26 kg/s级低温氢气蒸发输送与安全排放系统设计

针对氢氧火箭发动机地面试验过程中26 kg/s级低温氢气长时间安全排放问题,设计了一套低温氢气蒸发输送与安全排放系统,运用汽化器对低温氢气进行升温处理,通过高空排放管排出。结合某型发动机试验工况,对关键系统特性进行建模仿真,结果表明,高空排放管出口温度和出口流速均满足安全设计要求。

蒸汽诱导法辅助相转化法制备疏水PDMS-PVDF微孔膜及其结构性能研究

采用蒸汽诱导法辅助浸没沉淀相转换法制备了硅橡胶-聚偏氟乙烯(PDMS-PVDF)疏水微孔膜并用于真空膜蒸馏NaCl水溶液,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪对微孔膜的形貌结构和表面接触角进行表征和测试,研究了相对湿度对微孔膜结构和性能的影响。结果表明:随着相对湿度的增加,微孔膜表面接触角逐渐增加,孔隙率提高,平均孔径为(31±2)nm;截留率均达到99.9%以上,渗透通量先增加后降低;相对湿度为70%时制备的微孔膜渗透通量可达5.2kg/(m^(2)·h)。

PTFE-PDMS／PVDF复合膜制备及其渗透汽化性能

制备了以聚偏氟乙烯PVDF超滤膜为底膜的聚四氟乙烯PTFE超细粉体填充聚二甲基硅氧烷PDMS复合膜,并用于氯仿水溶液体系的渗透汽化。采用SEM和接触角分析研究了膜结构及表面性能。研究了PTFE:PDMS质量比、料液流速、料液浓度对渗透汽化性能的影响;采用串联阻力模型分析了渗透汽化氯仿水溶液的传质过程。研究表明,填充PTFE提高了PDMS膜渗透汽化性能;流量大于200 mL min 1时渗透汽化传质阻力主要由膜阻力控制;在流速低于200 mL min 1时,浓差极化产生的氯仿传质边界层阻力最大可达膜阻力的29倍。

火箭炮位置伺服系统的复合PID控制

针对经典PID难以在发射过程中存在大转动惯量变化和燃气流冲击扰动的火炮交流位置伺服系统中取得良好控制结果的缺点,设计了一种采用非线性PID和RBF自适应PID复合控制策略的位置控制器。此控制器克服了非线性PID参数只能按照固定规律变化、RBF自适应PID适用范围有限和离线样本选取困难的不足。仿真结果表明控制策略具有较强的抗参数摄动和载荷扰动能力,并能有效提高控制系统的动态响应性能。

五氯化磷气化法合成六氯环三磷腈的工艺研究

以N_2为载气,PCl_5气态进料,与NH_4Cl在惰性有机溶剂中催化反应合成了六氯环三磷腈(CTPP)。较佳工艺条件为:PCl_5用量23．1 g、n(PCl_5):n(NH_4Cl)=1:1,ZnCl_2用量0．1 g,N_2流量60 mL/min,PCl_5升华温度为170℃,溶剂用量110 mL,反应温度(131±1)℃,反应时间约190 min,PCl_5转化率达100%, CTPP总产率达40%。CTPP熔点为112．4～114℃,并对产物进行了元素分析和IR表征。

五氯化磷与氨基甲酸铵合成六氯环三磷腈的研究

以氨基甲酸铵代替氯化铵与五氯化磷在惰性有机溶剂中催化反应合成了六氯环三磷腈。以3.9g氨基甲酸铵与11.5g五氯化磷反应7h,得5.3g六氯环三磷腈,六氯环三磷腈总质量产率(以五氯化磷计)达46.1%。产品六氯环三磷腈熔点为112.4℃～114℃。并对产物进行了元素分析、IR谱、31PNMR谱、质谱分析。

疏水性SiO_2-PDMS渗透汽化膜溶解-扩散性能

制备了疏水性纳米SiO2填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜,研究了其溶解-扩散性能,计算了复合膜的溶解度参数(δM)及乙醇渗透系数(PE)。结果表明,填加SiO2提高了PDMS膜的乙醇溶解度(SE),SiO2填加量为10%(质量分数,下同)时,复合膜在30℃时的SE为0.0064,而未填加时仅为0.0026;PE值随SiO2含量的增加呈先增加后减小的趋势,SiO2填加量5%时,PE在60℃时为2.52×10-13 m2/s,而未填加时仅为1.42×10-13 m2/s;提高温度有利于乙醇的渗透。以乙醇/水物系为研究对象,结果表明,SiO2-PDMS复合膜渗透汽化性能与其渗透系数的变化趋势基本相同。

新型无卤阻燃剂六苯胺基环三磷腈的合成

由五氯化磷和氯化铵合成了六氯环三磷腈(Ⅰ),通过亲和取代反应由苯胺和Ⅰ合成了六(苯胺基)环三磷腈(Ⅱ),对反应条件进行了优化,并对化合物Ⅰ、Ⅱ进行了元素分析、IR谱和质谱表征。用化合物Ⅱ与ABS树脂共混制备了阻燃ABS树脂,测试了其氧指数和力学性能等指标。

六氯环三磷腈的合成及分离

六氯环三磷腈是非常重要的中间体,是环磷腈、聚磷腈系列衍生物的基础。本文简要介绍了六氯环三磷腈的理化性质、合成及分离方法,并提出了自己的见解。

油/水两相水解精制六氯环三磷腈的研究

提出了油／水两相水解法精制六氯环三磷腈工艺。将4g粗六氯环三磷腈溶于30mL石油醚（90～120℃）中，按1：2（mL／mL）的油水比加入蒸馏水，温度60℃下剧烈搅拌8h，5℃水中结晶，精制六氯环三磷腈纯度达98．3％，收率76．1％。

PTFE-PDMS/PET复合膜制备及其渗透汽化性能

以聚四氟乙烯(PTFE)微粉填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)硅橡胶膜为活性皮层和PET无纺布为底膜,制备了PTFE-PDMS/PET渗透汽化复合膜并用于分离乙醇水溶液,分析了复合膜结构、疏水性、力学性能及溶胀性能.研究表明,随着PDMS复合膜中PTFE含量(质量分数,下同)增加,复合膜结晶度及水接触角增加;断裂伸长率和拉伸强度均呈现先增加后减小的趋势;膜溶胀度呈线性减少.复合膜渗透汽化选择性α和乙醇渗透系数J_E随PTFE含量的增加先增加后减少,而水渗透系数J_W呈逐渐减小的趋势,当PTFE填充量为10%时,乙醇渗透系数J_E最大.

纳米白炭黑填充硅橡胶复合膜的制备与渗透汽化分离性能

制备以聚酯（PET）为支撑层，白炭黑填充的聚二甲基硅氧烷（PDMSl07）为皮层的硅橡胶复合膜，并以乙醇水物系为料液，对比分析白炭黑增强硅橡胶复合膜的渗透蒸发分离性能，分离因子比空白膜有所提高，在乙醇浓度为3％～5％时，分离因子可达16．09，渗透通量为75．39g／m^2·h；测定填充白炭黑硅橡胶复合膜的拉伸强度，结果表明：拉伸强度可达1．828MPa，相当于空白膜（0．368MPa）的5倍。

基于DSP的步进电机闭环控制系统设计

针对步进电机在运行过程中失步的问题,设计了以DSP2407为控制器的步进电机闭环控制系统。此系统采用串口SCI与上位机进行通信,通过光电编码器检测电机的位置并反馈给DSP2407控制器,控制器根据反馈结果做出相应的决策,实时调整PWM信号的频率,均匀分配PWM信号,实现对步进电机位置的精确控制。针对DSP计数寄存器存在过零点的问题,设计了一种简单有效的过零点算法。

PTFE对PDMS复合膜在低浓度有机物水溶液中渗透汽化性能的影响

制备了聚四氟乙烯(PTFE)超细粉体填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪等测试仪器对复合膜进行了表征,利用低浓度有机物(乙醇、丙酮、正丙醇)水溶液体系进行渗透汽化,并由单组分溶解实验计算了有机物(乙醇、丙酮、正丙醇)在复合膜中的溶解度。结果表明,PTFE含量由0增加至10%(质量分数,下同)时,复合膜的表面积及热稳定性得到了提高,有机物乙醇、丙酮、正丙醇在复合膜中的溶解度分别由0.0923、0.1589和0.2691g/g提高至0.0991、0.1678和0.2773g/g;加入PTFE后提高了复合膜的渗透汽化性能。

低温氢气混合器技术研究

针对某型号发动机推力室缩尺试验中需要采用大流量低温氢气问题设计制作了一种静态混合器,用于制取低温氢气。采用数值模拟计算了混合器的工作状态,得到混合器的流场及温度分布。经过试验验证,得到了混合器的进出口压力曲线及出口的温度曲线,并与计算结果进行了比对。结果表明:混合器的混合情况达到预期,可以用于制取大流量低温氢气。

化工类专业课考核方法的研究与实践-以《化工设计》课程为例

化工设计课程工程性、综合性和实用性较强,国内多所高校推行了CDIO工程教育模式。本文对CDIO工程教育模式的考核方式与评价手段做了深入探索与实践,提出考核内容合理性、开放性及考核方式多样性。

基于DSP的交流前馈位置伺服系统的设计

永磁同步电机位置伺服系统经典PID控制具有结构简单,实现方便的优点,但对于等速跟踪和正弦信号跟踪存在跟踪精度低的不足。分析了经典PID控制响应速度慢,对于位置信号跟踪精度低的原因,针对以上2个不足,设计了基于DSP的位置前馈控制器来满足伺服系统的各项要求。实验结果表明,此控制器有效地提高了系统的响应速度和跟踪精度。

工程化观念在化工原理实验教学中培养学生综合素质及创新能力的研究与实践

本文就培养学生综合素质及创新能力的问题,提出工程化观念在化工原理实验教学体系中的作用,系统地阐述了在实验装置、实验运作模式及实验教学模式等方面工程化的做法。

纳米白炭黑在硅橡胶膜铸膜液中分散性能的研究

制备了以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为支撑层,白炭黑填充的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为皮层的硅橡胶复合膜,研究了纳米白炭黑在铸膜液中分散性能的影响因素。结果表明,体系中加入适量正硅酸乙酯有助于提高纳米白炭黑的分散性;正庚烷与硅橡胶的配比为10∶1(质量比,下同)时,白炭黑的分散速度最快。对100份PDMS、5份白炭黑复合膜的拉伸强度测试表明,其拉伸强度可达1.828 MPa,相当于未填充白炭黑的硅橡胶膜的5倍。

ZnCl_2离子液体催化合成六氯环三磷腈

ZnCl_2与氯化吡啶构成一类具有Lewis酸性离子液体,以其为催化剂,五氯化磷与氯化铵在氯苯中合成了六氯环三磷腈。与ZnCl_2催化体系相比,不仅显著地加快了反应速率,而且明显提高了六氯环三磷腈的收率。当ZnCl_2与吡啶卤化物物质的量比为6:4、反应温度为132℃、反应时间3.1 h时,六氯环三磷腈收率为80.95%。分离后的离子液体真空提纯后,重复使用4次其催化活性基本保持不变。