新工科背景下校企合作培养化学工程高素质复合型人才的思考

新工科建设对化学工程科技人才的学科知识、专业能力、综合素质提出了更高要求,而校企合作是培养化学工程高素质复合型人才的必由之路。文章从依托生产平台、校企导师协作指导、合作攻关项目、跨专业交流、重视工程管理教育、优化考核制度六个方面探讨了校企合作培养研究生的策略,并分析了研究生自身能力的提升机制。     

国内外聚烯烃流化床技术专利分析

采用流化床进行烯烃聚合是聚烯烃制备的核心技术之一,本文以全球聚烯烃流化床技术相关专利为研究对象,从全球专利申请趋势、专利技术来源与布局等角度,研究了全球聚烯烃流化床专利技术的分布情况,并采用文本聚类、技术功效矩阵、合作网络分析等方法,分析领域技术发展趋势、主要技术分布以及全球技术竞争格局,同时针对核心申请人进行重点技术分析,为我国聚烯烃流化床技术的发展提供参考依据。分析表明：聚烯烃流化床领域技术处于技术稳定期,且存在明显的技术垄断现象,美国技术实力最强,中国属于技术输入国,本土技术研发实力与美国存在较大差距;催化剂研究是领域研究的重点方向,围绕聚合反应器方面的研究逐步成为热点;针对冷凝工艺与回收分离工艺的改进探索相对较少,国内企业与研发机构可以作为技术突破的方向。     

聚乙烯环管反应器内轴流泵空化流场特性模拟

建立了轴流泵-聚乙烯环管反应器的耦合模型,基于计算流体力学(CFD)模拟方法,研究了真实工况下进口流量与空化数对轴流泵流场特性的影响。结果表明,随着轴流泵进口流量减小,轴流泵临界空化数逐渐增大。当轴流泵内空化数小于临界空化数时,泵性能随着空化数的减小大幅度下降。为保证轴流泵能在高性能工况下运行,建议环管反应器内轴流泵空化数不低于25。同时发现,空化导致泵内液体流动轨迹发生偏移,引起流动分离现象,严重时甚至产生大量涡旋,使得轴流泵流场变得更加复杂与不稳定,造成大量能量损失,使得轴流泵性能变差。研究结果可为解决工业环管反应器内轴流泵运行不稳定的问题提供理论指导。     

热集成水网络优化设计的最新进展

It is well known that the process industry is an energy-intense and water-consuming industry and is the main source of industrial water consumption and energy in China. Energy integration and mass integration are important approaches to achieve energy saving and emission reduction in the process industry. Generally, the methods can be classified into two groups: conceptual design methods and mathematical programming methods. The former includes mainly graphical methods based on pinch technology that is operated easily. A feasible solution can be quickly obtained. Conceptual design methods are sequential in nature including targeting and design two steps. The latter is based on superstructure optimization and corresponding algorithm is adopted to solve the model. The trade-offs and connections among the entire network can be established and explored. Multiple factors can be considered and optimized simultaneously by mathematical programming methods. This paper describes the synthesis of heat integrated water allocation networks (HIWAN) based on both conceptual design methods and mathematical programming methods systematically. In addition, the characteristics and shortcomings of the existing research methods are summarized, and the future research direction is prospected.     

射流鼓泡反应器内气液分散状态检测

射流鼓泡反应器内随着射流速度的增大,先后经历气泛、载气和完全分散三种气液分散状态。本文在射流鼓泡反应器实验装置中,利用Pavlov管测量气体分布器上方壁面附近的液速波动信号,发现液速标准差和时均液速随射流速度的增大均依次出现第一平稳段、上升段、下降段和第二平稳段,其中,第一平稳段对应气泛状态,上升和下降段对应载气状态,第二平稳段对应完全分散状态。据此提出了临界射流速度的判断准则:第一平稳段与快速上升段的交点对应的射流速度为泛点射流速度ujf,下降段与第二平稳段的交点对应的射流速度为完全分散射流速度ujcd。与目测法相比,液速标准差分析得到的ujf的平均相对偏差为5.82%,ujcd的平均相对偏差为18.2%;时均液速分析得到的ujf的平均相对偏差为5.86%,ujcd的平均相对偏差为12.1%。研究还发现泛点射流速度随表观气速的增大而增大。     

液-液喷射混合装置微观混合特性的研究进展

液-液喷射混合装置具有优异的微观混合特性,特别适用于液-液快反应体系。在研究不同液-液喷射混合装置的微观混合特性时,选取合适的研究方法和定量指标非常关键。本文对比分析了液-液喷射混合装置中常用的微观混合特性研究方法（化学探针法、激光诱导荧光技术和计算流体力学方法）,包括其优缺点、适用范围、选用原则和应用要点,并总结了表征微观混合特性的定量指标。其次,对液-液喷射混合装置进行了系统性的分类,分别介绍了不同液-液喷射混合装置中微观混合特性的影响因素和研究进展,后者主要包括3种研究方法在研究微观混合机理、微观混合特性时间、微观混合过程强化和装置结构优化等方面的进展。最后总结了罐中喷射混合装置和管状喷射混合装置微观混合特性研究存在的不足和后续研究方向。     

基于人工神经网络的工质基础物性预测

烃类及卤代烃是制冷及余热发电等热力学循环系统潜在的理想工质,但其数量繁多且多数物性参数未知,建立准确的物性预测模型对新型工质的开发至关重要。从多个公开数据库中收集了2 500多种烃类及卤代烃分子(含C,H,F,Cl)的基础物性参数,包括正常沸点(T_b)、临界温度(T_c)、临界压力(p_c)、偏心因子(ω),构建了一个工质物性数据库;进一步,通过改进基团贡献-人工神经网络(GC-ANN)的方法,模型的输入参数除基团频率外,还加入相对分子质量、T_b、约化维纳指数,建立了预测烃类及卤代烃分子T_b,T_c,p_c,ω的神经网络模型,所开发模型的预测误差小于传统的GC-ANN的误差。     

基于停留时间分布的缠绕管内二次流研究

缠绕管内二次流能够显著强化管内传质、传热性能。通过测量缠绕管内液体的停留时间分布,利用无量纲方差σ²表征二次流强度,研究了缠绕直径、缠绕角度、缠绕管管径等结构参数对二次流的影响。结果表明：在径向流动未达到极限迁移距离的缠绕管中,随着液体Reynolds数Re的增大,σ²先减小后增大,对应缠绕管内依次出现的湍流作用区和二次流作用区;在径向流动达到极限迁移距离的缠绕管中,随着Re的增大,σ²先减小后增大最后趋于平稳,对应缠绕管内依次出现的湍流作用区、二次流作用区和二次流极限区。从湍流作用区转变为二次流作用区的临界Reynolds数Re_S随缠绕管缠绕直径和管径的减小而减小,缠绕角度对Re_S的影响较小。     

射流鼓泡反应器内气液分散状态检测

射流鼓泡反应器内随着射流速度的增大,先后经历气泛、载气和完全分散三种气液分散状态。本文在射流鼓泡反应器实验装置中,利用Pavlov管测量气体分布器上方壁面附近的液速波动信号,发现液速标准差和时均液速随射流速度的增大均依次出现第一平稳段、上升段、下降段和第二平稳段,其中,第一平稳段对应气泛状态,上升和下降段对应载气状态,第二平稳段对应完全分散状态。据此提出了临界射流速度的判断准则：第一平稳段与快速上升段的交点对应的射流速度为泛点射流速度u _jf,下降段与第二平稳段的交点对应的射流速度为完全分散射流速度u _jcd。与目测法相比,液速标准差分析得到的u _jf的平均相对偏差为5.82%,u _jcd的平均相对偏差为18.2%;时均液速分析得到的u _jf的平均相对偏差为5.86%,u _jcd的平均相对偏差为12.1%。研究还发现泛点射流速度随表观气速的增大而增大。     

乙烯和丙烯在低聚物-正己烷溶液中的溶解度及体积传质系数测定

在高压搅拌釜中,利用气体间歇物理吸收技术,在温度343～393 K、压力0.2～1.45 MPa下,测定了乙烯-正己烷、丙烯-正己烷、乙烯-正己烷-低聚物（低分子量聚乙烯）和丙烯-正己烷-低聚物的气体平衡溶解度与液相体积传质系数k_La,并回归出表观溶解热,使用PC-SAFT状态方程关联了汽液平衡数据,拟合得到乙烯/丙烯-正己烷-低聚物的k_La经验关联式,与实验结果吻合良好。实验系统考察了压力、温度和低聚物浓度对平衡溶解度和k_La的影响,结果表明：压力升高,气体溶解度增大,符合亨利定律,k_La略有降低;温度升高,气体溶解度减小,乙烯在正己烷中的k_La增大,丙烯在正己烷中的k_La则减小;低聚物浓度增加,气体溶解度与k_La均降低。