子在膜相中的电化学势进行修正,提出修正的Donnan模型,结合电解质溶液电中性假设、界面电化学势守恒和法拉第定律,以Nernst–Planck方程为理论基础,建立了一维ESIP锂离子传质模型。重点研究了外加电场、接收液浓度、膜内电活性位点浓度以及膜厚4种参数对Li+在ESIP膜内传质过程的影响,为ESIP分离技术的生产放大提供依据。

关键词：电控离子选择渗透锂提取电活性位点浓度 Nernst–Planck方程传质模型

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泰兴市非饱和带与饱和带间固液界面传质模型的推导

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环境保护科学 2024年第2期50卷 154-160页

作者：高琪王海芳吕溥李金惠李鑫中北大学环境与安全工程学院太原030051 清华大学环境学院北京100084 清华大学巴塞尔公约亚太区域中心北京100084

非饱和带与饱和带紧密相联,建立两者交界处的固液界面传质模型,可以为非饱和带耦合饱和带模型提供一定理论基础,对更好地预测地下水污染趋势也非常有意义。文章以江苏省泰兴市为研究对象,将吸附与解吸、颗粒薄膜扩散、分配作用、稀释作... 详细信息

非饱和带与饱和带紧密相联,建立两者交界处的固液界面传质模型,可以为非饱和带耦合饱和带模型提供一定理论基础,对更好地预测地下水污染趋势也非常有意义。文章以江苏省泰兴市为研究对象,将吸附与解吸、颗粒薄膜扩散、分配作用、稀释作用4种固液界面反应和非饱和带、饱和带的特性结合,推导出将非饱和带与饱和带联系在一起的固液界面传质模型。使用Matlab模拟模型参数改变时,地下水中污染物浓度的变化。结果表明,该模型是可行的,但是污染场地、污染物种类可能会对模型模拟结果造成影响。

关键词：固液界面传质模型非饱和带饱和带模型参数

基于传质模型分析三七总皂苷超滤界面层分布特征及影响规律

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中草药 2022年第17期53卷 5330-5337页

作者：李存玉章莲杨彤李硕李贺敏彭国平支兴蕾南京中医药大学药学院江苏南京210023 江苏省经典名方工程研究中心江苏南京210023 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏南京210023

目的基于传质模型,探索三七总皂苷(Panax notoginseng saponins,PNS)超滤膜界面层浓度分布特征及影响规律。方法以PNS中4种指标性成分三七皂苷R_(1)(R_(1))、人参皂苷Rg_(1)(Rg_(1))、人参皂苷Rb_(1)(Rb_(1))和人参皂苷Rd_(1)(Rd_(1))为检测指标,收集膜通量与指标成分截留率,基于超滤分离系数与膜通量、溶质截留率的相关性,拟合界面层浓度幂函数方程。对比混合溶液、单体溶液、成分组合对指标性成分界面层浓度的影响规律,采用响应曲面法考察成分组合配比(Rg_(1)-Rd)、超滤膜截留相对分子质量、跨膜压力差对界面层浓度分布的影响规律,探讨超滤分离机制。结果界面层浓度幂函数回归系数均大于0.95,指标性成分界面层浓度与溶质浓度、跨膜压力差呈正性相关,随着截留相对分子质量的增加,PNS的超滤过程以界面层过滤向溶液过滤分离逐步过渡,表现出界面分布趋向性人参三醇型皂苷>人参二醇型皂苷,其中Rg_(1)可以抑制Rd进入界面层,从而影响其分离过程。结论构建了皂苷类成分超滤界面层浓度计算方法,初步阐明了PNS界面层分布特征和影响规律。

关键词：界面层浓度三七总皂苷超滤传质模型人参皂苷Rg_(1) 人参皂苷Rd 人参皂苷Rb1 三七皂苷R1

基于传质模型探索乙醇溶液环境中黄连生物碱的纳滤分离机制

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中药材 2023年第11期46卷 2799-2804页

作者：章莲徐扬阳李存玉刘安蓉支兴蕾周余庆南京中医药大学药学院江苏南京210023 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏南京210023 中药制药过程控制与智能制造技术全国重点实验室江苏连云港222047 江苏泓寿生物工程有限公司江苏海安226600

目的:基于传质模型探索乙醇溶液环境中黄连生物碱的纳滤分离机制。方法:采用纳滤传质模型结合Box-Behnken设计方法,分析黄连生物碱树脂洗脱液的纳滤分离规律,探索乙醇溶液环境下3种生物碱类成分的纳滤分离机制。结果:根据构建的纳滤分... 详细信息

目的:基于传质模型探索乙醇溶液环境中黄连生物碱的纳滤分离机制。方法:采用纳滤传质模型结合Box-Behnken设计方法,分析黄连生物碱树脂洗脱液的纳滤分离规律,探索乙醇溶液环境下3种生物碱类成分的纳滤分离机制。结果:根据构建的纳滤分离数学模型,用于考察分离因素与成分分离行为的内在关系,结果显示乙醇溶液浓度对盐酸小檗碱、盐酸巴马汀、盐酸黄连碱截留率均具有显著性影响,与溶质的油水分配系数存在相关性。拟合方程并分析黄连生物碱截留率对考察因素的敏感系数,结果显示3种生物碱对纳滤膜相对截留分子质量的敏感系数均大于50、溶液pH的敏感系数均大于30,孔径筛分、电荷效应占据纳滤分离的主导地位。黄连生物碱传质系数随着乙醇浓度升高而下降,对乙醇浓度的敏感系数表现为盐酸巴马汀>盐酸小檗碱>盐酸黄连碱。结论:根据3种生物碱传质系数与乙醇浓度的幂函数曲线差异,为中药复杂溶液体系下多成分的有序分离提供了理论支撑。

关键词：黄连生物碱乙醇纳滤传质模型敏感系数

高压填料塔内脱碳传质模型的建立及适用性分析

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天然气化工—C1化学与化工 2022年第6期47卷 110-118页

作者：花亦怀刘云飞王铭桑伟唐建峰陈静姚宝龙孙培源中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心北京100027 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 北京市煤气热力工程设计院有限公司北京100032

为探究高压工况下,填料塔内醇胺溶液吸收高浓度(体积分数35%)CO_(2)的传热传质规律,基于双膜理论,以小型θ环填料塔实验装置为基础,建立了塔内N-甲基二乙醇胺+哌嗪(MDEA+PZ)脱碳传质模型。利用不同吸收压力下的实验数据对模型进行了修正... 详细信息

为探究高压工况下,填料塔内醇胺溶液吸收高浓度(体积分数35%)CO_(2)的传热传质规律,基于双膜理论,以小型θ环填料塔实验装置为基础,建立了塔内N-甲基二乙醇胺+哌嗪(MDEA+PZ)脱碳传质模型。利用不同吸收压力下的实验数据对模型进行了修正,使模型适用于高压工况。结果表明,传质通量修正因子的引入,能够较好地解决高压工况下模型计算误差较大的问题;不同进气和溶液流量下,CO_(2)浓度场和温度场的模拟结果与实验数据基本一致;填料塔内存在快速反应区域,并且会随着气液流量变化移动。本模型可为相应特征天然气的净化提供借鉴。

关键词：填料塔高浓度CO_(2) 化学吸收醇胺溶液传质模型

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碘在液相中的分配机制及传质模型研究

碘在液相中的分配机制及传质模型研究

作者：周昊昊哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

气体浸没射流出现在核电站事故缓解技术的多个场景中,如SGTR事故后传热管破裂,一回路的高温高压水闪蒸以蒸汽射流的形式进入蒸汽发生器二回路液相;过滤排放系统中安全壳中高温高压的气体也要经过射流水洗才能排入大气中。射流气体中夹... 详细信息

气体浸没射流出现在核电站事故缓解技术的多个场景中,如SGTR事故后传热管破裂,一回路的高温高压水闪蒸以蒸汽射流的形式进入蒸汽发生器二回路液相;过滤排放系统中安全壳中高温高压的气体也要经过射流水洗才能排入大气中。射流气体中夹杂着大量的放射性物质(主要是放射性气态单质碘),在射流过程中大部分将被液相滞留,降低其释放浓度,因此准确预估浸没射流条件下液相对放射性单质碘的滞留及释放行为对于评估事故后放射性后果是至关重要的。本文对SGTR事故下浸没射流条件下可挥发放射性气态碘在液相中的浓度以及其在液相中转化为其他非挥发放射性不同形态碘的浓度和放射性气态碘在气液间的分配机制进行了研究。分析了液相pH和环境压力对液相中不同形态碘的浓度和气态碘在气液间的分配机制的影响规律。通过得到的实验数据,基于浸没射流条件下的热工水力模型以及基础化学相关知识,构建了浸没射流条件下放射性气态碘的传质模型和碘化学模型,并将两个模型进行了耦合。通过实验研究发现,在不同工况下液相中的气态碘浓度与碘三离子浓度几乎没有发生变化,当溶液pH与环境压力升高后可以观察到碘离子浓度有了明显的提高,且在溶液pH小于7,P小于100k Pa时,在液相中几乎没有检测到碘酸根的出现。实验还发现,增大溶液pH,提高环境压力可以提高液相对气态碘的吸收量,从而使得IPC(碘汽水分配系数)增大。本文构建的放射性气态碘的传质模型与碘化学模型可以预估在不同时刻液相中不同形态碘的浓度以及IPC,通过计算认为夹带液滴在气态碘吸收中占主导地位。在液相pH较高时,对IPC的计算结果与实验结果误差较小。

关键词：浸没射流气液分配系数传质模型碘化学模型

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水中脱除VOC渗透汽化传质模型的研究

高校化学工程学报 2004年第1期18卷 7-12页

作者：陈镇刘家祺清华大学化工系北京100084 天津大学化工学院天津300072

推导并回归了水中脱除VOC的PDMS/PS复合膜渗透汽化串连传质阻力模型。以苯的水溶液为实验物系,实验结果表明,料液浓度与苯的渗透通量之间存在线性关系,由此可确定模型总传质系数。研究雷诺数、活性层厚度和基膜结构对渗透通量的影响,可... 详细信息

推导并回归了水中脱除VOC的PDMS/PS复合膜渗透汽化串连传质阻力模型。以苯的水溶液为实验物系,实验结果表明,料液浓度与苯的渗透通量之间存在线性关系,由此可确定模型总传质系数。研究雷诺数、活性层厚度和基膜结构对渗透通量的影响,可回归得到模型中边界层传质阻力、活性层传质阻力和基膜传质阻力计算公式。由下游压力与渗透通量的对应关系的实验数据,回归得到亨利常数;模型其它相关参数由温度对通量的影响数据进行回归。模型预测值和实测值吻合良好。

关键词：传质模型 PDMS/PS 苯/水物系参数回归

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一种描述燃油与气体组分传质的频率传质模型

航空动力学报 2013年第12期28卷 2709-2716页

作者：薛勇冯诗愚王澍周宇穗唐宏刚刘卫华中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院动力燃油部上海200232 南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

抛开经典Fick定律,提出用传质频率来表征燃油和空气氧氮传质的快慢,建立了以频率传质模型为基础的飞机燃油箱冲洗惰化数学模型,该模型能对传质速度进行量化,而国内外工程界目前使用的模型不具备此量化能力;该数学模型的准确性和有效性... 详细信息

抛开经典Fick定律,提出用传质频率来表征燃油和空气氧氮传质的快慢,建立了以频率传质模型为基础的飞机燃油箱冲洗惰化数学模型,该模型能对传质速度进行量化,而国内外工程界目前使用的模型不具备此量化能力;该数学模型的准确性和有效性得到美国联邦航空管理局(FAA)相关封闭燃油箱内的氧氮传质实验数据的验证;将该数学模型用于仿真A320的飞行阶段的氧的体积分数,仿真结果同测试数据及其他模型的计算结果对比后发现:频率传质模型的计算精度最高;进一步仿真表明,载油率的增加会明显延缓惰化氧的体积分数的降低,且在高载油率下频率传质模型同不传质以及瞬时平衡这两种模型的计算结果差异很大.

关键词：燃油惰化冲洗频率传质模型载油率