利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的实验教学设计

该文设计了利用纳滤传质模型定量计算迷迭香酸分子状态的教学实验。实验以丹参中代表性的酚酸为研究对象,计算了迷迭香酸的纳滤膜通量、传质系数和截留率,构建了迷迭香酸分子态比例定量计算数学模型,对制药过程中的醇沉、树脂吸附、澄清过滤、浓缩、干燥等工艺的转移率和成分存在状态进行了相关性分析,研究了制药工艺成分量值传递的内在机制。实验结果表明,迷迭香酸存在状态对制药工艺中的成分转移率有重要影响。这一结论对提升生产过程的规范化和标准化很有意义。本实验与制药生产热点问题相结合,通过科研反哺教学,有助于增强学生的科研素养和实践能力,并实现科研应用与教学拓展的协同提升。

超声、红外耦合热风干制可得然胶传质模型构建及品质分析

目的:采用超声、红外耦合热风干制可得然胶,探究多物理场下可得然胶干制机制和品质变化,开发可得然胶绿色干制技术。方法:以可得然胶湿胶为材料,采用单独热风、超声耦合热风、单独红外、红外耦合热风四种技术干制可得然胶,构建含温度变化的传质模型,分析理化品质。结果:单独热风干制可得然胶需40 min,超声耦合热风干制、单独红外干制以及红外耦合热风干制的时间分别缩短至36、26、22 min。构建耦合温度变化的传质模型可较准确预测干制过程中可得然胶内部水分变化,红外耦合热风处理下可得然胶内部水分扩散系数范围为9.79×10^(-9)~9.81×10^(-9) m^(2)/s,表面传质系数为4.69×10^(-2) kg water/(m^(2)·s),均高于其他处理组,其次为单独红外干制、超声耦合热风干制、单独热风干制。四种方法干制的可得然胶凝胶强度、葡萄糖含量、表面化学功能团、晶体结构、热稳定性接近。结论:综合考虑可得然胶干制效率、品质,与单独热风和超声耦合热风相比,红外干制是一种高效的可得然胶干制方法。

电控离子选择渗透技术盐湖提锂传质模型

电控离子选择渗透(ESIP)是一种新型离子分离技术,可实现在复杂盐溶液中连续高选择性提取痕量目标离子。本工作研究了外加电场和电活性位点耦合作用下锂离子(Li+)在ESIP膜内的传质行为,引入电活性位点浓度参数对离子在膜相中的电化学势进行修正,提出修正的Donnan模型,结合电解质溶液电中性假设、界面电化学势守恒和法拉第定律,以Nernst–Planck方程为理论基础,建立了一维ESIP锂离子传质模型。重点研究了外加电场、接收液浓度、膜内电活性位点浓度以及膜厚4种参数对Li+在ESIP膜内传质过程的影响,为ESIP分离技术的生产放大提供依据。

泰兴市非饱和带与饱和带间固液界面传质模型的推导

非饱和带与饱和带紧密相联,建立两者交界处的固液界面传质模型,可以为非饱和带耦合饱和带模型提供一定理论基础,对更好地预测地下水污染趋势也非常有意义。文章以江苏省泰兴市为研究对象,将吸附与解吸、颗粒薄膜扩散、分配作用、稀释作用4种固液界面反应和非饱和带、饱和带的特性结合,推导出将非饱和带与饱和带联系在一起的固液界面传质模型。使用Matlab模拟模型参数改变时,地下水中污染物浓度的变化。结果表明,该模型是可行的,但是污染场地、污染物种类可能会对模型模拟结果造成影响。

电渗析在原水脱盐中的应用及COMSOL传质模型研究

电渗析脱盐技术(ED)在原水淡化、微咸水淡化、海水淡化、工业废水回收利用等方面具有一定的优势。文章通过结合电渗析和反渗透技术,设计制造了电渗析脱盐综合装置,为黄河水水源脱盐取得了较好的效果,并建立了传质过程的数学模型。

液-液微尺度混合体系的传质模型

针对微尺度液-液混合体系,考察了流量对膜分散萃取过程的影响,并根据传质过程方程,计算了各种条件下的传质系数和传质速率;采用现有的传质模型分别计算分散相和连续相的分传质系数,然后根据传质阻力的加合性得到总传质系数;应用理论传质系数计算传质效率,与实验值进行了比较.研究结果表明,在微尺度混合条件下,直接影响传质系数的因素是停留时间和液滴直径,传质系数随着停留时间的减小而增大.膜分散萃取的传质系数可以达到1.2×10-4 m*s-1,比传统的萃取方式大10～100倍;不能像塔式萃取设备一样,用简单地忽略某一相的传质阻力或用总体平均的简化计算公式来计算微尺度混合的传质性能;考虑滴内滴外传质系数,并考虑时间的影响,利用现有公式分别计算滴内滴外传质系数,并采用阻力加合,可以较为准确地计算微混合条件下的总传质系数,计算值与实验值符合很好.

DAMO过程中甲烷传质模型的建立与验证

以甲烷为电子供体还原亚硝酸盐的反硝化型甲烷厌氧氧化(denitrification anaerobic methane oxidation,DAMO)是最近环境科学与工程领域的一个重大发现。虽然DAMO过程释放的自由能非常大,但是DAMO微生物生长却极其缓慢,细胞倍增时间长达一个月以上,DAMO富集培养物难以获得。由于甲烷是一种不易溶于水的气体,因此一般认为甲烷是DAMO微生物富集培养的限制因素,对此建立了甲烷在气-液-菌三相间的传质模型,研究了甲烷溶解度和传质阻力对DAMO微生物富集培养的影响。根据模型分析,得到了DAMO比活性与气相甲烷分压和甲烷传质阻力间的关系式,并通过DAMO活性实验验证了该关系式。

杂质离子在EDI中的传质模型

该文介绍了EDI的工作原理,提出了水中杂质离子在EDI中的四个传质过程,即(1)杂质离子从水相到树脂相的传质;(2)杂质离子在树脂相中的传质;(3)杂质离子从水相到离子选择性交换膜的传质;(4)杂质离子在离子选择性交换膜内的电迁移传质。并推导出上述四个过程的传质速率方程,以利于进一步了解EDI的性能,便于EDI的推广应用。

乳状液膜分离Zn＿（2＋）的界面传质阻力及传质模型

用Ｌｅｗｉｓ恒界面传质池对乳状液膜分离Ｚｎ２＋的传质阻力进行实验研究，结果表明由于表面活性剂单分子层的形成，使界面传质阻力占整个传质阻力的８５％。

乙酸甲酯水解催化精馏过程催化剂包内的传质模型(Ⅰ)数学模型

分析了催化精馏过程催化剂包内的传质 ,提出催化剂颗粒的不完全润湿和包内反应物浓度的不均匀是造成催化剂效率下降的原因 .催化剂包总效率因子是表征催化剂不完全润湿程度的表面润湿率 ηs 和表征由于包内反应物浓度的不均造成催化剂效率下降的效率因子 ηc 的乘积 .建立了一个二维传质模型 ,给出了 ηc 的计算式 .结果表明 ,ηc 不仅与反映扩散速率的Thiele模数有关 ,还与反映包内液体轴向流速的参数Ψ或γ有关 .由于催化剂包内存在液体的轴向流动 。

填料塔传质模型的研究——二维混合池随机模型

本文推导和提出了一个新的数学模型——二维混合池随机模型.它能用来模拟填料塔的液体流动和传质特性,以及计算塔中液、气两相浓度分布.该模型的主要特点是:(1)它通过调整混合池间轴向和径向的流动和混合,能很好地模拟填料塔复杂的液体流动状态;(2)模拟计算考虑了液体流动分布的随机性质.研究结果表明,填料塔塔径增大或填料层增高而产生的传质效率下降的原因主要是液体的非均匀流动、轴向混合的加剧和不完全的径向混合.

超重力法臭氧处理三硝基甲苯碱性废水传质模型

在前期试验研究的基础上建立了超重机中硫酸水溶液物理吸收臭氧的体积传质模型和三硝基甲苯(TNT)碱性废水化学吸收臭氧的体积传质模型。模型计算表明:硫酸水溶液物理吸收臭氧的体积传质系数为0.0191 s-1;臭氧氧化TNT碱性废水的体积传质系数在反应初始达到0.258 s-1,臭氧利用率达到93%,远高于鼓泡塔中臭氧氧化硝基苯类化合物的化学体积传质系数(0.005 88—0.017 s-1),模型的建立为以后的工业放大提供了理论依据。

废碱液同时吸收CO_2和H_2S方法与传质模型的研究

提出并研究了利用工业废碱液对地下气化煤气中CO2 和H2 S进行同时吸收的新方法 .分析了碱液吸收CO2 和H2 S的基本原理 ,并建立了碱液吸收CO2 和H2 S的传质模型 .在模型实验和数值模拟的基础上 ,研究了H2 S的存在对碱液吸收CO2 的影响 .通过研究发现 ,在适宜的碱液浓度及液气比条件下 ,CO2 的脱除效率可达 60 %以上 .当CO2 脱除率为 5 8% ,80 %或大于90 %时 ,煤气热值可分别提高 12 3% ,17 7%和 2 0 %以上 .计算结果表明 ,数值模拟值与实验值基本一致 .

喷射式超重力旋转床传质模型及实验研究

采用乙醇-水物系,在常压全回流条件下,对网孔板式(转子Ⅰ)和百叶窗式(转子Ⅱ)两种转子结构的喷射式超重力旋转床和折流式旋转床(RZB)进行精馏实验,并建立了旋转床理论塔板数和气相总体积传质系数(KGae)的关系式。实验结果表明,3种结构旋转床转子的每米理论塔板数均随转子转速增加而增大,且转子Ⅱ和RZB转子随气相表观动能因子(F因子)增大出现峰值;转子Ⅰ的每米理论塔板数最大为40.7块,转子Ⅱ的每米理论塔板数最大为40.0块;在转子转速为1 040r/min、F因子为1.1m.s-1(kg.m-3)0.5时,转子Ⅰ的比压降是RZB转子的10.0%,转子Ⅱ的比压降是RZB转子的13.6%;转子Ⅰ和转子Ⅱ的KGae随F因子的增大而增大。

CVI工艺过程中气体传质模型与计算

在建立碳布叠层体心立方模型、碳布叠层立方模型和纤维束叠层模型典型预制体的宏观孔隙结构几何模型和气体传质数学模型的基础上 ,研究了CVI(chemicalvaporinfiltration)工艺过程中孔隙网络结构对气体比渗透率和材料致密度的影响。结果表明 :孔隙网络的结构与形状是决定反应气体在孔隙中的比渗透率和部件最终致密度的主要因素之一。

果胶超滤纯化过程传质模型和动力学分析

研究了果胶提取液超滤膜分离处理过程传质特征,建立了渗透通量、膜面浓度与压差的传质模型,并对膜阻力和浓差极化阻力进行了定量描述;同时对超滤过程的动力学进行了分析.

包膜尿素控制释放过程传质模型

根据质量守衡定律和F ick扩散定律建立了包膜尿素控制释放过程的传质模型,并用3种新颖的石蜡-松香混合物包膜尿素在蒸馏水中的释放数据和扫描电镜照片对模型进行了验证。结果表明,该模型能有效地描述和预测由扩散机制控制的包膜尿素的养分释放行为,拟合的相关系数R2分别为0.997 6,0.997 3和0.998 4。模型显示,包膜尿素的养分释放速率与膜的有效扩散系数Deff成正比,与尿素粒径的平方及膜的厚度成反比。

液-液微分散萃取传质模型的研究

以H3PO4/H2O/TBP+煤油为实验体系,考察了流量、磷酸浓度、稀释剂含量、液滴直径及停留时间对液-液微分散萃取过程的影响,找出适宜操作条件。结果表明,萃取效率随磷酸质量分数、停留时间的增加而增加,随稀释剂含量的减小而增加,随流量的增加呈现先增加后减小的趋势。适当增大磷酸质量分数,减小稀释剂含量,缩短停留时间可以提高传质系数;液滴直径越小,传质系数越大,最高可达1.997×10?4 m?s?1。对微分散状态下的液-液萃取过程进行了分析,根据扩散传质理论,建立了液滴内浓度分布的数学模型,为微分散萃取的优越性找到了理论依据,将实验值与理论值比较,萃取效率、传质系数的误差在20%以内,说明模型是合理的,为微分散萃取的工业设计和操作提供了实验依据。

臭氧水中传质模型的研究

在传统鼓泡塔中对臭氧在水中的传质过程进行实验研究。利用实验改变进水流量、臭氧过气流量以及臭氧进气浓度等，得到臭氧传质系数、臭氧传质效率和臭氧消耗等有关参数。建立一个臭氧传质模型．可以预测不同操作条件下臭氧传质效率，从而优化控制臭氧化反应动力学。

水中脱除VOC渗透汽化传质模型的研究

推导并回归了水中脱除VOC的PDMS/PS复合膜渗透汽化串连传质阻力模型。以苯的水溶液为实验物系,实验结果表明,料液浓度与苯的渗透通量之间存在线性关系,由此可确定模型总传质系数。研究雷诺数、活性层厚度和基膜结构对渗透通量的影响,可回归得到模型中边界层传质阻力、活性层传质阻力和基膜传质阻力计算公式。由下游压力与渗透通量的对应关系的实验数据,回归得到亨利常数;模型其它相关参数由温度对通量的影响数据进行回归。模型预测值和实测值吻合良好。