摘要：为探究三角形桨叶、格子式桨叶、八字形桨叶在不同工况时的性能,基于ANSYS Workbench平台,采用k─ε标准流场模型,对不同水流冲击和不同转速的3种桨叶进行流固耦合数值模拟研究。仿真结果表明,格子式桨叶性能和结构稳定性最差,相同工况其变形和应力最大,随着工况的变化变形与应力的大小变化最为明显;八字形桨叶性能和结构稳定性最好,载荷冲击下其变形和应力最小,随着工况的变化变形和应力的大小变化最小;桨叶转速对变形和应力的影响比水流速明显,转速越高则变形和应力越大;高变形区域发生在桨叶边缘,高应力区域则发生在桨叶中心旋转轴及其附近。研究结果为卧式搅拌设备桨叶选型与优化设计提供理论依据。

摘要：为弥补矿井突(涌)水蔓延过程试验研究空白,科学揭示矿井巷道系统中水流蔓延规律,提出了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验方法,并深入探讨了突(涌)水蔓延范围演变规律、巷道水深分布规律、水速影响特征以及巷道局部水流流动效应.基于巷道类型、布置方式、几何和结构特征,设计了矿井巷道系统试验原型,并依据重力相似准则按1∶10的比尺建立了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程正态试验模型.根据突(涌)水位置分布及其流量曲线演变特征分析,建立了多组试验工况,采用重力式循环供排水系统实现了不同工况下突(涌)水蔓延过程.研究结果表明:巷道水流蔓延具有以突(涌)水点为中心按高程分布的分区分级演变特性;巷道水深时变关系与突(涌)水流量呈正相关,正相关性下蔓型水深比上涨型水深显著;巷道整体水速与突(涌)水流量曲线增长幅度有关,增幅越大蔓延水速越快,累积突(涌)水量越多.单流程水速与突(涌)水量、水深和巷道坡度呈正相关,与巷道断面宽度呈负相关,其中水速对水深和巷道坡度变化最敏感;巷道局部结构突变位置下蔓水流会发生偏转效应,沿程或沿断面呈现水深和流速双值分布特性.试验结果与实际井下涌水数据相吻合,在水害智能防控与应急救援工程实践中具有广泛的应用价值.

摘要：为研究1,4二氯2(1,1,2,3,3,3六氟丙氧基)5硝基苯(虱螨脲中间体)的连续硝化合成工艺技术路线、反应器结构型式、反应温度和停留时间等参数。以m(浓硫酸)∶m(浓硝酸)为3∶1组成的混酸为硝化剂,采用循环管式反应器结构型式,研究反应与熟化工艺串联技术路线,考察25、30、35和40℃4种反应温度与40℃熟化温度下的组合工艺的硝化反应效率,并计算总停留时间。研究表明,连续硝化合成工艺转化率明显高于间歇硝化工艺的转化率,反应控制温度由间歇20~25℃提升至35℃,反应时间由间歇工艺15 h降低至4 h,产品产量和质量亦较为稳定,同时连续硝化反应工艺利于快速移走反应热,确保反应安全。

摘要：自21世纪初以来,高通量DNA测序、大规模DNA合成与组装、高效率基因组编辑等技术不断取得突破,推动合成生物学“读-编-写”进入高通量、自动化的时代,已经开始影响或应用于生物医药、材料化工、农业、食品、能源、环境保护等多个领域。在健康与医药领域,合成生物学研究成果和技术创新可以在认识生命规律的基础上,解析疾病发生发展机制、寻找药物设计靶点、干预自然的生理代谢过程与机体的免疫应答机制、实现对人体生理状态的监测以及对疾病的诊断与治疗,从而深刻影响医疗模式、诊疗体系和生命健康产业。该文对2023年合成生物学在健康与医药领域的规划布局、研发进展和产业发展进行了系统性的梳理,并展望了该领域未来更广泛的应用前景。

摘要：管道是化工生产的“血管”,其服役工况往往伴随着高温、高压(差)、高流速等运行条件,含气液相变气-液-固三相局部流动条件,以及临氢、高氯、高硫及高酸的强腐蚀环境。输送介质理化性质的多样性、服役环境的严苛性以及损伤失效机理的复杂性对化工管道运输提出了更高的要求。文章主要回顾了国内外化工管道运输技术进展,结合高温高压工艺参数以及腐蚀、临氢、含固多相组分等介质特点,分析了不同性质输送介质给化工管道运输带来的技术挑战,从严苛复杂环境下管道设计理论、材料和监检测技术研发、管道智能化运维、管道标准规范建设方面提出了化工管道运输需要重点发展的方向,以期提升化工管道运输水平,满足新形势下化工管道运输的需求。

摘要：针对传统油井水泥促凝剂存在的腐蚀套管、增稠及早强作用较弱等问题,根据结构设计,通过溶液法合成了一种新型纳米基促凝早强剂A-1,并对其综合性能及作用机理进行了研究探讨。实验表明,该纳米基促凝早强剂在改善水泥浆流变的同时可显著缩短中低温下水泥浆的稠化时间,明显加快水泥石强度发展,稠化时间之比可达0.33,起强度时间可缩短50%,6 h抗压强度可达净浆的5倍以上,后期强度提高率仍可达29%。此外,该纳米基促凝早强剂还可明显缩短水泥浆静胶凝过渡时间,表现出良好的防窜作用。微观分析表明,该纳米基促凝早强剂可通过成核模板效应改变水泥石微观形貌,加速水泥石水化,使水泥石更加致密,从而改善水泥石力学性能。

摘要：哮喘是严重影响人类健康的一种慢性支气管疾病,其中嗜酸性粒细胞分泌的Galectin-10蛋白经历相变成为晶体被认为是哮喘的重要诱因.前期以Galectin-10蛋白为靶标设计多肽抑制剂WHYAENWY,然而自由能分析表明该抑制剂WHYAENWY与Galectin-10蛋白结合过程中,其E5、Y8氨基酸残基因为和Galectin-10蛋白的D49、E43带有相同电荷,导致静电斥力从而对结合不利.因此,本文针对WHYAENWY中E5、Y8进行序列重设计以优化其结合性能,使用带有相反电荷的氨基酸残基替换E5,同时删去Y8,筛选得到新抑制剂WHYAHNW.利用分子力学-泊松-玻耳兹曼方程表面积(molecular mechanics-Poisson-Boltzmann surface area,MM-PBSA)计算、分子对接、分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟、抑制效果验证等方法对新抑制剂进行表征.结果表明,氨基酸替换后H5对结合自由能的贡献为(-9.33±0.38)kJ/mol,对结合起到有利作用.WHYAHNW与Galectin-10蛋白的分子对接打分EVINA=-35.6 kJ/mol,表明二者具有较强相互作用.在分子动力学模拟过程中,WHYAHNW与Galectin-10蛋白的首次结合时间为(0.9±0.1)ns,结合过程迅速.二者结合的最小距离为(0.18±0.01)nm,质心距离为(1.84±0.01)nm,结合紧密,结合构象稳定.模拟过程的Coulomb势能为(-211.66±86.55)kJ/mol,Lennard-Jones势能为(-185.25±33.26)kJ/mol,均低于理性设计前WHYAENWY的相应势能,表明WHYAHNW与Galectin-10蛋白结合稳定且结合性能优于WHYAENWY.在抑制效果验证中,WHYAHNW与Galectin-10蛋白的平均结合时间和势能也都优于WHYAENWY,确证其结合性能有所改进,可促进后续哮喘药物的设计与开发.

摘要：作为一种重要的有机合成原料,1,6-己二醇(HDO)的工业化生产主要通过己二酸二甲酯(DMA)加氢反应来实现,而理性设计开发相应的Cu基催化剂是提高HDO产率的关键。本文采用Al掺杂的介孔分子筛SBA-15为载体制备得到了一系列CuAl_(x)/SBA-15催化剂,探究了使用该催化剂用于DMA加氢反应合成HDO的催化性能和催化机理,并对反应条件进行了优化。研究结果表明:CuAl_(5)/SBA-15催化剂能够增加催化剂的路易斯酸酸量,提高Cu^(+)/Cu^(0)的比例,从而提升DMA加氢反应的选择性,同时Al的掺杂也能减少Cu活性组分的团聚,从而增强催化剂的稳定性。当反应温度为240℃、反应压力为6MPa、反应时间为6h时,HDO的反应产率达到最大,为87.05%;重复使用CuAl_(5)/SBA-15催化剂36h后,HDO的反应产率能够维持在86.01%左右。本文的研究结果对设计Cu基催化剂用于酯加氢反应具有一定的借鉴意义。

摘要：随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。

摘要：随着油水分离技术的进步及新材料的开发,聚结法脱除油中乳化水的技术得以实现。本文采用亲水性玻璃纤维作为聚结元件,脱除白油中的乳化水(d95=10μm)。通过实验考察聚结器中进料的表观流速(5~30m/h)、油品初始含水量(500~4000μL/L)、聚结器床层厚度(100~400mm)和玻璃纤维的孔隙率(0.80~0.95)对聚结分离效率的影响,并应用响应面法对各变量之间的协同效应进行分析,确定最佳操作条件,分析该条件下的粒级分离效率。实验结果显示,当表观流速为14m/h、初始含水量为1278μL/L、床层厚度为275mm和孔隙率为0.85时,分离效率最高,为95.18%。结果与响应面预测值(95.02%)相比,相对误差仅为0.17%,表明回归模型的可靠性高和实验的重现性较好。进出口粒径的分析表明聚结器的分离效果随水滴粒径的增加而提高,有效分离粒径>5μm。本文研究结果对采用玻璃纤维为聚结元件,分离密度差较大的成品油中乳化水的聚结器选型及操作参数设计具有实际应用价值。