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本期目录
2004年 第55卷 第1期 刊出日期:2004-01-25
    传递现象
    多通道流动电泳的计算流体力学模拟与实验研究(Ⅱ)流场模拟与设备放大研究
    罗坚, 黄晟, 佘铭钢, 刘铮
    化工学报. 2004, 55(1):  1-8. 
    摘要 ( 610 )   PDF (313KB) ( 213 )  
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    采用计算流体力学方法对多通道流动电泳中的流场分布进行了模拟,显示出焦耳热引起的自然对流导致腔室中出现沿电场方向上的溶液主体流动,由此影响到蛋白质的宏观迁移速率,这与实验现象是一致的.系统地考察了电泳分离过程中的自然对流作用及其影响因素,提出以蛋白质分离率作为参数来表征自然对流对电泳分离的影响.通过计算模拟了设备构型及缓冲溶液特性对分离度的影响.以此为基础确定了沿分离腔室长度进行设备放大的方案并进行了实验验证,理论预期与实验结果一致.
    一种复合二氧化钛大孔共聚物的合成及其在扩张床吸附中的应用(Ⅱ)扩张和流体混合性能以及吸附性能
    钱建华, 雷引林, 刘坐镇, 姚善泾, 邬行彦
    化工学报. 2004, 55(1):  9-14. 
    摘要 ( 733 )   PDF (239KB) ( 215 )  
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    利用GET共聚物骨架结构中的环氧基与二乙胺反应得到的阴离子交换层析介质DEAE-GET,考察了该介质在扩张床STREAMLINE 25中不同黏度和流速对扩张性能和流体混合性能的影响,结果表明DEAE-GET在STREAMLINE 25中的扩张行为服从Richardson-Zaki方程.在研究的范围内,随着流体黏度和流速(100~500 cm•h-1)的增加,理论塔板数和Bodenstein数逐渐减小,轴向混合系数逐渐增加;扩张床中的轴向混合系数很小(10-6~10-5 m2•s-1),表明柱内流体以近似平推流流动.在静态条件下DEAE-GET对牛血清白蛋白(BSA)的饱和吸附量为43.0 mg•ml-1.同时比较了DEAE-GET与STREAMLINE DEAE分别在固定床和扩张床中对BSA的穿透曲线,发现都比较接近,DEAE-GET在固定床和扩张床中对BSA的最大吸附量分别为28.0 mg•ml-1和26.2 mg•ml-1.

    HC290含油混合物水平微肋管内的流动凝结压降

    董茂林;童明伟
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  15-18. 
    摘要 ( 548 )   PDF (153KB) ( 174 )  
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    实验测定了HC290含油混合物水平微肋管(长2 m,最大内径11.44 mm)内流动凝结过程的压降,实验中所用润滑油是一种制冷系统中广泛应用的润滑油Suniso 3GS,润滑油浓度范围为1.95%~5.28%;所用微肋管为内表面强化管,肋数60,肋高0.25 mm,螺旋角20°,实验所取冷凝温度为40~45 ℃,质量通量范围为40~240 kg•m-2•s-1.结果显示实验段内冷凝压降(入口质量含汽率为1,出口质量含汽率为0.1~0.25)随工质质量通量的增加而迅速增大,润滑油浓度对冷凝压降几乎没有影响.同时在对Kaushik和Azer压降计算关系式修正的基础上得到了适用于本实验的相应经验关系式.

    水平管外壁薄膜蒸发侧表面传热系数

    许莉;王世昌;王宇新;凌毅
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  19-24. 
    摘要 ( 708 )   PDF (232KB) ( 421 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用智能化薄膜厚度测试仪,在考察液体负荷、蒸发侧沸点、蒸发侧传热温差、传热管管径等因素对水平光滑传热管外液膜厚度及其波动状况影响的基础上,研究了蒸发侧表面传热系数随液膜厚度的概率分布和平均厚度变化的趋势,讨论了多种操作参数对蒸发侧表面传热系数的影响。针对水平管降膜蒸发流动的波动特性,定义了G (δ+)和h (α)+2,得到蒸发侧表面传热系数的关系式,突出了液膜波动的影响,为进一步揭示蒸发侧表面传热系数的影响因素以及进行工业设计提供实验依据.
    颗粒与液相间的湍流涡旋裂变传质模型
    刘代俊, 钟本和, 张允湘
    化工学报. 2004, 55(1):  25-31. 
    摘要 ( 626 )   PDF (297KB) ( 283 )  
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    湍流在宏观上处于远程混沌无序状态, 而在介微观上处于近程有序状态。从分析湍流场中局
    域中涡旋的串级结构出发,通过对N-S方程的涡旋输运形式进行求解, 导出一个具有分形意
    义的涡旋群运动表达式,并得到涡旋掠过颗粒表面花费的时间, 然后同Higbie的传质渗透模型相联系,以涡旋的分布函数为权求其数学期望,得到搅拌湍流场中的传质系数表达式,结果与实验数据吻合较好。
    水平微翅管内环状流两相强制对流蒸发换热的计算模型
    马虎根, 蔡祖恢, 李美玲
    化工学报. 2004, 55(1):  32-36. 
    摘要 ( 641 )   PDF (216KB) ( 248 )  
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    对水平微翅管内的环状流流动和换热特性进行了分析.考虑微翅管内环状流液膜中的扰动和二次流的作用,借用粗糙管速度分布和摩擦相似函数建立了水平微翅管内环状流两相强制对流蒸发换热系数的预测模型.理论计算值与实验数据相比较,结果较令人满意.
    催化、动力学与反应器
    Ni/SiO2催化剂的制备条件对催化间二硝基苯加氢反应性能的影响
    刘迎新, 陈吉祥, 张继炎
    化工学报. 2004, 55(1):  37-41. 
    摘要 ( 516 )   PDF (214KB) ( 260 )  
    相关文章 | 多维度评价
    将Ni/SiO2催化剂应用于间二硝基苯加氢反应中,考察了该催化剂制备过程中焙烧温度和还原温度对其催化性能的影响,并通过BET、XRD、TEM、TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在实验研究范围内,随着焙烧温度的提高,Ni/SiO2催化剂比表面积降低,NiO与载体SiO2之间的相互作用逐渐增强,催化剂的还原温度明显提高,活性组分Ni的晶粒度增大,焙烧温度为773 K时催化剂具有最佳的催化反应性能,此时活性组分Ni以高分散状态存在.催化剂的还原温度对Ni/SiO2催化剂的结构和催化性能影响显著,当还原温度较低时,活性组分还原不完全,催化剂活性较低;而还原温度太高会使活性组分烧结,导致催化剂活性明显降低;还原温度为723 K时催化剂表现出最佳的活性和选择性.
    微通道反应器内氢气催化燃烧
    曹彬, 陈光文, 袁权
    化工学报. 2004, 55(1):  42-47. 
    摘要 ( 995 )   PDF (245KB) ( 520 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在微尺度化学反应器内对氢气/空气催化燃烧反应进行了研究,考察了操作条件对反应行为的影响,并建立相应的数学模型,同时也对该类反应器应用于强放热反应过程的动力学研究进行初步的探讨.实验过程中H2入口浓度为3% (mol)~15%(mol),结果表明微通道反应器可使处于爆炸极限内的氢氧催化燃烧反应在高空速、低压降、等温及动力学控制区内安全地进行.在H2入口浓度8%(mol)、反应温度150 ℃、空速1.0×106 h-1条件下,转化率高达90%.
    有水条件下羟基聚硅氧烷一步合成的反应动力学模型
    周安安, 翁志学, 单国荣, 黄志明, 潘祖仁
    化工学报. 2004, 55(1):  48-53. 
    摘要 ( 667 )   PDF (255KB) ( 312 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以四甲基氢氧化铵为引发剂,八甲基环四硅氧烷为单体,水为封端剂,在改进的工艺条件下,一步制得羟基聚硅氧烷.并采用凝胶色谱(GPC)研究上述一步合成法的动力学.在经典的环硅氧烷阴离子开环聚合理论基础上,结合水对反应的影响,提出一步合成法的反应机理并推导了反应动力学模型.同时应用该模型定量计算出活性中心浓度,发现活性中心浓度随反应分迟滞期、增长期、恒定期3个阶段.而不同反应阶段活性中心络合结构的红外光谱 (FT-IR) 检测证实了上述结论.
    分离工程
    三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅰ)萃取平衡特性
    李振宇, 秦炜, 戴猷元
    化工学报. 2004, 55(1):  54-58. 
    摘要 ( 748 )   PDF (219KB) ( 485 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以三辛胺(TOA)为反应萃取剂,正辛醇、甲基异丁基酮(MiBK)、正己烷、四氯化碳和氯仿为稀释剂,甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙醇酸、乙醛酸、乳酸为被萃溶质,开展了萃取平衡特性的实验研究.结果表明,羧酸的亲油性和酸性是影响TOA萃取羧酸的关键参数.萃取平衡条件下,羧酸的酸性差别较小时,TOA的负载率主要取决于羧酸的亲油性lgP,且lgP越大,TOA负载率越高;羧酸的酸性差别较大时,TOA的负载率主要与羧酸的酸性pKa有关,且pKa越小,TOA负载率越高.稀释剂种类、TOA浓度对TOA的表观碱度和TOA的负载率有影响,TOA负载率Z<1时,稀释剂对羧酸萃取平衡的促进作用为正辛醇≥氯仿>MiBK>四氯化碳 ≥ 正己烷,且TOA的负载率随TOA浓度的增大而减小.TOA的表观碱度是定量表现萃取剂在萃取分离环境中性质的重要参数.

    三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅱ)表观萃取平衡常数与规律表征

    李振宇;秦炜;戴猷元
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  59-64. 
    摘要 ( 683 )   PDF (208KB) ( 298 )  
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    在本文(Ⅰ)报关于三辛胺(TOA)萃取甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙醇酸、乙醛酸、乳酸等11种羧酸萃取平衡特性的研究基础上,采用质量作用定律分析方法建立了TOA对一元羧酸的萃取平衡模型,拟合了模型参数——表观反应萃取平衡常数K11,并获得了满意的拟合精度;提出了影响TOA萃取一元羧酸平衡的3个因素:溶质的亲油性lgP、溶质的酸性pKa、TOA的表观碱度pKa,B,并确定了K11与这3参数的关系,经拟合实验测定的114个K11,获得了一元羧酸K11的关联式.为一元羧酸分离工艺中萃取剂的选择提供了指导.

    三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅲ)表观萃取平衡常数的定量结构-活性关系表述

    汪敏;秦炜;戴猷元
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  65-68. 
    摘要 ( 619 )   PDF (174KB) ( 285 )  
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    利用定量结构-活性关系(Quantitative Structure-Property Relationship, 简称QSPR)研究方法,选取分子连接性指数和Taft取代基常数σ*分别作为表征羧酸分子体积因素和电性因素的参数,建立了描述三辛胺(TOA)萃取羧酸平衡影响因素亲油性(lgP)、酸性(pKa)的QSPR数学模型.同时,选择表征羧酸分子的上述结构参数以及TOA的表观碱度,对本文(Ⅱ)报的114组一元羧酸的K11进行了多元线性回归,获得了具有较高拟合精度的K11的QSPR数学关联式.
    过程系统工程

    反应器网络综合分区法中的简捷计算

    张治山;赵文;周传光;袁希钢
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  69-73. 
    摘要 ( 659 )   PDF (170KB) ( 337 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对定态、等温、恒容、单股进料的复杂反应过程,首先将反应器网络综合可得区分区法由浓度空间拓展至瞬时选择性-关键反应物未转化率(S-x)空间,然后根据分区法中两条重要曲线的特性(选择性最大曲线dS/dx=0,单程收率最大曲线S=0)建立了以废料最少为目标的反应器网络基本组成单元(PFR和CSTR)的数学模型,并以Van de Vusse反应模式为例将其应用于由分区法确定的最优反应器网络结构的模拟计算.计算结果与文献值一致,表明本文所用方法具有一定的简捷性和实用性.
    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    SA/CS-CaCl2/PMCG新型生物微胶囊的扩散与截留性能
    张立央, 姚善泾, 关怡新
    化工学报. 2004, 55(1):  74-80. 
    摘要 ( 780 )   PDF (302KB) ( 207 )  
    相关文章 | 多维度评价
    通过测定不同相对分子质量的PEG传递透过SA/CS-CaCl2/PMCG生物微胶囊的性能,确定了SA/CS-CaCl2/PMCG膜的截留相对分子质量在2000左右。同时又测量了小分子物质葡萄糖、乳糖、乙醇和谷氨酸在3种SA/CS-CaCl2/PMCG微胶囊中的扩散性能,并用数学模型计算出了这些物质在不同微胶囊的混合扩散系数Dm以及相应的微胶囊膜层中扩散系数D1。结果表明: Dm随PMCG浓度的增大先增大而后呈减小趋势,而D1则随PMCG浓度的增大而增大;并且D1Dm,说明微胶囊中的传质阻力主要在微胶囊膜层中。
    三级连续化中空纤维膜生物反应工艺在丙烯酰胺微生物转化中的应用
    孙旭东, 史悦, 于慧敏, 沈忠耀
    化工学报. 2004, 55(1):  81-86. 
    摘要 ( 828 )   PDF (290KB) ( 173 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以聚砜材料的中空纤维膜为膜组件设计了三级连续化的中空纤维膜生物反应工艺流程应用于丙烯酰胺的微生物转化过程.在研究了单级膜生物反应器的基础上,对三级连续化工艺的可行性进行了研究.20 ℃下,三级连续化过程稳定运行了80 h以上,丙烯腈的转化率达到了99.9%以上,整个过程的生产效率达到了每小时每克菌体催化合成25.3 g丙烯酰胺,并通过中空纤维膜使反应液和菌体得到有效的分离,在丙烯酰胺产物中没有检测到副产物丙烯酸.和现有的工业上应用的批式反应相比,生产能力提高了40%以上.该工艺过程以自由细胞替代了原有的固定化细胞,实现了稳定的连续化生产,具有良好的工业应用前景.本研究为进一步研究长期连续化生产过程的运行打下了基础.
    能源和环境工程
    噻吩催化裂化脱硫机理的量子化学分析
    郑柯文, 高金森, 徐春明
    化工学报. 2004, 55(1):  87-90. 
    摘要 ( 551 )   PDF (146KB) ( 214 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用半经验AM1计算方法,利用静态理论对噻吩在分子筛催化剂上的催化裂化脱硫机理进行了量子化学计算研究,通过对噻吩分子和可能产生的中间正碳离子的量子化学计算,得到各中间反应所需的能量,从而判断噻吩催化裂化脱硫反应的趋势,证实了氢转移反应在催化裂化脱硫中所起的作用.当噻吩处在催化裂化条件下,正碳离子反应活跃,易与烷烃裂化生成的α烯烃加成,进一步与烷烃发生氢转移饱和后裂化脱硫.由于氢转移反应为放热反应,因而降低反应温度有利于噻吩催化裂化脱硫.
    采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟 (Ⅰ)模型建立
    胡军, 衣宝廉, 侯中军, 刘卫锋, 张华民
    化工学报. 2004, 55(1):  91-95. 
    摘要 ( 437 )   PDF (210KB) ( 522 )  
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    对采用常规条形流场的H2-Air PEMFCs阴极建立了二维数学模型,模型的控制方程耦合了连续性方程、Darcy方程、电传导方程以及O2和H2O的对流-扩散方程,对氧的电化学还原反应过程采用Butler-Volmer方程描述.利用模型计算了阴极扩散层中电流密度、O2和H2O浓度、催化层界面上局部电流密度的分布,分析了采用常规条形流场时气体在阴极扩散层中的传递机制及各组分浓度分布的特点.
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    采用常规条形流场的质子交换膜燃料电池阴极数值模拟 (Ⅱ)电池性能影响因素的分析

    胡军;衣宝廉;侯中军;才英华;张华民
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  96-100. 
    摘要 ( 610 )   PDF (205KB) ( 258 )  
    相关文章 | 多维度评价
    利用已建立的数学模型考察了阴极扩散特性参数、阴极流场几何参数、电极电阻、催化剂活性、流道上O2浓度变化对H2-Air PEMFCs性能的影响.计算表明,增大氧有效扩散系数、减小扩散层厚度可增大电池的工作电流密度;提高氧还原反应交换电流密度、减小电极电阻、优化流道尺寸可改善电池性能;沿反应气体流动方向逐渐增加MEA的催化剂负载量可提高电流密度分布的均匀性.
    能源和环境工程

    空间太阳能热动力系统回路的动态模拟

    吴玉庭;陈仁坤;任建勋;梁新刚;过增元
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  101-105. 
    摘要 ( 554 )   PDF (199KB) ( 164 )  
    相关文章 | 多维度评价
    空间太阳能热动力发电系统的工作过程是一动态过程,系统的运行规律受太阳光照期和阴影期交替变化的影响.为了掌握空间太阳能热动力发电系统各参数的动态变化规律,采用集总参数法,从部件的数学模型出发,根据各参数间的相互耦合关系,建立了空间太阳能热动力系统的动态数学模型,对10 kW空间太阳能热动力发电系统的运行过程进行了动态数值模拟.结果表明:如果相变蓄热材料处于两相状态,相变蓄热物质的温度和系统发电功率就比较稳定;一旦相变蓄热材料进入单相状态,相变蓄热材料的温度和系统发电功率就会发生波动;要使系统的发电功率比较稳定,必须合理选择聚能器的面积,保证相变蓄热材料一直处于两相状态.
    材料科学与工程
    尼龙-1010前期缩聚动力学
    万丽华, 翁志学, 黄志明, 潘祖仁
    化工学报. 2004, 55(1):  106-109. 
    摘要 ( 555 )   PDF (171KB) ( 251 )  
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    研究了尼龙-1010盐敞开系统熔融缩聚的前期动力学.结果表明,癸二胺挥发程度低,敞开系统熔融缩聚工艺可行,其动力学符合拟不可逆二级反应机理,活化能为82.7 kJ•mol-1,尼龙-1010缩聚速率远比密闭体系的尼龙-66快.
    聚丙烯固相接枝丙烯酸聚合动力学及其接枝聚合速率模型
    詹晓力, 杨小波, 陈丰秋
    化工学报. 2004, 55(1):  110-115. 
    摘要 ( 635 )   PDF (232KB) ( 288 )  
    相关文章 | 多维度评价
    基于自由基固相接枝聚合的终止反应主要是自由基单基终止反应的假设提出了相应的聚合机理,并建立了聚合速率模型,聚合速率与引发剂浓度呈1次方、与单体浓度呈小于1次方关系,与聚合温度服从Arrhenius关系.实验考察了聚丙烯固相接枝丙烯酸体系聚合温度、引发剂浓度、单体浓度与初始接枝聚合速率的依赖关系,这一关系与上述速率模型十分吻合.采用无约束非线性优化方法得到了各参数的全局最优解:频率因子为6.868×109,表观活化能为58.89 kJ•mol-1,单体浓度的幂为0.78.

    单分散纳米硫酸锶粉体的制备

    李彩虹;刘进荣;张跃征;袁希钢
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  116-120. 
    摘要 ( 565 )   PDF (211KB) ( 243 )  
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    利用过饱和溶液存在介稳区且其宽度可调节的原理,使反应物在沉淀形成前充分微混,制备出纳米硫酸锶粉体.分析了反应条件的改变对产品粒径和粒度分布的影响,利用正交试验确定适宜的工艺条件.产品用TEM及X射线粉末衍射进行表征,并测定其粒度分布.结果表明:通过改变溶液介稳区宽度可以制备粒度分布窄、晶型一致的纳米硫酸锶粉体.并从唯象层面上推测了向反应体系中加入EDTA和乙醇的作用机理.
    2,2′-联吡啶-1,1′-二氧化物与铜(Ⅱ)的气敏配合物合成及其应用
    傅铁祥, 曹军 , 陶钧
    化工学报. 2004, 55(1):  121-124. 
    摘要 ( 705 )   PDF (169KB) ( 140 )  
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    以无水CuCl2和2,2′-联吡啶-1,1′-二氧化物为原料,在DMF溶剂中合成了一种气敏配合物[Cu5(bipy O2)6 Cl8]Cl2,并经元素分析、紫外光谱、红外光谱和摩尔电导率表征.对该配合物的气敏特性研究表明,该配合物对氨气有一定的敏感性和选择性.工作电压为3 V时,在浓度为0.05~0.40 mmol•L-1范围,传感器的输出电压产生突跃性变化,从66 mV 增加到1756 mV.当工作电压为2 V时,输出电压随氨气浓度增大产生两次突跃:第1次突跃范围是0.10~0.40 mmol•L-1,突跃值约为450 mV;第2次突跃范围是0.40~0.60 mmol•L-1,突跃值约为960 mV.用其制作的传感器在涉氨化工生产的自动控制和氨气泄漏报警方面有一定的应用前景.
    热力学
    咖啡因在水和乙醇中的溶解度及其关联
    韩佳宾, 王静康
    化工学报. 2004, 55(1):  125-128. 
    摘要 ( 1432 )   PDF (152KB) ( 1265 )  
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    传递现象

    结构参数对吸热器热性能的影响

    崔海亭;袁修干;邢玉明
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  129-133. 
    摘要 ( 545 )   PDF (201KB) ( 304 )  
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    多相流

    液固磁稳定床流体力学特性

    孟祥堃;慕旭宏;江雨生;宗保宁;闵恩泽;李碧湘;朱怀瑾;陈西波;傅送保;朱泽华
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  134-137. 
    摘要 ( 617 )   PDF (161KB) ( 274 )  
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    催化、动力学与反应器
    SO2-4/TiO2-SiO2的制备及光催化降解苯酚
    曲济方, 方莉, 武志刚
    化工学报. 2004, 55(1):  138-142. 
    摘要 ( 682 )   PDF (208KB) ( 248 )  
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    分离工程

    地塞米松磷酸钠的粒度相关生长速率模型

    郝红勋;王静康
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  143-146. 
    摘要 ( 486 )   PDF (139KB) ( 136 )  
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    过程系统工程
    藉助自适应支持向量机为延迟焦化反应过程建模
    宋晓峰, 俞欢军, 陈德钊, 胡上序
    化工学报. 2004, 55(1):  147-150. 
    摘要 ( 469 )   PDF (174KB) ( 349 )  
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    基于特征子空间的系统性能监控与工况识别

    郭明;王树青
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  151-154. 
    摘要 ( 609 )   PDF (169KB) ( 288 )  
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    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    原位氮饥饿发酵工艺中梯度补氮对谷氨酰胺合成酶的调控
    李春, 刘雨磊, 陈奎发, 杨艳, 曹竹安
    化工学报. 2004, 55(1):  155-159. 
    摘要 ( 565 )   PDF (204KB) ( 286 )  
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    传递现象
    电极极性影响EHD强化沸腾传热的机理
    刘永启, 李瑞阳, 王发刚, 郁鸿凌
    化工学报. 2004, 55(1):  160-162. 
    摘要 ( 731 )   PDF (109KB) ( 195 )  
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    能源和环境工程

    PRELIMINARY RESEARCH ON DECHLORINATION OF 2,4-DICHLOROPHENOL BY NANOSCALE Pd/Fe

    卫建军;徐新华;刘永;汪大翚
    CIESC Journal. 2004, 55(1):  163-165. 
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    汤立军, 张淑芬, 崔志华, 杨锦宗, 高文涛
    化工学报. 2004, 55(1):  168-170. 
    摘要 ( 548 )   PDF (114KB) ( 176 )  
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