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2006年 第57卷 第11期 刊出日期:2006-11-25
    传递现象
    表面活性剂添加对歧管式微通道阻力特性的影响
    刘启明;夏国栋;齐景智
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2525-2530. 
    摘要 ( 576 )   PDF (666KB) ( 210 )  
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    歧管式微通道(MMC)热沉具有热阻小、结构紧凑、冷却液流量小、流速低、沿着流动方向温度分布均匀等优点,但其小尺寸所产生的较大压降却增加了泵功的损耗.本文研究了表面活性剂添加对其阻力特性的影响,实验选用了纯度为95%的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和纯度为98%的新型绿色非离子表面活性剂烷基多糖苷(APG)作为减阻添加剂,浓度分别为100和300 mg·kg-1,结果表明阻力减小率与流速和温度有关.在层流区内减阻效果不是特别明显;但是当流体进入紊流区后阻力减小率开始明显增大,尤其是进入充分发展的紊流区后减阻效果大大加强.此外,温度的提升也可增加阻力减小率,但添加SDS后减阻效果的改善却不及APG.通过对两种不同类型表面活性剂的实验比较,发现温度较高时APG比SDS具有更佳的减阻效果.
    三维翅片管外螺旋流动传热强化
    张正国;余昭胜;方晓明;高学农
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2531-2535. 
    摘要 ( 855 )   PDF (541KB) ( 310 )  
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    流体在螺旋隔板换热器的壳程类似于塞状流流动,几乎没有返混和流动死区.在相同压降下,其传热系数比普通的弓形隔板换热器高得多.以润滑油作为实验介质,研究了润滑油在螺旋隔板单管换热器的壳程传热和压降性能,并与光滑管进行了性能对比.采用Wilson图解法分别分离出了螺旋隔板花瓣管和光滑管单管换热器的管程传热系数,并计算出各自的壳程传热系数,壳程传热系数相对误差为±3%.实验结果表明,在相同Reynolds数下,螺旋隔板花瓣管单管换热器的Nusselt数和压降Δp分别是螺旋隔板光滑管单管换热器的2~2.7倍和1.3~1.4倍.与螺旋隔板光滑管单管换热器相比,螺旋隔板花瓣管单管换热器的传热性能的提高远高于压降的提高,证明在螺旋流条件下,花瓣管具有很好的传热强化性能.
    过渡状态冷凝传热模型
    兰忠;马学虎;周兴东;宋天一
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2536-2542. 
    摘要 ( 756 )   PDF (677KB) ( 336 )  
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    引入沟流级别的概念解释过渡状冷凝形态的形成特征,并在此基础上,将过渡状冷凝传热表示为通过滴状区与沟流区上的传热之和,建立了反映界面效应影响的过渡状冷凝传热模型.设计了人工形成沟流形态的冷凝表面,其实验结果与模型计算结果吻合;模型计算也与实际自然形成沟流冷凝形态的传热过程吻合.模型对滴状区的传热计算,以液滴分布时间序列构象模型为基础,并将滴状区最大液滴与沟流级别相关联,得到与界面效应相关的滴状区传热模型;沟流区传热计算,以在一定厚度液膜上的冷凝传热模型为基础,并根据沟流形态模型,求出液膜厚度与沟流区所占面积分率.模型描述了过渡状冷凝形态形成特征以及过渡状冷凝传热系数随表面自由能差渐进变化的规律.
    三种内翅片管管内流动与换热特性
    田林;王秋旺;谢公南;赵存陆;罗来勤
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2543-2548. 
    摘要 ( 900 )   PDF (451KB) ( 384 )  
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    在恒热流边界条件下,对以空气为工质的分别带有3种不同纵向内翅片换热管的流动与换热特性进行了实验研究,实验管带有堵塞芯管.3种不同的纵向内翅片为:平直翅片、带有突起的翅片以及波纹形翅片.得出了所测参数范围内的换热与阻力的实验关系式.采用两种不同的标准对所测3根换热管的综合换热性能进行了评价,结果表明,带有波纹形内翅片的换热管在两种评价标准下均表现出了优异的综合换热性能.
    矩形窄通道内带纵向涡发生器的传热强化
    王令;陈秋炀;曾敏;周砚耕;王秋旺;黄彦平;肖泽军
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2549-2553. 
    摘要 ( 644 )   PDF (494KB) ( 307 )  
    相关文章 | 多维度评价
    对带有纵向涡发生器的水平矩形窄通道内水的强化传热与阻力特性进行了实验研究,得出了Re在3000~20000(过渡区和湍流区)范围内纵向涡发生器不同安装形式对水的流动与换热特性的影响规律.结果表明:带纵向涡发生器(LVGs)的通道比光通道的传热因子j提高了25%~55%,同时阻力有所增加.在3种不同比较准则(相同泵功、相同压降及相同质量流量)条件下,两侧安装有交叉方向LVGs的通道换热效果较好,顺流方向换热效果略好于逆流方向.
    管内周期性自旋流强化传热的结构优化
    王杨君;邓先和;洪蒙纳;李志武
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2554-2561. 
    摘要 ( 620 )   PDF (1237KB) ( 287 )  
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    在圆管内间隔插入多个旋流片的流道中,流体流动呈现周期性自旋流.用数值模拟方法对空气湍流情况的传热和流阻性能受相邻旋流片间距Lp、旋流角β和旋转角α3个因素的影响进行了分析,并得出旋流片的优化结构,而且实验验证了数值模拟预测的正确性.结果表明:α越大,传热性能越好,阻力越大;Lp越小,传热性能越好,阻力越大;β越大,传热性能越好,而阻力损失因受到摩擦阻力和形体阻力的综合影响而呈现非单调变化.旋流片的最佳结构参数为:旋流角β为20.3°,旋转角α为180°,相邻旋流片间距Lp为33d.与α相比,β对传热和流阻性能的影响更显著.
    碳纳米管悬浮液在重力热管中的沸腾特性
    薛怀生;樊建人;胡亚才;洪荣华
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2562-2567. 
    摘要 ( 842 )   PDF (1404KB) ( 322 )  
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    为研究纳米流体的沸腾传热效果,进行了以碳纳米管充装的重力热管的沸腾特性实验.以碳纳米管悬浮液为工质的重力热管的起沸温度、温度漂移及蒸发段管壁温度比水工质热管的高,热管的热阻增大,换热性能恶化.通过测定,水中添加碳纳米管颗粒后悬浮液的表面张力增大,使得加热壁面的活化成核点密度、数量、脱离频率、气泡体积、气泡间聚合能力发生改变,气液界面处的温度梯度和浓度梯度引发Marangoni流动,易蒸发组分水在界面处的蒸发产生质扩散效应.几种因素的共同作用使热管蒸发段管壁和热管的启动温度上升,热阻增大,热管的传热性能恶化.
    振动力场作用下的单螺杆挤出机固体输送理论
    石宝山;瞿金平;何和智;冯彦洪
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2568-2576. 
    摘要 ( 555 )   PDF (12744KB) ( 151 )  
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    在单螺杆挤出机中,通过螺杆的轴向振动将振动力场引入聚合物固体输送过程,提出振动力场强化固体输送过程的新概念.以螺槽中运动的物料为对象建立了振动力场强化固体输送过程的数学模型,并获得了物料沿螺槽方向输送的压力(密度)、速度的近似解析解.传统固体输送过程就是当螺杆轴向振动的振幅为零时的特例,此时的压力降与Darnell and Mol 理论一致,但不同的是物料速度及密度沿螺槽方向是变化的,从而修正了Darnell and Mol 固体输送理论.螺杆的轴向振动提高了固体输送平均压力,缩短了固体输送的长度,增加了固体输送角.透明料筒全程可视化实验挤出机证明了螺杆轴向振动确实缩短了物料固体压实输送所需的螺槽长度.
    水平细圆管内非共沸混合工质的流动沸腾
    胡自成;马虎根;宋新南
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2577-2581. 
    摘要 ( 736 )   PDF (5258KB) ( 289 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以非共沸混合工质R32/R134a为实验工质,进行了水平细圆管内流动沸腾换热实验.在获取大量实验数据的基础上,分析了质量干度、热通量和质量通量密度对沸腾换热的影响,讨论了各种工况下的换热机理,比较分析了细圆管和常规管道内流动沸腾换热性能.实验结果表明:在本实验范围内,水平细圆管内流动沸腾换热主要受热通量的影响,绝大部分实验工况下核态沸腾占主导地位.尺度效应是引起微细通道内流动沸腾换热特性不同于常规管道的主要原因.
    高压下高比表面丝网规整填料传质性能的测试
    吴西瑞;唐忠利;王广全;袁希钢;余国琮
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2582-2585. 
    摘要 ( 783 )   PDF (800KB) ( 465 )  
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    多相流
    水平管内气液两相泡状流进口段壁面切应力
    苏玉亮;张鸣远;侯洪宁;杨建;朱宪然
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2586-2590. 
    摘要 ( 593 )   PDF (5759KB) ( 274 )  
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    利用TSI-1268W热膜探头对内径为35 mm的水平管内气液两相泡状流的壁面切应力进行了直接测量,得到了进口段不同截面上沿周向不同位置处的壁面切应力数据,通过分析实验段进口段的壁面切应力沿管长的变化来确定进口段的长度.结果表明,液相中加入气泡后增加了壁面切应力数据的离散程度.在实验参数范围内,测量的壁面切应力进口段的长度在52D~65D之间,并且壁面切应力进口段随着液流Reynolds数和截面含气率的增大而增大.液相中加入气泡后在不同的测量角度壁面切应力的变化呈现不同的特征.
    同轴双通道气流式雾化喷嘴初次雾化过程
    曹显奎;许建良;李伟锋;刘海峰;于遵宏
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2591-2596. 
    摘要 ( 745 )   PDF (864KB) ( 420 )  
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    对同轴双通道气流式雾化喷嘴的初次雾化过程进行了实验研究,发现在初次雾化过程中,初始微小扰动经过一段距离(即未扰动长度)后,在液体射流表面发展成为可以观察到的不稳定波.当气速Ug超过一临界值(大约25 m·s-1)时,在不稳定波的波峰附近,形成小的突起,这些突起迅速被拉成细长液丝,液丝进一步破裂成液滴,最终导致液体的初次雾化.同时得到不稳定波长λm与环隙通道出口气速Ug、中心通道出口水速UL的关系为λm=68.60 U-0.79gU-0.24L;未扰动长度Lu与气速Ug、水速UL的关系为Lu=783.8 U-1.54gU-0.16L.
    催化、动力学与反应器
    金属卟啉负载炭黑电催化剂氧还原性能
    任奇志;麻晓霞;谢先宇;阎陶;马紫峰
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2597-2603. 
    摘要 ( 805 )   PDF (633KB) ( 632 )  
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    合成了四甲氧基苯基钴卟啉(CoTMPP)和四甲氧基苯基铁卟啉(FeTMPP)配合物,分别负载于经过双氧水和硝酸预处理且掺杂了MnOx的炭载体,用于质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应电催化剂.讨论了不同中心金属离子、不同载体、不同预处理方法和不同焙烧温度对催化剂催化活性的影响.通过旋转圆盘电极技术(RDE)和紫外可见光谱(UV-vis)测试,利用循环伏安曲线(CV)和Koutevky-Levich关系式评价了电催化剂对氧还原反应的电催化性能.研究表明,CoTMPP负载于双氧水处理过的炭载体BP 2000上活性最好,焙烧的最佳温度是900℃,同时发现在载体中掺杂MnOx并没有达到预期效果.
    Mn、Fe取代六铝酸盐的结构和甲烷催化燃烧性能
    马丽景;王林宏;李殿卿;宋永吉
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2604-2609. 
    摘要 ( 688 )   PDF (741KB) ( 329 )  
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    采用化学可控共沉淀法制备了系列取代六铝酸盐LaMexAl12-xO19-δ(Me=Fe、Mn)催化剂,研究了焙烧温度和Fe、Mn的离子取代量对催化剂比表面、结构及甲烷催化燃烧活性的影响.结果表明,催化剂前驱物经1000℃焙烧,催化剂中开始有六铝酸盐晶相生成; 当焙烧温度提高到1200℃时,样品主要以六铝酸盐晶相存在.增加Fe、Mn离子取代量可以提高六铝酸盐晶相的结晶度,但同时导致晶粒增大,引起比表面下降.由XPS和TPR分析表明,Mn在六铝酸盐结构中以+2价和+3价混合价态存在,而Fe以+3价形式存在.用Fe和Mn离子取代晶格中的Al3+大大提高了六铝酸盐对甲烷催化燃烧活性,当Mn离子的取代数为1,Fe离子的取代数为2时催化剂的活性最高.
    含Ni介孔分子筛的合成及其对苯加氢催化性能
    姜廷顺;赵谦;殷恒波;陆路德;杨绪杰
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2610-2615. 
    摘要 ( 656 )   PDF (2028KB) ( 167 )  
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    采用水热法合成出不含镍和含镍的硅基介孔分子筛.利用XRD、FT-IR、TPR、TEM和比表面孔径测定等手段对样品进行了表征.结果表明:合成出有序性好的介孔分子筛(MCM-41),550 ℃焙烧可以将模板剂有效去除,所合成介孔分子筛负载Pt后介孔有序性降低,但是介孔结构仍然存在.苯催化加氢反应研究表明:不含Ni的介孔分子筛不具有加氢活性,当将其负载Pt后具有苯加氢催化活性;含Ni介孔分子筛本身具有苯加氢活性,含Ni介孔分子筛负载Pt后苯加氢催化活性有较大的提高,所有样品的环己烷选择性都接近100 %,说明含Ni介孔分子筛可以直接作为苯加氢反应的催化剂或作为苯加氢催化剂良好的载体.
    无烟粉煤催化气化含碱灰渣的煅烧脱碱
    李宝霞;张济宇
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2616-2623. 
    摘要 ( 564 )   PDF (2443KB) ( 289 )  
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    在具有温控的小型高温加热炉中,通过静态煅烧研究了温度、时间及助剂对高变质程度无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣中碱含量的影响,结果表明:最佳的脱碱煅烧温度及时间分别为870℃和30 min;最佳的脱碱助剂高岭土在其添加浓度为5%时,灰渣脱碱率可达100%.采用X射线粉晶衍射及扫描电镜对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了含碱灰渣煅烧脱碱过程的实质,即在适宜煅烧温度下,含碱灰渣中被活化的主要矿物质SiO2(形成玻璃网络氧化物)、Al2O3(修饰中间氧化物)和熔融并分解的Na2CO3(分解为修饰网络氧化物Na2O)等发生化学反应转变为中性物质霞石(NaAlSiO4)及其他无定形复合硅酸盐,从而降低了灰渣中的碱含量.
    分解炉中NO生产模拟与优化
    黄来;陆继东;李卫杰;胡芝娟;王世杰;肖贤云
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2624-2630. 
    摘要 ( 544 )   PDF (2419KB) ( 240 )  
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    针对水泥行业中水泥分解炉产生NO的过程进行了机理性分析,同时推导了描述分解炉中NO生成的机理性模型,并对分解炉中的NO生成进行了全三维模拟研究.模拟结果与现场测试结果进行了比较,验证了模拟的合理性.对分解炉的生料入口位置进行了改造,在不影响生产的前提条件下,对单独分风、分料和同时分风分料时降低分解炉内NO生成的情况进行了模拟优化,分析得到了分料方法是降低分解炉中NO的最有效途径的结论,为降低水泥分解炉中NO排放提供了实用的参考依据.
    水泥回转窑内NO生成的模拟
    王世杰;陆继东;李卫杰;任合斌;李捷;胡芝娟
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2631-2637. 
    摘要 ( 728 )   PDF (1228KB) ( 498 )  
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    采用气固流动、煤粉燃烧和NO生成模型,结合物料烧成过程的物理化学反应热效应的一维热流函数,对采用4通道燃烧器的某3000 t·d-1生产能力的全尺寸水泥回转窑内NO的生成进行了数值模拟研究,对水泥回转窑内NO生成机理及分布规律进行深入的分析.研究结果表明:水泥回转窑内NO生成主要为热力型NO和燃料型NO,并且以热力型NO为主要生成方式,燃料NO主要在窑头的燃烧带产生,热力NO主要产生于高温烧成带,并且燃料NO与热力NO的生成过程存在着相互抑制作用.
    催化精馏制备乳酸乙酯
    高静;周丽亚;赵学明;黄志红;刘春江
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2638-2641. 
    摘要 ( 658 )   PDF (750KB) ( 551 )  
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    分离工程
    以中空纤维膜为成型模板制备壳聚糖微萃取探针
    王玉军;陈洁;陈飞;骆广生;戴猷元
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2642-2646. 
    摘要 ( 619 )   PDF (1236KB) ( 317 )  
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    二元常规间歇精馏的最小汽化总量
    王为国;王存文;吴元欣;曾真
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2647-2651. 
    摘要 ( 805 )   PDF (408KB) ( 375 )  
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    壳聚糖衍生物对Zn(Ⅱ)的吸附行为
    丁萍;黄可龙;李桂银;曾雯雯;焦飞鹏
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2652-2656. 
    摘要 ( 731 )   PDF (495KB) ( 355 )  
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    过程系统工程
    浆液法聚乙烯连续聚合过程中牌号过渡的优化
    王平;王靖岱;阳永荣
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2657-2663. 
    摘要 ( 926 )   PDF (470KB) ( 351 )  
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    针对淤浆法乙烯聚合工艺串联生产过程,以切换时间最短和产生废料量最少为目标,对“反应釜-反应釜-造粒机”三者串联过程,建立了包括后处理过程在内的牌号切换优化模型.并利用迭代动态规划法对目标函数求解,得到各反应釜中聚合温度、氢气与乙烯单体浓度比([H2]/[C2])、共聚单体丁烯与乙烯单体浓度比([C4]/[C2])、催化剂进料流率4个操作变量和聚合物产品各性能指标的变化轨迹以及造粒机中聚合物熔融指数(MI)的变化轨迹.研究表明,聚合物的性能指标由反应过程和造粒过程共同决定.在目标函数中考虑造粒过程的影响后,能够有效抑制操作变量的剧烈变化,使其变化轨迹趋于平缓,保证切换生产过程的安全进行.
    基于特征子空间的KPCA及其在故障检测与诊断中的应用
    付克昌;吴铁军
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2664-2669. 
    摘要 ( 964 )   PDF (524KB) ( 410 )  
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    针对标准KPCA(kernel principal component analysis)不适合大样本分析的缺点,提出了一种基于特征子空间的KPCA(FS_KPCA)及其故障检测与诊断方法,该方法通过构建具有较小维数的特征子空间上的正交基来简化核矩阵,从而降低KPCA的计算复杂性.与标准KPCA方法相比,FS_KPCA方法具有更高的计算效率且只需较小的计算机存储空间.通过非等温连续反应釜过程的故障检测与诊断的应用实例,说明了本算法的有效性.

    基于核主角的故障检测方法
    范玉刚;李平;宋执环
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2670-2676. 
    摘要 ( 770 )   PDF (599KB) ( 243 )  
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    基于主元分析(PCA)的统计检测方法已经被广泛应用于各种化工过程的故障检测和识别.移动主元分析(moving principal component analysis,简称MPCA)算法基于PCA,根据主元子空间的变化来判断故障是否发生.然而,基于主元分析的统计检测方法是线性方法,无法有效应用于非线性系统.因此,提出一种适合于非线性系统的故障检测方法——基于核主角(kernel principal angle,简称KPA)的故障检测方法,其基本思想与MPCA相似,主要内容包括构建特征子空间和核主角测量两部分.TE过程故障检测仿真实验证明,基于核主角的故障检测方法优于传统的多元统计检测方法(cMSPC)和MPCA.
    表面与界面工程
    紫铜海水管焊接部位在人工海水中的腐蚀行为
    王宏智;陈君;周建奇;姚素薇;张卫国
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2677-2681. 
    摘要 ( 622 )   PDF (875KB) ( 432 )  
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    通过阳极极化曲线、交流阻抗测试、扫描电镜研究了紫铜海水管焊接部位在人工海水中的腐蚀行为.结果表明:紫铜、白铜焊缝和黄铜焊缝在人工海水中的阳极过程类似,相同电位下,白铜焊缝的电流密度最小,耐蚀性最佳,与阻抗测试结果一致.黄铜焊缝在电位-0.012 V时出现电流峰,腐蚀产物膜多孔、疏松,随后电极进入钝化区,钝化膜由Cu2O、CuCl和ZnO组成;随电位升高,钝化膜溶解,发生铜锌置换反应,沉积的Cu导致活性电对的形成,增加了合金的腐蚀速度;当电位为+0.87 V时,电极表面富集了针状锡和锡的氧化物.随后,电极表面积累的锡和锡的氧化物及腐蚀产物层对脱锌腐蚀有一定的阻碍作用,电流密度有所下降,最后腐蚀达到一种动态平衡,腐蚀机制为溶解-再沉积机理.
    等离子喷涂TiO2涂层的海水环境失效机制
    范艳华;尹衍升
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2682-2685. 
    摘要 ( 616 )   PDF (1232KB) ( 271 )  
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    运用电化学阻抗测试技术对不同腐蚀时间的涂层进行测试,参照等离子喷涂制备的TiO2涂层的形貌结构特点,分析TiO2涂层在海水介质中的腐蚀失效过程.研究表明:涂层的极化电阻在浸泡初期降低较快,后因腐蚀产物和污损物阻塞腐蚀通道,极化电阻又有所上升,趋于稳定.建立合适的等效电路分析涂层腐蚀的阻抗谱,考察各元件参数的变化,进一步分析涂层腐蚀的规律.
    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    醛脱氢酶基因敲除对克氏肺炎杆菌合成1,3-丙二醇的影响
    张延平;杜晨宇;黄志华;刘铭;曹竹安
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2686-2692. 
    摘要 ( 624 )   PDF (1376KB) ( 339 )  
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    利用Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇时,一部分甘油通过氧化代谢途径大量合成副产物乙醇,降低了1,3-丙二醇的得率.醛脱氢酶ALDH是乙醇合成途径的关键酶之一,其催化作用不仅消耗了大量甘油,还将还原型辅酶NADH氧化为NAD+,降低了同为NADH依赖型的1,3-PD合成途径的效率.本文以醛脱氢酶ALDH为改造目标,以K.pneumoniae为宿主,通过同源重组技术在K.pneumoniae M5aL的ALDH基因中成功地插入了四环素抗性基因,经抗性筛选和基因水平鉴定,得到两株ALDH基因敲除的重组菌0623-1hb及0623-1hc.本文研究了这两株重组菌的生长代谢特性,结果表明两株重组菌的ALDH酶活基本检测不到,菌体生长受到明显抑制,乙醇合成浓度比出发菌株K.pneumoniae M5aL降低了43%~53%,1,3-PD合成浓度及摩尔得率分别提高了27%~42%和19%~24%.
    能源和环境工程
    质子交换膜燃料电池动态过程的数值模拟
    胡桂林;樊建人;岑可法
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2693-2698. 
    摘要 ( 576 )   PDF (653KB) ( 420 )  
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    为描述质子交换膜燃料电池的动态过程,发展了一个基于计算流体动力学的非稳态、非等温的三维两相流数学模型.应用模型对一蛇形流道结构的质子交换膜燃料电池单体进行了数值计算,得到了电池启动过程中电池阴极侧膜表面温度和电流密度等特征参数的动态过程变化曲线.最后,分析了阴极入口速度、湿度和电池电压阶跃变化后电池特性的动态响应特性.结果表明:电池的启动时间和阶跃响应时间均为秒的数量级,与大多数模型模拟的结果相一致.

    直接甲醇燃料电池参比电极的设计与稳定性
    毛庆;孙公权;赵新生;杨少华;辛勤
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2699-2704. 
    摘要 ( 669 )   PDF (657KB) ( 297 )  
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    提出了用于原位测量直接甲醇燃料电池(DMFC)极化的参比电极的结构设计,并考察了电解质的润湿程度对参比电极的电位及其电位稳定性的影响.结果表明:在可逆氢电极(RHE)作为参比电极的DMFC中,RHE的电位随电解质润湿程度的增加而降低,其电位的稳定性主要取决于其表面状态的稳定性.提出要获得电位稳定及测量准确的极化曲线,RHE处的电解质应处于对侧液态水润湿的状态,且电极表面要有适量、稳定流速的氢气.

    海藻酸钠-聚乙烯醇共固定化细胞脱除燃料油中的有机硫
    马挺;李国强;李剑;李珊珊;李红;梁凤来;刘如林
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2705-2713. 
    摘要 ( 927 )   PDF (4707KB) ( 511 )  
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    从孤岛油田油浸土壤中筛选得到能降解二苯并噻吩(DBT)的红平红球菌DS-3, 对其进行了固定化研究.选取海藻酸钠(SA〖DK〗)-聚乙烯醇(PVA)为包埋固定化载体, 以1 mmol·L-1二甲基亚砜培养菌体, 固定化最佳操作条件为4℃交联, 8%PVA和2%SA混合, 细胞在胶液中的浓度为0.1 g·ml-1, 氯化钙含量为2%,此时固定化细胞不但具有良好的脱硫性能, 而且脱硫重复性好, 其寿命可以达到250 h以上.固定化细胞在3次循环后能使模拟柴油中的DBT含量从0.5 mmol·L-1降至0.011 mmol·L-1, 总脱硫率达到93%, 平均脱硫效率约为0.225 mg DBT· (g DCW)-1·h-1.同样条件下能将精制柴油的硫含量由340 mg·L-1降到42 mg·L-1, 总脱硫率为87.64%.DS-3能利用醇类、饱和的C8~C15脂肪烃, 但不能利用环烷烃、芳香烃、小于C8或大于C15的脂肪烃, DS-3优先利用碳源的顺序是乙醇、葡萄糖和烷烃.脱硫前后的精制柴油经GC-FID分析证实, 固定化细胞对C—S键具特异性, 不降低柴油的热值.

    蒽醌染料活性艳蓝KN-R的ACF电极成对电解脱色
    杨卫身;毕会锋;王斌;杨凤林
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2714-2719. 
    摘要 ( 650 )   PDF (4761KB) ( 304 )  
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    在恒电流模式下,采用无隔膜电解槽,同时以活性炭纤维(ACF)为阳极和阴极,研究了不同电流密度下蒽醌染料活性艳蓝KN-R的脱色效果和脱色机制.结果表明:0~0.1 mA·cm-2时,脱色是由于染料在ACF上的吸附,极化对吸附行为影响不大,脱色率在15%左右;0.2~0.6 mA·cm-2时,阳极电位达到该染料在ACF上的氧化电位(0.5 V),阴极电位未达到其还原电位(-0.7 V),脱色是由于阳极电氧化和阴极吸附,脱色率最高可达52%;0.7~1.0 mA·cm-2时,发生成对电解,即阳极电氧化和阴极电还原同时使染料脱色,脱色率最高可达83%.
    废旧电路板真空热解
    彭绍洪;陈烈强;甘舸;蔡明招
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2720-2726. 
    摘要 ( 830 )   PDF (513KB) ( 620 )  
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    采用热重分析仪和固定床热解反应器对废旧电路板进行了低真空条件下的热分解实验.研究了混合废旧电路板在真空下的降解特性、热解动力学以及热解条件对热解产品产率的影响,并讨论了真空和氮气条件下电路板热解的差异.实验结果表明真空降低了电路板热解的表观活化能,提高了热解产物的挥发性,减少了二次裂解反应,因而真空有利于提高液体产品的产率,降低气体和固体产品的产率.废旧电路板的真空热解液体产品主要由酚、烷基酚、双酚A、水以及各种溴酚构成,液体中总溴高达13.47%,其中一半左右以有机溴的形式存在,因此液体产品适合用于分离提取化工原料而不宜用于作燃料.
    煤气热电三联供系统能量利用系数的分析
    薛永锋;沈胜强;赵中友
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2727-2730. 
    摘要 ( 637 )   PDF (405KB) ( 193 )  
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    间歇式水解-好氧循环工艺处理聚乙二醇废水
    杨翠娴;李清彪;廖鑫凯;何宁;卢英华;陈翠雪;洪金庆
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2731-2734. 
    摘要 ( 649 )   PDF (2443KB) ( 375 )  
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    水/油两相萃取系统下利用O2光化学氧化噻吩
    赵地顺;李发堂;罗青枝;王娜;李翔宇
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2735-2738. 
    摘要 ( 582 )   PDF (450KB) ( 162 )  
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    材料科学与工程
    浸浆制备过程中载体微结构及涂膜工艺参数对膜厚度的影响
    丁晓斌;范益群;徐南平
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2739-2744. 
    摘要 ( 725 )   PDF (680KB) ( 499 )  
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    以“浸浆”成型法制备α-Al2O3陶瓷膜过程为研究对象,提出以载体的纯水渗透性能关联载体的微结构参数来预测载体对膜厚度的总体影响的方法.实验考察了涂膜工艺参数(浸浆时间和流动速度)以及载体纯水渗透性能对膜厚度的影响.结果表明:浸浆时间越长,所形成的膜层厚度越厚且膜厚度与浸浆时间的1/2次方呈正比.而当载体孔道被完全充满后,膜厚度随着时间延长而下降;在制膜液进入载体和脱离载体过程中,膜厚度首先随着制膜液的流动速度的2/3次方线性增长,当流动速度超过一定值后,膜厚度不再变化;载体的渗透性能越优越,越有利于膜厚的形成,且膜厚度与载体的纯水渗透通量呈线性关系.
    纳米二氧化硅复合涂料的制备及其性能
    张卫国;王小燕;姚素薇;王宏智
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2745-2749. 
    摘要 ( 700 )   PDF (655KB) ( 871 )  
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    通过表面改性技术制备了疏水性的纳米二氧化硅粒子,粒径约50 nm.在机械搅拌和超声场共同作用下,将纳米二氧化硅均匀分散到聚氨酯清漆中,制得纳米二氧化硅复合涂料,考察了纳米二氧化硅复合量对复合涂料性能的影响.直接腐蚀实验、阳极极化和交流阻抗测试结果表明,加入偶联剂改性的纳米二氧化硅后,复合聚氨酯清漆在氯化钠溶液中的抗腐蚀能力明显提高,浸泡腐蚀失重量减小约20%~70%,阳极腐蚀电流降低1个数量级以上,低频区涂层阻抗值增大2个数量级以上.油漆剪切强度和剥离强度实验显示,纳米复合漆膜的附着力增加.
    一种新型两性界面活性剂的减阻特性
    魏进家;川口靖夫;David J. Hart
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2750-2754. 
    摘要 ( 667 )   PDF (1624KB) ( 351 )  
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    对一种新合成的两性界面活性剂N,N,N-三甲胺-N′-油酸酰亚胺在二维通道内的减阻特性进行了实验研究.为了能进行低温测试,以20%的甘醇不冻液为溶剂.溶液质量浓度范围为(5×10-5)~(1×10-3),测试温度为-5℃和25℃.用粒子成像测速仪对减阻流动的湍流特性进行了测量.实验表明,这种新型界面活性剂溶液呈现明显减阻特性,且减阻特性与浓度和温度均有很大的关系,最大减阻值可高达83%.该界面活性剂中加入NaNO2,在低温和低浓度条件下能有效改善减阻效果,而在常温和高浓度条件下反而降低减阻效果.添加界面活性剂抑制了湍流速度脉动和湍流涡脉动,使雷诺剪切应力完全消失.
    丙烯酸系高吸水树脂的紫外线分解动力学行为
    崔英德;黎新明;贾振宇;尹国强;廖列文;梁世强
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2755-2760. 
    摘要 ( 641 )   PDF (472KB) ( 285 )  
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    建立了丙烯酸系高吸水树脂耐候性的评价体系和研究方法,采用紫外线辐照法研究了N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联的丙烯酸/丙烯酰胺共聚物高吸水树脂的分解动力学行为.结果表明:丙烯酸系高吸水树脂的老化机理在于交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺在紫外线的作用下水解,导致树脂的交联结构解体.紫外线强度较低时,其分解速度受光反应控制;紫外线强度较高时,则受热反应控制.丙烯酰胺用量增加到70%(质量)、交联剂用量增加到0.139%(质量)、丙烯酸中和度增加到100%,树脂在相同条件下的失重率分别从100%、100%以及42.0%降低到0、9.3%和30.4%.
    聚乙烯吡咯烷酮/壳聚糖共混水凝胶的制备与水的状态
    易国斌;杨少华;康正;郭建维;崔亦华;谭帼馨;崔英德
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2761-2765. 
    摘要 ( 660 )   PDF (1110KB) ( 1009 )  
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    以戊二醛作为交联剂,制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/壳聚糖(CHI)共混水凝胶,共混物的玻璃化转变温度Tg随CHI含量的升高而升高,SEM图谱观察到PVP/CHI凝胶表面呈现随CHI∶PVP比而变化的微相分离.凝胶溶胀率随着PVP含量升高、PVP分子量降低、CHI脱乙酰度增大而升高.DSC分析表明,非冷冻状态下,CHI∶PVP为1∶2时,游离水、可冻结结合水、非冻结结合水含量分别为42.7%、43.3 %、14.0 %;CHI∶PVP为1∶8时,凝胶中含非冻结结合水少,DSC曲线上只有一个明显的失水吸热峰,由游离水与可冻结结合水叠加而成.-123℃冷冻条件下凝胶的DSC升温曲线在0、38、53℃观察到一组明显的焓化峰,这是由于低温时冻结为结晶相的游离水、可冻结结合水,随温度升高吸热又转化为游离水、可冻结结合水所致.
    丙烯酰胺/丁基苯乙烯衍生物疏水缔合共聚物的溶液性能
    钟传蓉;叶林;黄荣华;代华
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2766-2771. 
    摘要 ( 679 )   PDF (1183KB) ( 1188 )  
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    采用自由基胶束聚合法合成了丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BS)疏水缔合水溶性共聚物(PSAM).凝胶渗透色谱(GPC)测试结果显示,PSAM的重均分子量为1.6868×105,环境扫描电镜(ESEM)照片显示,PSAM在水溶液中形成了疏水缔合网络结构,结果表明,PSAM的增黏能力主要依赖于疏水结构单元的分子间疏水缔合作用.PSAM溶液性能的研究结果表明,溶液质量浓度超过0.1 g·dl-1时,共聚物具有优良的增黏、耐盐及耐温性能,在80℃时显示良好的抗老化性能;PSAM亚浓溶液为假塑性流体,具有良好的触变性,低剪切速率下在最初一段时间内呈现剪切增稠性质.
    具有分子内荷移跃迁配合物的合成与应用
    傅铁祥;李丹
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2772-2777. 
    摘要 ( 732 )   PDF (470KB) ( 184 )  
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    以2,2′-联吡啶-1,1′-二氧化物(bipyO2)、cis-1,2-二氰基乙烯-1,2-二硫醇钠(Na2mnt)和MnCl2为原料,合成了一种配体间存在荷移跃迁的混配型配合物并经元素分析、热谱、摩尔电导、红外和紫外光谱表征.该配合物化学式为Mn(mnt)(bipyO2),属电中性物质,热分解温度高于310℃.不溶于水和常见有机溶剂,可溶于DMSO.在氨气浓度为(6.0×10-5)~(8.5×10-4)mol· L-1的范围,该配合物对氨气具有良好的敏感性和选择性;用它制作的传感器最佳工作电压为15 V,传感器的平均回收率为100.3%,响应时间为40 s,恢复时间为45 s.可用于微量氨的监测.
    锐钛矿型F-TiO2溶胶光催化剂的制备及表征
    黄冬根;廖世军;党志
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2778-2784. 
    摘要 ( 656 )   PDF (1490KB) ( 291 )  
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    现代化工技术
    精密金属零件用非ODS水基清洗剂的复配
    刘方方;李伟
    CIESC Journal. 2006, 57(11):  2785-2789. 
    摘要 ( 717 )   PDF (542KB) ( 214 )  
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    通过乳化实验法测得了阳极帽冲制所用油的HLB值为14.6,依据此值和金属表面油污的性质, 从尽可能多的常用表面活性剂中进行筛选,以其乳化所用油产生的乳化效率高低来进行判定,得到与冲压油乳化效果最佳的4种表面活性剂和使用最佳的浓度范围.选定表面活性剂的3个浓度,按照4因素3水平选用L9 (34)正交试验表,将各表面活性剂复配成相应的清洗剂进行清洗阳极帽的正交试验,应用综合平衡法评价试验的清洗效果来确定最优复配方案.最后,根据表面活性剂组成混合物的HLB 值等于乳化此种油所需的HLB值时乳化效果最佳原理,验证了试验结果的符合性.