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化工学报 2001年第12期52卷 1058-1062页

作者：王浩然王立业杨传芳刘会洲中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室分离科学与工程青年实验室北京100080 大连理工大学化工学院辽宁大连116012

使用喷射 -搅拌混合器 ,使油水两相可以快速而且充分接触 ,从而利用反胶团法得到粒度分布均匀的ZrO2 超细粉末 .首先利用模型预测了不同转速和不同相比下两相传质的结果 ,然后用实验验证了模型的准确性。

关键词：超细粉末反胶团法放大模型二氧化锆制备喷射-搅拌混合器

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生物反应器模拟放大模型的构建

食品与机械 2023年第1期39卷 18-23页

作者：胡逸文韩飞飞靳魁奇孙杨河南大学生命科学学院河南开封475004 成都英德生物医药装备技术有限公司四川成都610105 河南省应用微生物工程研究中心河南开封475004

目的:构建完善的生物反应器放大模型,为反应器生产提供指导.方法:通过1.5,5,20,200L规模反应器的试验,对体积溶氧系数k_(L)a、混合时间t_(m)的关联式及参数进行了优化探究,建立了生物反应器模拟放大模型,通过MATLAB搭建了Scaleuper放大... 详细信息

目的:构建完善的生物反应器放大模型,为反应器生产提供指导.方法:通过1.5,5,20,200L规模反应器的试验,对体积溶氧系数k_(L)a、混合时间t_(m)的关联式及参数进行了优化探究,建立了生物反应器模拟放大模型,通过MATLAB搭建了Scaleuper放大系统.结果:对比试验结果最终k_(L)a的模拟偏差在±15%以内,通过在t_(m)的关联式中引入临界转速的定义,对t_(m)的整体模拟偏差较原公式减少了17.4%,在±10%内,通过嵌入BP神经网络减小k_(L)a的模拟偏差,BP模型模拟k_(L)a偏差对训练数据范围最小可达0.1%.结论:基于经验关联式的反应器放大模型,在试验测得相关参数后模拟结果较优;利用神经网络对反应器模拟、放大是可行的.

关键词：混合时间体积溶氧系数生物反应器神经网络放大模型

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雷诺—弗劳德相似定律的数学模型构建及在水动力放大模型中的可靠性验证研究

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雷诺—弗劳德相似定律的数学模型构建及在水动力放大模型中的可靠...

作者：朱海军浙江海洋大学

学位级别：硕士

PIV方法这是一种全领域,非侵入性,间接速度测量技术,通过将流速的速度信息传递给速度,可以获得高精度和时空分辨率的速度信息。本文的研究领域是人工鱼礁粗糙表面周围的边界层区域。本研究背后的动机是通过遵循雷诺-弗劳德相似律来关注... 详细信息

PIV方法这是一种全领域,非侵入性,间接速度测量技术,通过将流速的速度信息传递给速度,可以获得高精度和时空分辨率的速度信息。本文的研究领域是人工鱼礁粗糙表面周围的边界层区域。本研究背后的动机是通过遵循雷诺-弗劳德相似律来关注水域里具有粗糙表面的人工鱼礁周围的流场变化及其流动可视化。同时,我们也希望比较雷诺-弗劳德相似律,雷诺相似律和弗劳德相似律之间的结果差异。雷诺-弗劳德相似定律的应用,应考虑运动粘度和浓度之间的关系。因此,在进行了相关调差后笔者最终选择CMC(羧甲基纤维素)作为粘性材料,通过改变CMC溶液的浓度来改变液体的运动粘度。并通过落球法测量出了运动粘度与CMC溶液浓度之间的正确关系。之后,笔者通过遵循不同的相似律来进行关于小粗糙度元素周围的流动可视化的实验。该实验总共有三组:雷诺相似律组,弗劳德相似律组以及雷诺-弗劳德相似律组。在每组实验中有设计了三个不同的实验场景来模拟具体的海洋运动状况。在每种情况下,雷诺-弗劳德相似律组每种情况的照片超过4500张,弗劳德相似律组合雷诺相似律组的照片超过6000张。根据不同实验场景,流速情况各异1/100秒～1/1000秒不等。试验完成后,描绘了粗糙元素表面周围的流场,并分析了粗糙元素周围五个不同位置的水平分量的速度分布情况,结果如下:1.运动粘度与CMC溶液浓度之间的关系如下:Vcmc=Vwater×(1+4.5 × 108 × Ccmc2.4)2.粗糙表面周围的流场和边界层厚度的趋势在不同的相似定律中是相似的,但细节是不同的。3.速度梯度和边界层厚度受相似性规律的影响。雷诺值越大,速度梯度越小,边界层越厚弗劳德值越大,速度梯度越大,边界层越薄。4.涡流:在波峰区域,涡流仅出现在雷诺-弗劳德相似律组和弗劳德相似性法律组的案例中。在波谷区域,所有情况下都会出现回流。

关键词：雷诺-弗劳德相似律放大模型

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的中试连续镍系加氢反应及反应器的放大模型

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合成橡胶工业 2011年第3期34卷 170-173页

作者：贺小进李伟梁爱民陈建军王爱东胡保利石建文陈淑明中国石化北京化工研究院燕山分院北京102500

采用镍系催化剂对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行加氢,分析了SBS中不同微观结构的加氢反应动力学,研究了SBS中试连续加氢反应中各反应器的反应效率,提出了中试第1反应器的放大模型,并与实际值进行了比较。结果表明,乙烯基与反... 详细信息

采用镍系催化剂对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行加氢,分析了SBS中不同微观结构的加氢反应动力学,研究了SBS中试连续加氢反应中各反应器的反应效率,提出了中试第1反应器的放大模型,并与实际值进行了比较。结果表明,乙烯基与反式-1,4-结构的反应活化能分别为20.3,24.7 kJ/mol;延长反应时间有利于提高反应器的加氢反应效率,连续反应平均停留时间为3 h时,SBS加氢度可以达到98%;中试第1反应器采用近似连续搅拌槽式反应器模型计算所得到的SBS加氢度与实际值吻合较好。

关键词：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物镍系催化剂连续加氢反应中试放大模型

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往复振动筛板萃取塔的放大设计模型

化工学报 2006年第10期57卷 2508-2514页

作者：吕建华刘继东张文林李春利李柏春河北工业大学化工学院天津300130

对往复振动筛板萃取塔(RPEC)塔内的传质过程进行了理论分析,并在此基础上,从单液滴传质模型出发,应用数学统计方法建立了RPEC放大设计模型,即进行放大设计时应遵循通量、塔板间距、振幅和频率不变的原则计算表观传质单元高度HOXP.采用... 详细信息

对往复振动筛板萃取塔(RPEC)塔内的传质过程进行了理论分析,并在此基础上,从单液滴传质模型出发,应用数学统计方法建立了RPEC放大设计模型,即进行放大设计时应遵循通量、塔板间距、振幅和频率不变的原则计算表观传质单元高度HOXP.采用林可霉素-正丁醇-酸水物系对塔径100mm的RPEC实验塔研究表明:真实传质单元高度HOX与体系物性、表观速度、输入能量(振幅A×频率f)有关,而与塔径无关,且不受轴向混合的影响,模型较好地预测了HOX随输入能量的增加而减小,而通量的变化则对其影响较小;分散传质单元高度HOXD是塔径D、输入能量、通量Us和体系物性的函数,实验结果表明模型较好地描述了输入能量和通量增加强化传质起主导作用,有效降低分散传质单元高度HOXD的传质过程部分,而不能描述轴向混合起主导作用部分.应用放大设计模型对直径325mm的RPEC放大设计结果验证模型的预测误差在20%以内.

关键词：往复振动板式萃取塔放大模型传质系数传质单元高度

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过滤效率模型及其放大的试验研究

过滤效率模型及其放大的试验研究

作者：汪志英武汉理工大学

学位级别：硕士

过滤是给水处理过程中一个非常重要的处理单元。滤后出水浊度作为给水处理过程中最直观、最重要的水质参数往往视作过滤的最重要的评价指标。同时过滤作为给水处理过程中重要的一个处理单元,其研究过程必然要经历实验室装置——中间试... 详细信息

过滤是给水处理过程中一个非常重要的处理单元。滤后出水浊度作为给水处理过程中最直观、最重要的水质参数往往视作过滤的最重要的评价指标。同时过滤作为给水处理过程中重要的一个处理单元,其研究过程必然要经历实验室装置——中间试验装置——工业化生产装置这样一个流程。实践表明,过滤装置经放大后其出水水质指标往往会发生一定程度的变化。本课题拟在以浊度作为出水水质指标的基础上,建立过滤效率的基本模型,然后以过滤效率为基础,研究过滤装置放大后其联系与变化规律。本试验选用石英砂滤料为粒径0.8～1.2mm,K=1.38,滤层厚度为700mm。模型滤柱分别采用直径为45mm、120mm和200mm的透明有机玻璃柱,滤柱沿滤层深度每100m设一取样口,然后分别测试V=6m/h、V=10m/h及V=14m/h滤速下各取样口出水浊度值。试验结果表明:在有效过滤周期内,沿水流方向滤层深度,上层滤料对浊度的去除率明显大于下面滤料层对浊度的去除率,即滤层的截污量自上而逐渐减少;随着滤速的增大,对应相同滤层深度其上层滤料对浊度的去除率减少;同时滤速越高,则浊质穿透也越快,周期越短。过滤模型从滤柱1放大以滤柱2再到滤柱3的过程中,当V=6m/h及V=10m/h时,其出水浊度及过滤效率变化较小,当V=14m/h时,其变化相对较大。同时,在这一系列放大过程中,上层20cm深度出水浊度相对下层浊度变化较为明显,经放大后,上层滤层过滤效率降低。通过过滤效率的基本模型及实验结果分析,可对不同滤层深度出水浊度及过滤效率进行预测,同时在过滤效率的基础上,可分析出过滤模型放大后的变化规律。

关键词：过滤过滤效率放大模型滤层深度

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滑阀间隙模型中单颗粒运动的可视化研究

滑阀间隙模型中单颗粒运动的可视化研究

作者：袁海丽兰州理工大学

学位级别：硕士

滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其高度一般为数微米至数十微米,工作过程中,侵入配合间隙的敏感固体颗粒,可能会造成运动副摩擦磨损,甚至诱发滑阀滞卡现象,严重影响液压系统的正常工作。因此,研究滑阀间隙中固体颗粒的运移特性对揭示... 详细信息

滑阀是液压阀的基本结构形式之一,其高度一般为数微米至数十微米,工作过程中,侵入配合间隙的敏感固体颗粒,可能会造成运动副摩擦磨损,甚至诱发滑阀滞卡现象,严重影响液压系统的正常工作。因此,研究滑阀间隙中固体颗粒的运移特性对揭示滑阀滞卡机理,提出滑阀抗污染方法,提高液压系统可靠性具有重要意义。本文以实验手段为主,结合理论分析和数值计算,探索单个固体颗粒在滑阀间隙模型中的运移特性。设计简化放大的可视化实验模型,搭建实验台,用高速摄像方法获得单固体颗粒的瞬时运动图像。理论方面,对滑阀间隙中固体颗粒的形貌进行等效参数化,分析滑阀滞卡机理,对滑阀间隙原型和实验模型中单个固体颗粒的受力进行分析和简化,得到两种情况下颗粒所受的主要作用力。简单介绍了COMSOL Multiphysics仿真软件,调用其中的流固耦合模块,选择移动网格法作为数值研究方法。数值模拟方面,计算单个正方形颗粒在滑阀间隙二维放大模型中的瞬时运动过程,发现颗粒在间隙中运动时发生了旋转现象,其运动轨迹上下波动,呈正弦线状分布;颗粒从间隙进入矩形均压槽时,卷入均压槽的流场漩涡中,绕均压槽壁面旋转运动,难以流出均压槽,颗粒自身也在旋转;均压槽大小对颗粒运动轨迹影响不大,均压槽形状对颗粒的运动轨迹有一定影响。实验方面,根据滑阀间隙原型结构研制放大的可视化实验模型,设计搭建单个固体颗粒在模型中运动的可视化实验台,设计制作1mm3的铝质金属颗粒,选择纯净水作为液相介质,用高速摄像方法获得单个颗粒在可视化模型中瞬时运动过程的清晰图像。实验结果表明:颗粒在间隙流场中翻滚前进,运动过程中发生了三维旋转现象,运动轨迹近似呈正弦状;多个颗粒进入矩形均压槽后,随着流场压力的建立,其运动轨迹有所变化;改变均压槽大小,对颗粒运动轨迹影响不大;改变均压槽形状,颗粒运动轨迹不同。结果表明固体颗粒在间隙流场中运动时发生了旋转现象,由于运动副表面微观形貌不规则,颗粒的旋转运动使其与配合间隙表面接触、摩擦,当阀芯动作时,有可能诱发滑阀滞卡。在不同条件下,颗粒会滞留在均压槽内或流出均压槽。这为探索固体颗粒滞卡滑阀机理提供了新的思路,为防止颗粒进入间隙,引导颗粒流出间隙,消除滑阀滞卡现象有重要意义。

关键词：滑阀配合间隙放大模型固体颗粒颗粒运动可视化实验

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钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究

强激光与粒子束 2019年第11期31卷 1-6页

作者：范广鑫隋展张彬高妍琦中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800 四川大学电子信息学院成都610064

基于钕玻璃宽带脉冲激光放大模型,采用数值模拟的方法,研究了钕玻璃放大器对不同输入光通量、不同脉宽以及不同带宽(或波长分布)脉冲激光放大的能量提取效率。计算结果表明,钕玻璃宽带放大能量提取效率随着输入光通量的增加而提高,并... 详细信息

基于钕玻璃宽带脉冲激光放大模型,采用数值模拟的方法,研究了钕玻璃放大器对不同输入光通量、不同脉宽以及不同带宽(或波长分布)脉冲激光放大的能量提取效率。计算结果表明,钕玻璃宽带放大能量提取效率随着输入光通量的增加而提高,并最终趋于某一定值。对于以均匀加宽为主的介质,随着带宽的增加,能量提取效率逐渐下降;对于以非均匀加宽为主的介质,随着带宽的增加,能量提取效率先逐渐升高,达到最大值后开始下降。对于均匀加宽与非均匀加宽线宽比为0.1的混合加宽介质,在饱和通量输入条件下,使用宽带激光能够带来大约80%的效率提升。

关键词：宽带激光能量提取效率钕玻璃放大模型

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钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究

钕玻璃宽带激光放大能量提取效率研究

作者：范广鑫中国工程物理研究院

学位级别：硕士

惯性约束聚变是一种利用粒子惯性约束粒子以实现受控核聚变反应的方法。为了实现惯性约束聚变的点火条件,人们先后发展出了多种驱动源技术,其中最重要的是高功率激光驱动技术。高功率激光驱动器的输出能力是评价高功率激光驱动装置综合... 详细信息

惯性约束聚变是一种利用粒子惯性约束粒子以实现受控核聚变反应的方法。为了实现惯性约束聚变的点火条件,人们先后发展出了多种驱动源技术,其中最重要的是高功率激光驱动技术。高功率激光驱动器的输出能力是评价高功率激光驱动装置综合性能的重要指标。激光驱动器的输出能力主要取决于系统的增益能力与负载能力,前者主要由系统的能量转换效率和各类损耗决定,而后者主要取决于系统中关键元器件的损伤阈值以及光束近场分布均匀性。放大系统的能量转换效率(主要包括放大器的储能效率、放大器的能量提取效率和频率转换效率)是决定系统性能价格比的关键。因此,提高系统能量转换效率是设计高功率激光系统应解决的一个关键问题。一系列理论与实验研究结果表明,相对于窄带脉冲传输放大,使用宽带激光脉冲不仅能够抑制自聚焦增长,改善近场均匀性,改善高功率激光驱动器自身的综合性能,而且可以提高钕玻璃放大器的能量提取效率。论文主要包括以下三部分内容:1.梳理了基于Frantz-Nodvik模型的窄带激光脉冲放大理论,分析了窄带激光脉冲在均匀加宽介质与非均匀加宽介质中放大过程的差异,并将该模型推广应用到处理宽带(或多频)激光脉冲的放大问题上,建立了能够描述宽带(或多频)激光脉冲在均匀加宽与非均匀加宽介质中的放大模型。然后介绍了基于Maxwell方程的脉冲放大理论,推导了宽带啁啾激光脉冲在均匀加宽介质中的放大模型,并讨论了在非均匀加宽介质中宽带啁啾激光脉冲放大问题的处理方法。2.介绍了钕玻璃中Nd3+离子的能级与光谱结构,分析了钕玻璃中谱线均匀加宽与谱线非均匀加宽的机制。结合脉冲激光放大理论,建立了钕玻璃宽带激光放大的理论模型,并编写了一套可以用于计算钕玻璃窄带、瞬时宽带(或多频)放大过程及输出能量、时间波形、光谱的程序。3.使用编写的钕玻璃窄带、宽带激光脉冲放大程序,模拟分析了窄带脉冲、宽带(或多频)脉冲在钕玻璃的放大过程中时间波形及光谱的变化,研究了钕玻璃放大器能量提取效率与输入光通量、激光带宽(或波长分布)、脉宽等因素之间的关系。

关键词：高功率激光驱动技术宽带激光能量提取效率钕玻璃放大模型数值模拟

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悬浮型石墨烯压力传感阵列的设计与研究

微电子学 2022年第3期52卷 449-453页

作者：赵程周佳成袁淑雅王德波南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院南京210023

传统的硅压阻式压力传感器存在易受温度影响、断裂韧性较差以及传感节点有限等缺点,因此设计了一种悬浮型阵列结构的石墨烯压力传感器。首先分析了该传感器的结构与原理,然后研究了应变对石墨烯能带结构的影响。最后,建立了顶板-支柱结... 详细信息

传统的硅压阻式压力传感器存在易受温度影响、断裂韧性较差以及传感节点有限等缺点,因此设计了一种悬浮型阵列结构的石墨烯压力传感器。首先分析了该传感器的结构与原理,然后研究了应变对石墨烯能带结构的影响。最后,建立了顶板-支柱结构的压强放大模型和挠度放大模型。理论与仿真结果表明,压强的放大系数与半径比满足负指数关系,随着支柱底面半径的不断减小,放大系数趋于定值;在集中压力模型中,最大挠度与半径比近似满足线性关系,最大挠度与压强呈三分之一幂次关系。

关键词：悬浮型石墨烯压力传感阵列能带结构放大模型