第一节化工模拟 化学工程的研究对象通常是非常复杂的,主 要表现在:①过程本身的复杂性:既有化学的, 又有物理的,并且两者时常同时发生,相互影响 。②物系的复杂性:既有流体(气体和液体), 又有固体,时常多相共存。流体性质可有大幅度 变化,如低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等 。有时,在过程进行中有物性显著改变,如聚合 过程中反应物系从低粘度向高粘度的转变。③物 系流动时边界的复杂性:由于设备(如塔板、搅 拌桨、档板等)的几何形状是多变的,填充物( 如催化剂、填料等)的外形也是多变的,使流动 边界复杂且难以确定和描述

氧还原反应(ORR) 是碱性燃料电池和金属-空气电池的重要阴极反应.由于常见的铂基氧阴极材料存在价格昂贵、稳定性较低等问题, 因此, 开发低成本、高效率的非贵金属基氧阴极材料具有重要的研究意义和应用价值.氮掺杂碳材料是目前氧阴极材料研究的热点, 炭黑中碳原子的排列方式类似于石墨, 由于其价格低廉、来源广泛, 在碳材料的研究中具有独特的优势.本文基于炭黑, 采用化学法制备了氮掺杂炭黑氧阴极材料, 研究了其氧还原反应催化活性, 并进行了相关表征.结果显示炭黑-吡咯复合材料具有极好的氧还原反应活性, 700℃热处理后性能最优, 在1 mol·L-1KOH中其起峰电位约为0. 9 V, 极限扩散电流密度为2. 6 m A·cm-2, 转移电子数高于3. 5, 这些特性使得这类材料具有广阔的应用前景

以高超音速火焰喷枪为研究对象，采用计算流体力学软件Fluent对高超音速火焰喷涂(HVOF)过程中的焰流流场以及粒子飞行过程进行数值模拟。HVOF系统以氧气为助燃气体，煤油为燃料。研究了加入粒子前喷枪内火焰焰流温度、速度和压力分布规律，采用离散相模型计算喷涂粒子的动力学飞行行为，探究了粒子大小、注入速度、球形度对粒子飞行行为的影响。发现最佳粒子粒径范围应为30～50 μm，在此范围内粒子均匀的分布在焰流中心，且为熔融状态，更易形成结合强度较高的涂层；小粒径粒子最佳注入速度为10～15 m·s?1，中等粒径粒子最佳注入速度为5～10 m·s?1，大粒径粒子最佳注入速度为1～5 m·s?1；与球形颗粒相比，非球形颗粒具有较高的阻力系数，在飞行过程中获得更大的动能和更少的热量

为了研究性能稳定的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣,在测试传统的板坯连铸用高氟保护渣(F- ≥ 3%)性能的基础上,采用单纯形法,设计了CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-MgO-Li2O-TiO2-Na2O-MnO-B2O3渣系中满足保护渣组成条件的基本实验点.通过逐步固定各组分含量,将多维空间的渣系组成转化为二维平面网格.测试无氟渣样的熔点、黏度、转折温度、玻璃体比例及转折温度时的黏度,并作性能与组成关系的等值线图.通过比较高氟保护渣和无氟渣样性能,确定了碱度、熔点、黏度、转折温度较低,且凝固后呈玻璃体的低碳钢板坯连铸用无氟保护渣的三个生成区域,其中之一的典型成分的质量分数范围是:CaO 31.2%,SiO2 36.8%,Al2O3 3%,Fe2O3 1%,MgO 2%,Li2O 2%,TiO2 6%,Na2O 7%~12%,MnO 3%~8%,B2O3 0~3%

测试了微型制氧吸附剂的平衡吸附特性,在此基础上选出适合快速真空变压吸附制氧的吸附剂.针对传统的单塔两步快速变压吸附制氧含量低问题,提出了提高产品气氧含量的单塔快速变压吸附制氧的排放气和原料气组合充压流程,并对该流程进行实验研究.结果表明:在单塔快速真空变压吸附制氧过程中,采用排放气和原料气组合充压流程可以有效提高产品气氧含量.充压前排放气的压力和氧含量是影响产品气氧含量的关键参数,采取合适的排放气压力和较高氧含量的排放气可获得更高的产品气氧含量.在吸附和解吸压力分别为240 k Pa和60 k Pa时,采用排放气和原料气组合充压的快速真空变压吸附流程可获得氧体积分数90%的产品气,其产氧率为325.08 L·h-1·kg-1

学习目标： ① 能说出结构单元（Structural unit）和重复单元（Repeating unit）的异同点，并能举例说明。 ② 能根据要求规范地书写高分子结构式，根据要求分析判断结构式是否书写规范。 ③ 能分辨聚合反应的两种分类法：（1）按组成结构变化 （Carothers分类法）分；（2）按聚合机理（ Flory分类法 ）分，并能将实际的反应根据定义分类。 ④ 区分均聚物和共聚物，并能画出不同共聚物的示意图来说明 ⑤ 能给基本的聚合物命名，根据聚合物的名称能知道聚合物相应的特征结构（可以结合后面的缩聚、自由基聚合等章节中的重点聚合物） ⑥ 能写出数均分子量和重均分子量的定义，分子量分布的定义

研究了0.21C-1.43Si-1.35Mn钢在两相区及完全奥氏体区采用Q&P(Quenching and Partitioning)工艺加热后的微观组织与力学性能.结果表明:两相区加热可获得马氏体、残余奥氏体和铁素体组织,钢的抗拉强度为1 013 MPa,延伸率为25%,强塑积为25 655 MPa·%;完全奥氏体区加热可获得马氏体和残余奥氏体组织,钢的抗拉强度为1 257 MPa,延伸率为17%,强塑积为21 454 MPa·%;Q&P钢中的马氏体主要为板条状,伴有大量位错,并且发现有少量孪晶马氏体,分析认为由配分过程后的淬火过程转变而来;通过Q&P工艺可得到体积分数高达10.67%的残余奥氏体,分布在板条马氏体间,呈薄膜状

为提高无钟高炉炉喉料面的预测精度，建立了考虑炉料运动的炉料分布数学模型.在分析炉料运动的基础上，指出了炉料运动是影响炉料堆积过程的重要因素，采用尺寸比1∶10的无钟布料器模型试验分析了不同炉料分速度对炉料堆积行为的影响，建立了考虑炉料运动因素的料堆轮廓预测模型，并通过数值方法确定了料堆的位置和料面轮廓曲线，应用于料面形状的预测.结果表明：炉料的运动是造成料堆两侧堆积角差异、料堆横截面面积变化以及料面轮廓改变的重要原因，料堆轮廓采用直线段和曲线相结合的方式进行构造，炉料的堆积角和曲线过渡区域长度作为重要的模型参数均考虑了炉料速度的影响，模型构造的轮廓接近真实料堆形状，应用该模型实现了炉喉料面的准确预测

为研究金属橡胶用选择性激光熔融(SLM)技术制备的316L不锈钢细丝在脂润滑条件下的摩擦磨损性能，探讨了不同载荷、不同摩擦速度以及载荷(F)和摩擦速度(v)共同作用的Fv因子对SLM-316L细丝摩擦系数和磨损率的影响规律，利用扫描电镜观察细丝磨损表面形貌，利用能谱仪（EDS）检测磨损表面元素种类与原子分数，分析其磨损机制。结果表明：在脂润滑条件下，摩擦系数随着载荷的增大而减小，磨损率随载荷的增大呈先降后升的趋势。摩擦系数和磨损率均随摩擦速度的增大呈先升后降趋势。低载荷下SLM-316L细丝磨损机制主要为磨粒磨损和轻微的氧化磨损，较高载荷下氧化磨损加剧并伴随疲劳磨损。低摩擦速度下SLM-316L细丝磨损机制主要为疲劳磨损和氧化磨损，较高摩擦速度下氧化磨损减弱，以磨粒磨损为主。摩擦系数随Fv值的增大而减小，磨损率随Fv值的增大呈先升后降再升的变化趋势。因此用SLM-316L细丝制备的金属橡胶在脂润滑条件下最佳工作参数：Fv等于0.04 N?m?s?1，即载荷10 N、摩擦速度240 mm?min?1

表面张力是矿物棉生产的重要参数，直接影响到配料和工艺参数的选择.通过实验测量并建立模型预报系统研究了以高炉渣为主要原料制备矿物棉时熔体的表面张力.首先测量了SiO2（40%-60%）-Al2O3（5%-20%）-CaO（20%-30%）-MgO（5%）四元系的表面张力，其值处于350-500 m·m-1之间；然后结合文献报道的表面张力数据，利用人工神经网络技术建立了SiO2（35%-60%）-Al2O3（5%-20%）-CaO（20%-45%）-MgO（0-10%）四元渣系的表面张力预报模型.该模型对成分范围内的表面张力预报平均误差为9.32%，预报精度较高，可以预报矿物棉熔体成分范围内的表面张力