摘要：分布式废水处理系统集成的本质特征之一是通过最大程度减少不必要的水流混合量而降低系统的总处理量。根据这一思想,提出了一种基于启发式规则的方法设计废水处理单元有最大入口浓度限制的单杂质废水处理系统。首先依据提出的规则确定处理单元的执行顺序,并在此基础上建立初始网络结构;然后通过计算确定最终网络结构。在设计过程中,上述规则的运用和最终网络结构的确定需要与杂质负荷平衡、夹点确定等废水处理网络设计的基本概念以及入口浓度限制条件相结合。对文献实例的研究表明,结果与数学规划法的求解结果相当,但设计过程更为简单且具有明确的工程意义。

摘要：基于自回热理论设计出适合于沸点升高较小的含盐溶液的两效机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统,分析表明,相同工况下该系统与单效MVR蒸发系统相比平均节约50.6%的能量消耗。同时,考察了物料沸点升、压缩机压缩比、进料温度对系统COP、总换热面积的影响。研究表明,根据物料沸点升高的不同,选择合适的压缩比有助于合理安排设备投资和操作费用;同时得出设计条件下的最佳进料温度为72.5℃。

摘要：与只考虑直接回用的氢网络相比,具有提纯单元的氢网络能显著减少新鲜氢气的消耗量,但其设计及求解提纯目标值过程均更为复杂。对于单杂质、提纯单元采用固定浓度模型的提纯回用氢网络,结合此类网络的特点,提出了一种简捷法确定网络目标值。首先假设提纯后氢物流量足够大,由此得出初始提纯夹点。当初始夹点估算正确时,由夹点之下的需求物流和源物流的流量与杂质质量衡算即可得出提纯回用氢网络的目标值;当初始夹点估算不正确时,可以第一次计算结果为基础判断得出正确夹点,再增加一步简单计算,也可得到提纯回用目标值。计算实例表明本文方法计算简单且有效。

摘要：蒸馏塔板气液流场的优化设计是提高塔板效率和蒸馏设备生产能力的关键。对于立体旋流塔板,实验方法难以测量塔板内各空间位置的压降和旋流区的气液相速度,对气液相流场结构以及流动机理难以深入分析。为克服实验研究的局限性,利用Fluent软件中的欧拉-欧拉多相流模型和Realizable k-ε湍流模型,采用速度与压力耦合方式的phase coupling simple算法进行稳态计算,对塔板空间上气液两相流场进行仿真研究。不同操作条件下,湿板压降模拟值与实验测量值偏差在8%以内,证明了仿真结果的正确性和仿真方法的可行性。仿真结果表明:在塔板入口的起旋阶段,速度值相对较小,而在塔板的中、下部分的旋流发展阶段,速度值明显增大,且远离叶片上表面的速度出现了明显的速度差。各区域速度幅值随液相喷淋密度或气相动能因子的增加而增大,气相动能因子对于速度分布的影响效果更大。仿真结果对蒸馏塔板结构优化提供了仿真依据以及理论指导。

摘要：为有效解决气体水合物海水淡化工艺中最佳参数难以确定的问题,提出基于复杂度指数的遗传算法优化支持向量回归模型(CI-GA-SVR)。在分析遗传算法优化支持向量回归模型(GA-SVR)的理论原理及其实验效果的基础上,针对模型中存在的不足,利用回归问题的复杂度指数对其进行进一步优化;通过研究不同复杂度指数对SVR参数的影响规律,构建CI-GA-SVR模型。结合表面活性剂对气体水合物生成影响的实例,对该模型及算法进行仿真,仿真结果表明了该模型的可行性和有效性。

摘要：在实际工业中,工作蒸汽压力经常波动,传统喷射器由于其结构固定,在操作工况偏离设计值时,性能往往会严重恶化。本文借助数值模拟工具STAR-CCM+,采用有限体积法、壁面函数修正法和标准k-ε湍流模型,对可调式蒸汽喷射器的超音速混合过程进行了三维数值模拟。分析了操作参数(背压pC、工作蒸汽压力pP和引射蒸汽压力pH)和结构参数(面积比Ar)对喷射器工作性能的影响。结果表明:1在变工况条件下,可调式喷射器能够削弱进出口参数对喷射器性能的影响,拓宽喷射器的可操作范围;2在给定工况条件下,存在一个最佳面积比A*r,使喷射系数达到最大值;3临界背压pc*随面积比的增大而降低。

摘要：原位实时捕捉多孔介质内的蛋白结构变化信息是蛋白质层析失活机理研究中的难点。为此,本文发展了蛋白质氢氘交换与核磁共振(Nuclear magnetic resonance,NMR)相结合的新型蛋白质液固界面表征路线。研究了溶菌酶在溶液态以及在阳离子交换介质内部吸附态时的去折叠行为,并揭示了蛋白与阳离子交换介质(SP Sepharose FF)相互作用机理。溶液态溶菌酶的一维核磁共振氢谱动力学显示蛋白质去折叠可导致残基暴露进而加快氢氘交换速率。吸附态溶菌酶的二维氢-氢全相关谱图(Total correlation spectroscopy,TOCSY)以及残基峰强度显示,溶菌酶在吸附态时的去折叠呈区域性,无规则卷曲(Coil,bend,and turn)片段的酰胺氢信号更容易失去,而二级结构域(α-helix,β-sheet)对酰胺氢信号保护更好。最终,利用蛋白表面静电势模拟计算结合氢氘标记的蛋白核核磁数据可确定出溶菌酶与阳离子交换介质的作用位点。这对于深刻理解层析过程中蛋白与层析介质微观作用机理以及层析过程中吸附剂的选择、设计具有重要意义,也为获取蛋白质与生物材料之间相互作用研究提供新的有效工具。

摘要：近年来,磁性吸附材料易于回收利用,在工业水处理方面具有独特的优势。以硫酸亚铁和尿素为原料,在水和甘油混合溶剂体系,通过水热合成技术制备了磁性四氧化三铁吸附材料。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的四氧化三铁进行表征,同时研究了四氧化三铁对二价铅离子(Pb2+)的吸附性能。结果表明:制备的氧化铁为纯的磁性四氧化三铁;甘油加入量对四氧化三铁的形貌有较大影响,当甘油加入量为8mL时制备的四氧化三铁呈细丝状,对铅离子的吸附性能也最佳,傅里叶红外光谱(FT-IR)显示四氧化三铁和二价铅离子之间发生了化学吸附作用。制备的四氧化三铁对重金属离子具有良好的吸附性能且易回收,在工业水处理方面具有良好的应用前景。

摘要：研究了单杂质整体水网络设计.首先分析了各子网络之间的关系,指出具有再生单元的用水子系统与废水处理子系统之间的联系是高浓度废水.在此基础上将设计过程分为2步:首先设计包含再生单元用水子网络,得到废水流量和浓度,第2步以废水处理量最小为目标设计废水处理网络.在具有再生单元的子系统中,再生过程模型分为固定杂质移除率(RR)及固定再生后浓度2种形式.对于固定移除率模型问题,首先估算出再生浓度,通过几次迭代即可得到再生子网络设计结果;对于固定再生后浓度模型问题无需迭代,只需1次计算即可得到再生子网络设计结果.最后,通过2个实例来说明本文方法.结果表明,本文方法的设计过程简单且有效.

摘要：波浪滑翔器的被动扑翼机构是为其提供前向驱动的核心模块,其推进效率直接影响波浪滑翔器的前进速度和控位精度。文中搭建了完整的被动扑翼推进效率分析构架,建立了被动扑翼推进运动计算流体力学(CFD)仿真模型,重点对二级海况下的被动扑翼加载扭簧情况进行了仿真研究,并对部分仿真数据加以试验验证。CFD仿真结果表明,扭簧刚度对被动扑翼推进性能具有重要影响,在二级海况下,扭簧刚度为6N·m·rad^(-1)时被动扑翼具有较高的推进效率和推进速度。CFD仿真数据与试验数据具有相同的趋势,CFD仿真模型可靠度较高,对波浪滑翔器被动扑翼机构设计具有指导意义。