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蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔的非对称温度控制

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 1-11页

作者：李一林黄克谨陈海胜张亮钱行苑杨王韶峰北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非... 详细信息

蒸汽再压缩热泵(VRHP)可以提升隔离壁蒸馏塔(DWDC)的稳态性能,但也加剧了被控变量间的相互耦合,给蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(VRHP-DWDC)的平稳操作带来困难。针对分离中间组分(甲苯)绝对占优的苯/甲苯/二甲苯三元物系的VRHP-DWDC,通过非方相对增益矩阵对操纵与被控变量进行配对,并依据闭环响应分析给出了一种新颖的单温度分散控制系统。由于采用塔顶/侧线热泵压缩机分别控制侧线段/公共提馏段的灵敏板温度,不但加快了侧线产品的响应速度,而且降低了塔底产品的峰值偏差。鉴于高度内部耦合以及失真的温度与组分对应关系导致二者存在较大的稳态偏差,采用双温差结构进一步强化系统设计,由此给出了一种非对称温度控制系统,降低了系统内在非线性因素的影响,因而能够减小侧线和塔底产品的稳态偏差。闭环仿真结果显示了该非对称温度控制系统的优越性。研究表明,VRHP的引入虽然加重了VRHP-DWDC的内部耦合,但也提供了压缩机功率这一潜在操作变量,其较好的控制通道特性与双温差结构的有效应用能在一定程度上改善VRHP-DWDC的闭环操作。

关键词：隔离壁蒸馏塔过程强化蒸汽再压缩热泵温度控制温差控制

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发酵液中乳酸含量测定方法比较研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 34-39页

作者：张校闯胡雪俊李成沈如梦王立功刘广青陈畅北京化工大学化学工程学院北京100029

为寻找高效便捷、成本低廉的乳酸测定方法,对比研究了三氯化铁法和对羟基联苯法对尾菜发酵液中乳酸含量的测定性能。结果显示,三氯化铁法和对羟基联苯法的线性方程相关系数均大于0.99,检出限分别为9.70×10^(-2)g/L和2.35×10^(-3)g/L,... 详细信息

为寻找高效便捷、成本低廉的乳酸测定方法,对比研究了三氯化铁法和对羟基联苯法对尾菜发酵液中乳酸含量的测定性能。结果显示,三氯化铁法和对羟基联苯法的线性方程相关系数均大于0.99,检出限分别为9.70×10^(-2)g/L和2.35×10^(-3)g/L,均满足分析测试要求;精密度测定中,三氯化铁法和对羟基联苯法的相对标准偏差(RSD)分别为1.19%~3.53%和2.54%~3.71%,加标回收率分别为99.3%~105.2%和102.7%~109.1%;杂质的存在对三氯化铁法的测定结果影响较小,但对对羟基联苯法的测定结果有较大影响;统计学检验表明,两种方法对发酵液中乳酸含量的测定结果无显著性差异;与对羟基联苯法相比,三氯化铁法操作简便,测定速度快,试剂成本低,所需样品量少,是较为优异的乳酸含量测定方法,具有广阔的应用前景。

关键词：乳酸三氯化铁法对羟基联苯法含量测定

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HeOH与BuAc酯交换反应共强化系统的评价

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 40-48页

作者：李浩韩帅帅范晨阳陈海胜黄克谨北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

鉴于己醇(HeOH)与乙酸正丁酯(BuAc)酯交换反应的不利动力学和热力学特性,采用基于过程强化的反应蒸馏装置是一条有利的途径。常规反应蒸馏塔(CRDC)虽然考虑了反应-分离操作之间的相互耦合,但却完全忽略了分离操作之间的相互耦合,必然导... 详细信息

鉴于己醇(HeOH)与乙酸正丁酯(BuAc)酯交换反应的不利动力学和热力学特性,采用基于过程强化的反应蒸馏装置是一条有利的途径。常规反应蒸馏塔(CRDC)虽然考虑了反应-分离操作之间的相互耦合,但却完全忽略了分离操作之间的相互耦合,必然导致过大的不可逆性同时可进一步降低系统的稳态性能。单隔离壁反应蒸馏塔(R-SDWDC)的确在一定程度上考虑了分离操作之间的相互耦合,但其外部限定耦合方式致使仍然无法有效降低分离操作的不可逆性。本文基于本课题组最近提出的共强化原理给出了两种双隔离壁反应蒸馏塔(R-DDWDC)的拓扑结构,并将其与CRDC和R-SDWDC进行了深入系统的比较与分析。结果表明,R-DDWDC明显优于CRDC和R-SDWDC,是实施HeOH与BuAc酯交换反应的最佳拓扑结构。得出这一结论的根本原因在于R-DDWDC既能充分考虑分离操作之间的相互耦合,又能有效协调R-DDWDC与反应-分离操作耦合子系统的相互作用。虽然上述结论是通过具有最有利相对挥发度排序的HeOH与BuAc酯交换反应所得到的,但对于任何具有不利动力学与热力学特性的该类反应物系均具有普遍性的指导意义。

关键词：过程强化共强化原理单隔离壁反应蒸馏塔双隔离壁反应蒸馏塔过程设计

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气力分级粉体团聚表征及其影响因素的研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 66-75页

作者：曹迎妮李兴帅焦志伟刘家祥杨卫民于源北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学材料电化学过程与技术北京市重点实验室北京100029

粉体团聚对气力分级设备的分级性能有着重要的影响,是制约机械法制备超细粉体的瓶颈问题。为表征气力分级制备超细粉体时的粉体团聚特性并分析其影响因素,利用筛分法和激光粒度分析法测得的粉体平均粒径比值,提出了团聚参数F,并以此为... 详细信息

粉体团聚对气力分级设备的分级性能有着重要的影响,是制约机械法制备超细粉体的瓶颈问题。为表征气力分级制备超细粉体时的粉体团聚特性并分析其影响因素,利用筛分法和激光粒度分析法测得的粉体平均粒径比值,提出了团聚参数F,并以此为基础分析了粉体颗粒形貌、平均粒径、粒度分布以及粉体流动性对粉体团聚的影响。结果表明:当不同粉体之间的形貌(包括长扁度、球度、棱角度和粗糙度)差异不显著时,颗粒形貌不是引起粉体团聚有所差异的主要因素。粉体平均粒径越大,团聚程度越小;粒度分布指数对团聚的影响取决于粉体整体粗细程度,粗颗粒占比较高的情况下,颗粒不易团聚。因此,对于形貌相似的不同粉体而言,粉体平均粒径和粒度分布是影响粉体团聚的主要因素。此外,通过分析休止角和Hausner值发现,粉体流动性越差,团聚程度越强。

关键词：粉体团聚平均粒径粒度分布颗粒形貌

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X射线光电子能谱技术及其应用

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 1-18页

作者：程斌北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

X射线光电子能谱法(XPS)是最重要且使用最广泛的表面分析技术。较为全面地介绍了X射线能谱法,内容涵盖原理、分析方法、应用及技术进展。原理介绍基于理工科大学本科层级的知识,阐述了XPS的科学原理以及仪器原理;分析方法部分概述了分... 详细信息

X射线光电子能谱法(XPS)是最重要且使用最广泛的表面分析技术。较为全面地介绍了X射线能谱法,内容涵盖原理、分析方法、应用及技术进展。原理介绍基于理工科大学本科层级的知识,阐述了XPS的科学原理以及仪器原理;分析方法部分概述了分析的关键步骤及要点;应用部分以热门研究的材料类型分类(催化剂、生物材料、碳材料、高分子材料等)进行介绍,介绍的同时兼顾介绍了X射线光电子能谱法的一些常用技术以及在各种材料中的应用特点。本文旨在帮助该领域的初学者,包括尚未完全熟悉该技术的研究人员、研究生和X射线光电子能谱从业人员,使他们能够全面了解X射线光电子能谱技术。

关键词： X射线光电子能谱法(XPS) X射线光电子能谱仪

结合极化白化滤波和SimSD-CapsuleNet的PolSAR图像配准

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测绘学报 2024年第3期53卷 450-462页

作者：项德良丁怀跃管冬冬程建达孙晓坤北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 火箭军工程大学作战保障学院陕西西安710025 临沂大学自动化与电气工程学院山东临沂276000

极化合成孔径雷达(PolSAR)图像配准在地物分类、变化检测、图像融合中都具有广泛应用。现有的PolSAR图像配准方法,无论是基于深度学习还是传统方法,大多采用PolSAR幅度影像信息进行处理。这种处理方式导致大量极化信息丢失,同时在PolSA... 详细信息

极化合成孔径雷达(PolSAR)图像配准在地物分类、变化检测、图像融合中都具有广泛应用。现有的PolSAR图像配准方法,无论是基于深度学习还是传统方法,大多采用PolSAR幅度影像信息进行处理。这种处理方式导致大量极化信息丢失,同时在PolSAR图像固有相干斑噪声影响下,配准精度和可靠性表现不佳。为此,本文首先发展了一种有效的基于极化白化滤波(PWF)精细化处理的关键点检测器,利用PWF对PolSAR图像进行相干斑噪声抑制,通过阈值约束、形态学腐蚀及非极大值抑制来选取显著且分布均匀的匹配关键点。进一步地,本文设计了一种孪生简单稠密胶囊网络(SimSD-CapsuleNet)来快速提取PolSAR图像的浅层纹理特征和深层语义特征,同时为了充分利用极化信息,本文将极化协方差矩阵作为输入数据。本文计算了胶囊形式特征描述符之间的距离,并将其输入硬L2损失函数用于模型的训练。本文方法在不同传感器获取的不同分辨率PolSAR图像上进行验证。结果表明,该方法能够在更短的时间内获取更加均匀且数量更多的匹配关键点,结合PWF和深度神经网络可以实现快速准确的PolSAR图像配准。

关键词：极化合成孔径雷达极化白化滤波器胶囊网络 PolSAR图像配准极化协方差矩阵

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轴向预紧作用下的组合转子轴系模态特性研究

振动与冲击 2024年第4期43卷 76-86,157页

作者：李维博王维民李铭王威张帅北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学发动机健康监测及网格化教育部重点实验室北京100029 北京航天动力研究所北京100076

组合转子轴系结构是空天动力装备中发动机转子系统的主要结构,由于轴系中各部件接触面的存在使得转子系统动力学特性难以准确掌握,当涉及转子工作转速裕度时会产生一定的设计风险。针对组合转子轴系单主轴多部件轴向预紧结构特点,考虑... 详细信息

组合转子轴系结构是空天动力装备中发动机转子系统的主要结构,由于轴系中各部件接触面的存在使得转子系统动力学特性难以准确掌握,当涉及转子工作转速裕度时会产生一定的设计风险。针对组合转子轴系单主轴多部件轴向预紧结构特点,考虑转子不同接触面之间非线性连接参数,提出一种综合利用薄层单元和零长单元建模的两步模型修正方法,采用基于响应面优化的静态结构非线性分析以及基于随机统计学模型的粗糙表面接触分析进行薄层单元材料参数以及零长单元接触刚度系数识别,建立组合转子轴系动力学模型。根据某型发动机氢涡轮泵转子结构特点设计制造转子试件,对其自由模态进行试验研究,得到了不同螺纹预紧状态以及轴向预紧作用对组合转子轴系前两阶模态特性的影响。对比试验数据可知所提模型优化方法可以很好地反映出不同轴向预紧作用下组合转子轴系前两阶模态频率的变化趋势,在转子模态参数线性变化范围内计算误差小于1%,验证了该方法的正确性和有效性,为组合转子轴系精细化建模提供了参考依据。

关键词：涡轮泵组合转子轴系模态特性薄层单元零长单元参数识别

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毕赤酵母全蛋白质组信号肽及分泌蛋白分析

生物工程学报 2024年第3期40卷 834-846页

作者：朱淩宣崔鑫胡善桐王诗卉张桂敏北京化工大学生命科学与技术学院北京100029

信号肽是影响毕赤酵母异源蛋白分泌效率的关键因素之一。目前最常使用的信号肽是来自酿酒酵母的α交配因子(α-mating factor,MFα)的信号肽,利用这个外源信号肽已经成功分泌表达了多种异源蛋白。然而,MFα可能不适用于所有外源蛋白的... 详细信息

信号肽是影响毕赤酵母异源蛋白分泌效率的关键因素之一。目前最常使用的信号肽是来自酿酒酵母的α交配因子(α-mating factor,MFα)的信号肽,利用这个外源信号肽已经成功分泌表达了多种异源蛋白。然而,MFα可能不适用于所有外源蛋白的分泌表达。毕赤酵母分泌蛋白中具有许多典型的信号肽序列,这些内源信号肽可以提供除MFα信号肽之外更为广泛的信号肽选择。因此,有必要分析预测所有内源信号肽引导外源蛋白分泌效果。本研究利用SignalP、TMHMM、Phobius、WoLF PSORT和NetGPI等生物信息工具对毕赤酵母GS115(ATCC 20864)的全蛋白组进行内源蛋白信号肽及分泌特征的预测,得到了信号肽分布、长度、氨基酸比例和保守性等规律,同时筛选得到69个分泌蛋白及其信号肽,并通过分泌蛋白组验证给出了10条可能用于外源蛋白表达的内源性信号肽。本研究获得的内源性信号肽或许为毕赤酵母表达外源蛋白提供了新的有力工具。

关键词：毕赤酵母蛋白质组信号肽分泌蛋白生物信息学分析

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带切向接管内压圆筒的极限承载能力计算

压力容器 2024年第2期41卷 49-57页

作者：赵晓凤钱才富吴志伟北京化工大学机电学院北京100029

针对压力容器切向接管开孔结构存在较大结构不连续性、易产生较高局部应力、目前没有适用的圆柱壳切向接管结构常规设计方法的问题,采用极限载荷分析方法,探讨不同切向接管无量纲结构参数(直径比do/Di≤0.3、径厚比Di/T≤125、厚度比t/T... 详细信息

针对压力容器切向接管开孔结构存在较大结构不连续性、易产生较高局部应力、目前没有适用的圆柱壳切向接管结构常规设计方法的问题,采用极限载荷分析方法,探讨不同切向接管无量纲结构参数(直径比do/Di≤0.3、径厚比Di/T≤125、厚度比t/T≤1.75)对承压圆柱壳体极限承载能力的影响,并定义了基于无接管壳体的强度削弱系数。结果表明,这3个因素都对圆柱壳切向接管结构的强度具有显著影响,当do/Di和Di/T增大、t/T减小时,强度削弱系数增大,意味着切向接管对圆柱壳的强度削弱程度增大。在大量计算结果基础上,对强度削弱系数进行回归分析,得到了回归方程,为带切向接管内压圆筒结构的强度设计提供参考。

关键词：圆柱壳切向接管极限载荷分析强度设计