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结冰与金属表面分离过程的数值模拟与实验研究

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南京航空航天大学学报:英文版 2023年第S1期40卷 42-49页

作者：王绍龙冀艳卓康育浩石磊张亮华北理工大学冶金与能源学院唐山063210 中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室绵阳621000 河北科技师范学院机电工程学院秦皇岛066000 河北科技师范学院河北光伏组件制造装备技术创新中心秦皇岛066000

通过研究结冰与物体表面粘结特性,掌握它们之间的分离过程对优化除冰方案具有重要意义。当前研究较多的开展了基于纳米尺度的结冰分离,但其研究内容与真实宏观状态结冰分离过程相差较远,有必要研究宏观尺度的结冰分离过程。本文设计并... 详细信息

通过研究结冰与物体表面粘结特性,掌握它们之间的分离过程对优化除冰方案具有重要意义。当前研究较多的开展了基于纳米尺度的结冰分离,但其研究内容与真实宏观状态结冰分离过程相差较远,有必要研究宏观尺度的结冰分离过程。本文设计并搭建了用于测试法向和切向结冰粘结力的试验台,在不同温度下展开实验并获得了结冰冰柱与金属表面的法向和切向粘结力。引入宏观的结冰分离机制,引入粘结单元层本构模型,在Abaqus中空对结冰与金属表面分离过程进行数值模拟。通过对比数值模拟和实验验证结果,深入的了解了结冰粘结特性并实现了结冰与金属平面分离过程数值模拟。

关键词：冰粘结力分离过程金属表面数值模拟

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卫星整流罩分离过程弹射筒受力特性研究

上海航天（中英文） 2023年第S1期40卷 54-59,107页

作者：马晨曦徐瑜吴佳林杜光华张晓东上海宇航系统工程研究所上海201109 上海航天技术研究院上海201109

3800卫星整流罩的分离设计是长征四号火箭研制过程中的关键技术。在火箭实际飞行条件下,弹射筒的可靠工作是整流罩分离的关键环节,分析整流罩初始变形、气动加热下的热载荷及爆炸螺栓起爆动载荷对弹射筒形成的“预紧力”效应,基于有限... 详细信息

3800卫星整流罩的分离设计是长征四号火箭研制过程中的关键技术。在火箭实际飞行条件下,弹射筒的可靠工作是整流罩分离的关键环节,分析整流罩初始变形、气动加热下的热载荷及爆炸螺栓起爆动载荷对弹射筒形成的“预紧力”效应,基于有限元方法对弹射筒受力特性开展仿真分析,计算出以上3种条件下的弹射筒受力工况。结合弹射筒锁紧销极限承剪能力,经分析认为在分离过程特定时刻的叠加作用下,会造成锁紧销异常剪断从而影响整流罩正常分离。

关键词：长征四号卫星整流罩弹射筒受力特性分离过程

费托合成油中提纯1-辛烯的反应分离过程耦合新工艺开发

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费托合成油中提纯1-辛烯的反应分离过程耦合新工艺开发

作者：任彤彤天津大学

学位级别：硕士

1-辛烯是生产线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及PAO润滑油等高附加值产品的主要原料,而费托合成油洗石脑油中富含大量1-辛烯,但同时也含有具有相似的结构和化学性质的异构体及同系物,造成分离难度大、成本高等问题。本文针对费托合成油... 详细信息

1-辛烯是生产线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及PAO润滑油等高附加值产品的主要原料,而费托合成油洗石脑油中富含大量1-辛烯,但同时也含有具有相似的结构和化学性质的异构体及同系物,造成分离难度大、成本高等问题。本文针对费托合成油洗石脑油C馏分段中正/异构烃分离以及叔烯烃杂质去除两个关键难题,提出了以醚化反应脱除费托合成油洗石脑油中的叔烯烃和以尿素包合分离费托合成油洗石脑油中的正/异构烃的工艺路线,用于提纯费托合成油洗石脑油C8馏分段中的1-辛烯,使1-辛烯的纯度达到98 wt%以上。在甲醇醚化反应脱除叔烯烃的工艺中,为解决醚化反应受化学平衡限制导致醚化转化率低的问题,提出采用反应精馏技术进行醚化反应过程强化。首先,测定1-辛烯/正辛烷、1-辛烯/2-甲基-1-庚烯关键组分的热力学数据,接着探究C混合烃在树脂催化剂作用下与甲醇的醚化反应动力学特性,系统研究了催化剂含量、甲醇含量、反应温度对醚化反应速率的影响,并得到反应动力学方程。接着,开展C混合烃醚化反应精馏中试实验,采用渗流型催化填料(SCPI)作为填装催化剂的装置,系统探究回流比、醇烯比等因素对醚化反应精馏过程的影响,实验结果表明2-甲基-1-庚烯的转化率可达90%以上。最后,建立了醚化反应精馏过程模型,与实验数据进行对比验证模型准确性的基础上,系统探究塔板数、回流比、停留时间、进料位置等设计参数对2-甲基-1-庚烯转化率、1-辛烯纯度和能耗的影响规律,通过对醚化反应精馏流程设计过程的优化设计,可以实现1-辛烯的纯度达到96.83wt.%、2-甲基-1-庚烯的转化率达到99.74%。此部分研究结果表明,醚化反应精馏对去除费托合成油C窄馏分中的叔烯烃杂质的效果显著。在尿素包合分离C正/异构烃的工艺中,首先以minitap设计全因子实验方案,系统地探究了分解条件、结晶条件、搅拌速率对尿素包合法分离正/异构烃性能的影响,研究结果表明,溶剂乙醇的用量是分离过程最重要的影响因素,正构烃的纯度最高可达99.68 wt.%、产率最高可达93.94%,其中1-辛烯的纯度最高可达98.04 wt.%。进一步提出了尿素包合与精馏相结合的耦合分离新工艺,建立了尿素包合-精馏和精馏-尿素包合-尿素包合模型,对精馏塔的回流比、塔顶压力、塔板数、塔顶采出和年操作成本进行优化设计,通过与传统精馏分离工艺的对比,结果表明尿素包合与精馏耦合分离新工艺的年总费用(TAC)最高降低58.72%,能耗最高可节约50.15%。

关键词：醚化反应 1-辛烯尿素包合反应精馏分离过程

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分子印迹手性分离过程的热力学研究

化学学报 2005年第3期63卷 189-195页

作者：孙瑞丰于慧敏罗晖沈忠耀清华大学化工系北京100084

以丙烯酰胺为功能单体, 以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂, 在模板分子 N-叔丁氧羰酰-L-色氨酸(N-Boc-L-Trp)和 N-叔丁氧羰酰-L-酪氨酸(N-Boc-L-Tyr)的存在下, 分别采用光引发聚合和热引发聚合制备了 N-Boc-L-Trp 和N-Boc-L-Tyr 的分子... 详细信息

以丙烯酰胺为功能单体, 以二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂, 在模板分子 N-叔丁氧羰酰-L-色氨酸(N-Boc-L-Trp)和 N-叔丁氧羰酰-L-酪氨酸(N-Boc-L-Tyr)的存在下, 分别采用光引发聚合和热引发聚合制备了 N-Boc-L-Trp 和N-Boc-L-Tyr 的分子印迹聚合物(MIPs), 进行分子印迹手性分离过程的热力学研究. 测定了分离过程的熵变、焓变和自由能变化. 结果显示, 在流动相中添加异丙醇或甲醇等强氢键竞争性溶剂时, 熵变对分离起到了主要作用, 而且分离过程中的溶剂化对分离的影响也非常大. 分子印迹聚合物对印迹分子和非印迹分子进行分子识别的主要作用是印迹聚合物与印迹分子匹配的三维空间结构.

关键词：分子印迹聚合物熵变手性分离模板分子热力学焓变溶剂化分离过程 L-色氨酸甲醇

石煤提钒预富集分离过程中的松散-分层模型(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第2期24卷 528-535页

作者：赵云良张一敏包申旭刘涛边颖蒋谋锋刘翔武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070

在扫描电镜矿物定量评价(QEMSCAN)工艺矿物学研究的基础上,采用摇床分选工艺对石煤中的钒进行预富集,以实现提高钒品位的同时,降低耗酸矿物的含量;并利用Bagnold剪切理论和Kelly分层假说建立分离过程中的松散-分层模型,以阐述含钒基体... 详细信息

在扫描电镜矿物定量评价(QEMSCAN)工艺矿物学研究的基础上,采用摇床分选工艺对石煤中的钒进行预富集,以实现提高钒品位的同时,降低耗酸矿物的含量;并利用Bagnold剪切理论和Kelly分层假说建立分离过程中的松散-分层模型,以阐述含钒基体矿物从分选体系中分离的机理,且对模型进行验证。模型结果表明,细粒级含钒基体矿物和粗粒级含钒基体矿物分别在粗选和扫选阶段实现分离;在模型计算过程中确定了影响粗选和扫选阶段分离的主导因素,分别为重力沉降和摇床床面的不对称往复运动产生的剪切分散压。

关键词：松散-分层模型预富集石煤分离过程

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飞船舱段应急分离过程的动力学分析和计算

中国空间科学技术 2005年第4期25卷 25-30页

作者：肖业伦李晨光北京航空航天大学北京100083

在上升段大气层外当出现紧急情况时航天飞船的逃逸及随后的舱段应急分离过程是复杂的多个舱段的相对运动过程。针对这个过程,建立了舱段的相对轨迹运动和相对姿态运动的数学模型,包括动力学方程、运动学方程和几何关系方程,定义了对象... 详细信息

在上升段大气层外当出现紧急情况时航天飞船的逃逸及随后的舱段应急分离过程是复杂的多个舱段的相对运动过程。针对这个过程,建立了舱段的相对轨迹运动和相对姿态运动的数学模型,包括动力学方程、运动学方程和几何关系方程,定义了对象组合体,强调了主体和客体的关系;并且按工程实际情况划分了飞行阶段。在数学模型以及对象定义和阶段划分的基础上建立了一个大规模的软件来进行全面的分析和仿真,并给出了典型工况下的结果示例。

关键词：舱段分离相对运动数学模型仿真飞船分离过程航天飞船动力学分析舱段计算

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宽沸程物系分离过程的热集成

高校化学工程学报 2008年第1期22卷 34-37页

作者：李玉刚李春欣张伟罗代晏郑世清青岛科技大学计算机与化工研究所山东青岛266042 甘肃银光化工集团甘肃白银730900

针对宽沸程物系分离的特点,研究了热集成以及综合的方法。将浓度从进料到产品分段,每段对应一个精馏塔操作,通过调整各塔的出料浓度、操作压力,实现各塔间的热集成。以年度费用为目标,给出了各塔的分离浓度、操作压力、设备尺寸及热集... 详细信息

针对宽沸程物系分离的特点,研究了热集成以及综合的方法。将浓度从进料到产品分段,每段对应一个精馏塔操作,通过调整各塔的出料浓度、操作压力,实现各塔间的热集成。以年度费用为目标,给出了各塔的分离浓度、操作压力、设备尺寸及热集成方案的编码方法,利用模拟退火算法进行优化,得到年度费用最低的工艺流程。与单塔分离相比,能显著地降低所求问题的操作费用,但随着段数的增加,这种降低的速度变缓。应用结果表明,这种分段集成的方法能够方便地实现所求问题的描述与建模,模拟退火算法能够实现模型的求解。

关键词：分离过程模拟退火蒸发热集成

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线性柱色谱分离过程的递推方程

化学学报 2002年第6期60卷 1088-1094页

作者：梁恒董艳花西安交通大学分离科学研究所西安710049

依据非平衡热力学分离理论中的局域平衡假设和流体力学的Lagrangian描述方法 ,首次提出了线性柱色谱分离过程中溶质带迁移和扩散的状态递推方程 ,克服了以经典动力学为基础的塔板理论不能准确预测时变控制条件下溶质扩散的局限性 .反相... 详细信息

依据非平衡热力学分离理论中的局域平衡假设和流体力学的Lagrangian描述方法 ,首次提出了线性柱色谱分离过程中溶质带迁移和扩散的状态递推方程 ,克服了以经典动力学为基础的塔板理论不能准确预测时变控制条件下溶质扩散的局限性 .反相色谱梯度洗脱的实验数据支持递推方程的理论预测 ,与基于塔板理论的预测方法比较 ,状态递推方程法更具优越性 .

关键词：线性柱色谱分离过程非平衡热力学分离理论状态递推方程溶质迁移扩散梯度洗脱

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分离过程中计量置换模型的研究进展

科学通报 2001年第11期46卷 881-889页

作者：耿信笃 F.E.Regnier 王彦西北大学现代分离科学研究所现代分离科学陕西省重点实验室西安710069 Department of Chemistry Purdue University

自２０世纪８０年代初反相色谱中的计量置换模型问世以来，引起了国内外色谱界的广泛关注．由于此模型有坚实的理论基础，经过这十几年的不断发展和创新，已广泛应用于化学、生物化学、分子生物学和基因工程中．简要介绍了液－固界面上... 详细信息

自２０世纪８０年代初反相色谱中的计量置换模型问世以来，引起了国内外色谱界的广泛关注．由于此模型有坚实的理论基础，经过这十几年的不断发展和创新，已广泛应用于化学、生物化学、分子生物学和基因工程中．简要介绍了液－固界面上的计量置换模型（ＳＤＭ）的概念、发展史及其新近的发展，包括了ＳＤＭ的理论基础，在物理化学、液相色谱、生物化学及分子生物学中重要的数学表达式及其应用．

关键词：反向高效液相色谱液-固体系计量置换保留模型吸附机理蛋白折叠分离过程热力学函数