熔盐塔式太阳能吸热器传热特性计算模型研究进展

熔盐塔式太阳能热发电技术是目前国际主流的光热发电技术,熔盐吸热器作为将太阳能转换为热能的核心设备,其性能直接影响系统发电效率,吸热器安全性影响电厂运行小时数。因此,建立熔盐吸热器传热模型,获得准确的传热特性十分重要。对主流的外置圆柱式熔盐吸热器的传热计算模型进行了系统梳理,总结了传热模型中投入辐射能、辐射热损失、对流热损失及熔盐得热量的计算过程及基本方法。根据计算结果的精细程度,吸热器传热模型分为详细模型和简化模型。详细模型的计算精度高,能细致反映实际能量转换过程,但计算成本较高,瞬态过程计算耗时多,但其特定工况的计算结果可为简化模型提供计算结果的验证参考。简化模型是对描述熔盐吸热器传热特性的理论模型做合理简化,在较为准确地完成计算的同时具备较快的计算速度,多用于吸热器设计阶段。通过各模型特点及性能的总结对比,可为熔盐吸热器热性能计算过程的传热模型选择提供技术指导。

氧化还原敏感型基因元件增强酵母木质纤维素水解液抑制物胁迫耐受性

纤维素乙醇作为一种清洁可再生的绿色能源,具有良好的应用前景。然而酿酒酵母利用木质纤维素原料生产乙醇的发酵过程易受多种抑制物胁迫的影响,因此提高其胁迫耐受性具有重要意义。本研究在细胞内设计了一种氧化还原敏感型基因元件,通过生物传感器Yap1感应胞内氧化还原状态,以调控抗胁迫基因智能表达。首先,分析了Yap1调控的天然内源启动子P_(TRR1)、P_(TRX2)和P_(MET16)对木质纤维素水解液中典型抑制物的响应强度。其次,根据不同胁迫种类组合相应启动子与抗胁迫的效益基因,构建氧化还原敏感型基因元件提高了酿酒酵母的胁迫耐受性。最后,将表现较好的基因元件GP-CTT和GP-ADH串联整合到一起构建了双基因元件系统,在5-HMF和H_(2)O_(2)双重胁迫下细胞的死亡率与野生型相比下降了69.6%。相较于单基因元件GP-CTT,双基因元件整合菌株的比生长速率、葡萄糖消耗速率和乙醇生产速率分别提高了64.2%、60.1%和58.9%,重组菌株过氧化氢酶的酶活力提高了40.2%。本研究通过理性设计氧化还原敏感型基因元件的遗传回路,强化胞内关键抗氧化酶和醛降解途径,系统地提高了酿酒酵母的胁迫耐受性,为动态地提高酵母鲁棒性提供了新的见解。

基于光-机耦合的太阳炉聚光性能分析

以点聚焦太阳炉为研究对象,提出光-机耦合角度建立能流密度分布仿真计算模型,对该太阳炉理想条件下、考虑重力和风荷载作用下、实测面型条件下进行能流密度模拟分析,并进行能流密度分布实测研究。研究结果表明:对于太阳炉系统而言,在计算工况下,重力对聚光性能的影响较小,约为5%;安装误差和风致变形对聚光性能影响较大,约为11%和25%。通过理论预测和实验结果对比,提出对软件预测模型中聚光器误差因子进行9 mrad的修正。

500升絮凝颗粒酵母连续发酵悬浮床生物反应器流体力学行为

利用某些酵母细胞的自身强絮凝能力形成颗粒,以固定化细胞法实现酒精连续发酵,近年来引起了人们的极大关注。与通常的各种载体固定化细胞法相比,它具有方法简单、过程经济的突出优点,而且反应器中无载体充填,可以获得更高的菌体浓度,进而强化反应器的设备生产强度指标。然而,这种由细胞自身絮凝形成的颗粒有很大的特殊性。一方面,它的形状、结构极不规则,颗粒的大小在一定的条件下呈特定的分布。另一方面,颗粒间具有粘连性,且自身强度弱,不耐流体剪切,在培养与发酵过程中要求与基质呈均匀的悬浮状态。因而,开发研制适宜的生物反应器,并解决其工程放大问题成为这一技术能否工业化的关键。

融合株SPSC发酵生产酒精的工艺研究——自絮凝细胞颗粒粒径分布、细胞生长和产物酒精生成动力学

在测定了融合株 Ｓ Ｐ Ｓ Ｃ 自絮凝颗粒分布的基础上，研究了其培养过程细胞颗粒生长和连续发酵过程产物酒精生成的动力学规律，建立了如下的动力学模型：μ＝ ０ ．１３４ Ｓ１９ ．２３ ＋ Ｓ υ＝ ０ ．７４７ Ｓ１０ ．８７１ ＋ Ｓ［（１ － ｐ１２６３）２ ．

絮凝酵母颗粒悬浮床反应器中试及酒精连续发酵工艺的研究

在小型悬浮床反应器研究絮凝颗粒酵母酒精连续发酵工艺的基础上,建立了单釜反应器有效容积0.5m^3、二级串联的中试装置。以淀粉糖化液为底物,考察了悬浮床反应器由小试到中试的放大效应,提出了该反应器工业放大时对危险截面表观气速应加以限制的原则,以保证絮凝酵母颗粒不被剪切破坏。进而在平均稀释率为0.10h^(-1)的条件下,中试装置稳定运转一个月,获得终点发酵液中酒精浓度80～85g/L,残糖低于5.0g/L,设备平均生产酒精8.4g/L·h的结果。

气升式生物反应器中培养液-絮凝细胞颗粒-空气三相系统气含率的研究

首先以惰性离子交换树脂模拟絮凝细胞颗粒,以水模拟低粘度培养液,在有效容积12L的气升式生物反应器中研究了气升管内三相系统的气含率,获得了关联式ε_g=(1-0.825U_t^(-0.0233)d^(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g进而以絮凝法固定化酵母酒精发酵过程中的絮凝酵母颗粒一培养液这样的真实物系,对模拟物系研究建立的关联式进行修正,得到ε_g=(1-0.783U_t^(-0.0233)d^(0.0134))/(1+U_(sL)/U_g上述气含率的关联式与反应器环流系统的动量方程式相结合,可以预测反应器中流体力学基本参数.

气升环流生物反应器放大过程

研究了气升环流生物反应器絮凝颗粒细胞悬浮培养过程的流体力学特性,提出了反应器操作耐发生絮凝颗粒细胞沉积堵塞现象的机理及其流体力学稳定操作条件,并预测了反应器规模放大时保证反应器正常操作的最小通气量及其它流体力学参数。与实际操作检验结果对比吻合良好。

潜热型热功能流体强化换热分析

本文建立了分析带有相变微胶囊的潜热型热功能流体的流动和换热过程数理模型,应用有限差分法和移动热源法进行联合求解。计算结果表明,相变微胶囊的加入:较好地提高了流体的换热性能。获得了相变颗粒大小和体积分数对强化换热影响等结果。计算结果对该类流体的设计和应用提供了理论依据。

以玉米为原料采用絮凝颗粒酵母连续发酵新技术生产酒精并副产SCP饲料工艺的探讨

以玉米为原料采用絮凝颗粒酵母连续发酵新技术生产酒精并副产ＳＣＰ饲料工艺的探讨白凤武，冯朴荪（大连理工大学生化工程研究室）酒精是食品、医药、化学化工等领域的基本原料之一，也是一种潜在的清洁能源。用微生物发酵法生产酒精的历史由来已久。尽管６０年代以来石油...

絮凝颗粒酵母连续发酵生产酒精新工艺的研究

本文以酵母细胞自身絮凝形成颗粒作为固定化细胞方法,建立了单釜有效容积0.5m^2、二釜串联的中试装置。以淀粉糖化液为底物,采用末级反应器连续补糖的工艺方案,在平均稀释率为0.10h^(-1)的操作条件下连续稳定运转近一个月。当淀粉糖化液总糖浓度为180～200g/L时,反应器中絮凝颗粒酵母浓度控制在30～40g(d·w)/L范围内,终点发酵液中酒精浓度达到85g/L左右,残余总糖降至5g/L以下,计算出反应器的平均设备生产强度为8.4gEtOH/1·h。

对流换热边界条件下球体内固液相变过程移动热源法求解

应用移动热源法求解了对流换热条件下球体内具有明显相变界面的固液相变问题,分析了球体半径、相变材料潜热、外界对流换热条件对相变过程的影响,并进一步考虑实际相变过程存在的变对流边界条件,构造了一实用解法.为求解相变问题的数值方法提供了一校核其可靠性的新途径,还为实验结果提供了相互比较的数据.

絮凝法固定化增殖细胞悬浮床生物反应器中试放大过程研究

本文以酵母细胞自身絮凝形成颗粒作为固定化细胞的方法，建立了有效容积０．５Ｍ~３中试规模的悬浮床生物反应器。以淀粉糖化液为发酵底物，在稀释率分别为０．０５、０．１０、０．１５和０．２０ｈ^（－１）的操作条件下，考虑了这种固定化增殖细胞反应器放大过程呈现的放大效应，提出了反应器放大时在保证絮凝颗粒均匀悬浮的同时限制危险截面表观气速，以保持絮凝颗粒完好形态的放大准则，气升管内外两个危险截面分别为：ｕ_（ｇｉ）＜（ｕｇｉ）_（ｍａｘ），ｕ（ｇｏ）＜（ｕｇｏ）_（ｍａｘ），并获得气升管内外两个危险截面最大表现气速分别为１．８５ｃｍ／ｓ和０．６５ｃｍ／ｓ。

无载体固定化细胞的研究进展

以无载体固定化酵母细胞酒精连续发酵的成功工业化应用为实例 ,并与通常的载体固定化细胞技术比较 ,阐述了无载体固定化细胞技术的优缺点 ,系统提出了无载体固定化细胞技术的概念 ,进而对无载体固定化细胞技术在其它微生物发酵和动植物细胞培养过程的应用前景进行了展望。

轴对称双倒易边界元法的f函数及其奇性处理

基于右端项为径基函数的三维泊松方程,推导了轴对称情况下双倒易边界元方程求和形式的 f函数通式.通过对f函数取积分平均和根据计算区域特点选取不同类型的 f函数组合,消除了f函数在对称轴上呈现奇性的不足.通过计算轴对称实心圆柱体和球体的非稳态导热问题,很好地验证了对f函数的选择和处理的可行性.

从第三届亚太地区生化工程会议谈生化工程学科研究与发展方向

从第三届亚太地区生化工程会议谈生化工程学科研究与发展方向白凤武（大连理工大学，大连，１０００２３）第三届亚太地区生化工程大会（ＡＰＢｉｏＣｈＥＣ’９４）于１９９４年６月１３日～１５日在新加坡召开。本届会议的主题为：“ＢｅｔｔｅｒＬｉｖｉｎｇＴｈｒｏｕ...

酒精发酵工业结构调整关键技术及发展燃料酒精的可行性

本文介绍了中国酒精发酵工业的现状,分析了目前中国酒精发酵工业产业结构的不合理性及存在的问题,提出了“十五”期间技术攻关的建议及预期结果。

酒精发酵工业结构调整关键技术及发展燃料酒精的可行性

介绍了中国酒精发酵工业的现状,分析了目前中国酒精发酵工业产业结构的不合理性存在的问题,提出了"十五"

球体糊状区相变问题双倒易边界元法求解

本文分析了球型微粒含有糊状区的固液相变问题,根据实验数据拟合了相变过程的定压比热和固相质量分数,并用轴对称双倒易边界元方法计算了球体的融化过程。在满足集总参数法使用条件下,验证了其求解过程的正确性,为求解该类糊状区相变问题提供一高效快速的求解方法。

圆红冬孢酵母菌发酵产油脂培养基及发酵条件的优化研究

采用均匀设计和单因子试验法,系统考察了圆红冬孢酵母菌(Rhodosporidiumtoruloides)在不同碳氮比条件下产油发酵情况以及添加无机盐对产油发酵的影响,通过均匀设计软件对二次多项回归方程求解及单因素分析得知在培养基组成分别为葡萄糖70g/L,硫酸铵0.1g/L,酵母粉0.75g/L,磷酸二氢钾0.4g/L,七水硫酸镁1.5g/L,初始pH6.0,在灭菌(121℃15min)后添加ZnSO41.91×10-6mmol/L、CaCl21.50mmol/L、MnCl21.22×10-4mmol/L、CuSO41.00×10-4mmol/L。发酵摇瓶装液量为250mL三角瓶装培养基50mL,接种量为10%(种龄28h)。在上述条件下,30℃振荡(200r/min)培养120h,所得菌体油脂含量高达76.1%,脂肪得率系数可达22.7。