分子热力学理论模型──氩模型与液体粘度的理论计算

应用张克武气体氩模型理论微分方程，导出液体粘度理论方程和“正烷烃沸点下的粘度值相同”的定理。本法以４０种不同构型２５８种无机、有机、强缔合性的醇、酸、二醇及非极性纯质１５２８个实验数据检验，平均误差１．８５％。其精度比著名的Ｖａｎ Ｖｅｌｘｅｎ ｅｔ ａｌ．法高９倍以上达到实验允许误差范围内。解决了近百年来无法精确计算的液体粘度这个技术科学上的关键难题。有重大理论意义和重要应用价值。

250t钢包精炼底吹氩吹孔位置优化的水模型试验

采用几何相似比1:3水模型,对250 t钢包底吹氩位置优化进行模拟试验,用电导法测定了单孔喷吹、双孔夹角90°和180°对称喷吹在至钢包中心不同距离处(0.37~0.61 R)采用不同吹气量(5~25 m^3/h)时钢水的混匀时间。试验结果表明,单孔底吹氩,吹孔距钢包底部中心0.61 R(R为钢包底部半径)时混匀时间最短;双孔喷吹对称分布的混匀时间比单孔喷吹的混匀时间短;当双孔喷嘴0.61 R对称分布时,混匀时间最短,死区最小,且双孔喷嘴间距由0.37 R增至0.61 R时混匀时间明显减小。

150t钢包底吹氩喷嘴布置优化的水模型研究

针对钢厂150t底吹氩钢包于0．2R圆周上成90°布置的双孔吹氩，钢水成分和温度均匀性较差的问题，进行了几何相似比1：4，双孔吹氩位置0．2～0．8R，夹角45°-180°。吹气量54．6～491．4L／h（相当于150t钢包吹气量50～450L／min）的水模型试验。试验结果表明，最优方案为双孔半径0．6R圆周，夹角180°，每孔流量382．2L／h（相当于150t钢何350L／min）．混匀时间比原钢包的喷嘴布置减少28．6％。

气体不平衡状态理论方程在科学上的重大意义──兼评有机分子的半金属结构模型理论

扼要阐述物理化学家张克武教授创立的分子热力学理论模型－氩模型及被称为“张克武气体不平衡状态理论方程”这一基本理论在科学发展上的重大作用。对与此有关的理论也作了简单的评价。

气体不平衡状态理论方程的推广应用(Ⅶ)——液体定压比热容理论方程

将由氩模型微分方程创立的气体不平衡状态理论方程推广应用于液体,导出液体定压比热容理论方程,经以极性与非极性等32种结构类型220种纯质的986个实验数据检验,平均误差为0.85％,优于前人公式,有重要的理论意义与广泛的应用价值.

气体导热率理论方程和两个定理

分析了杰出科学家Maxwell等的理论方程普适性差精确度低的深刻理论根源,是难以消除的严重缺陷。利用氩模型及其微分方程导出气体导热率理论方程,并以逻辑推理建立2个定理。作者方程经用极性与非极性以及量子气体等24种结构类型178种有机与无机纯质802个实验数据验证,平均误差仅1.71％,达到实验允许误差范围内,比科学家公认的非平衡态统计力学上最重大成就之一的Enskog-Chapman理论方程的精度高5倍以上,比Chung式高3.5倍。证明解决了当代化学工程与非平衡态统计力学交叉学科领域内极需解决的科学难题之一,有很大的理论意义和应用价值,是这一领域的重大突破。

论物质的分子结构与液体导热率理论方程

分析了在国际化学化工学术界有影响的Ｂｒｉｄｇｍ ａｎ 理论式及著名的Ｌａｔｉｎｉ经验式的不足后，以张克武气体不平衡状态理论方程导出的液体导热率理论方程和有机分子的半金属结构理论为基础，建立了用分子结构来计算液体导热率的理论方程．以液烃、醚、醛、酮和酯等２５６ 种纯质８５０ 个实验数据检验，平均误差１．８％ ，其精确度比Ｂｒｉｄｇｍ ａｎ 理论式约高１０ 倍，比Ｌａｔｉｎｉ式高５ 倍，显著优于前人公式．

分子热力学前沿基础研究中的新理论13∶论纯质的微观结构与液体表面张力理论计算法

从分析液体表面张力σ的微观机理出发,应用表面层的定性微观图片,阐明液体内部微观粒子与液体表面层的微观粒子同其它微观粒子间的相互作用是不同的。可把液体表面层微观粒子看作介乎于液体性质与气体性质之间的第三相。临界点时,第三相消失,故σ趋近于0,据此预测应能将张克武气体不平衡状态理论方程推广应用于σ的研究,导出液体表面张力理论方程,经用各不同结构类型的极性与非极性纯质268种1482个实验数据检验,平均误差1.40%,且其物理意义明确,仅知Tm,即可精确预测若干结构类型的σ,显著优于前人各式,有较为重要的理论意义和广泛的应用价值。

分子热力学前沿基础研究领域中的新理论5:有机分子的半金属结构理论与气体粘度理论方程

分析了国际科技界著名的气体粘度方程的基本不足和缺陷后,应用有机分子的半金属结构理论中的两个定理,以气体粘度的微观机理为基础,提出无机与有机纯质的通用型的气体粘度理论方程,经用极性与非极性包括量子气体在内的32种结构类型128种纯质520个实测值检验,平均误差仅1．20％,其精度比REID,PRAUSNITZ院士推荐的著名公式(CHUNG,LUCAS和REICHEN- BERG等的公式)高2．0-3．5倍,极显著地优于文献中各式。

液体输运现象新理论Ⅰ液体粘度理论方程和2个定理

将张克武气体氩模型理论微分方程加以发展,推广应用到凝聚态物理学前沿基础研究中,导出液体粘度理论方程,并据理论分析引出两个定理。以42类328种无机、有机、极性与非极性纯质1928个实验数据检验,平均误差1.64％,达到实验容许误差范围内。其精度比美国(科学院、工程院)两院著名院士Prausnitz[2001]推荐的最优公式高8倍。在一些情况下,仅需给出熔点和沸点就可准确地从理论上计算出粘度值。解决了过去百年来国际分子物理学中无可靠方法计算液体粘度的科学难题,是百年来工程科技基础理论研究领域中的一个重大突破。

凝聚态物理学基础研究领域中的新理论Ⅰ——纯质的分子结构与液体C_(p,1)理论方程及3个定理

将由氩模型微分方程出发创立的气体不平衡状态理论方程推广应用于凝聚态物理学性质的研究中,导出液体定压热容C_(p,1)理论方程,并创立3个定理,据此在很多情况下,仅需纯质的熔点T_m,沸点T_b就能准确地计算出C_(p,1)。是百年来凝聚态物质热容理论研究中的重大突破。公式的精度比2001年Poling教授,Praunitz院士推荐的国际科技界最优公式(含CSP correlation等)高10倍以上,经极性与非极性等42种结构类型289种纯质的1086个实验数据检验,平均误差为0.82％,显著优于前人公式,有重大的理论意义与广泛的应用价值。

分子热力学前沿基础研究领域中的新理论7:常沸点下液体摩尔体积理论方程

从液体纯质中的微观粒子间的相互作用力方面考虑,按照作者创立的氩模型理论和有机分子的半金属结构理论中的定理定则,导出液体纯质在正常沸点下的摩尔体积Vb理论方程,给出了理论方程成立的数学证明。经以有机、无机,极性与非极性的36种纯质的实测值检验,平均误差0.47%,推广到31种结构类型128种纯质时,平均误差为0.55%,都在实验容许误差范围之内,比2001年著名文献推荐的最优秀的Vb公式(Tyn-Calus式等等)的精度高5.7倍到10.2倍,仅需知道纯质的结构式和分子量就可精确地计算出Vb来,这是从1915年以来这一科学研究领域中的重大进展与突破。

分子热力学前沿基础研究领域中的新理论9:烃类和羧酸的常沸点理论方程

应用分子力学理论揭示出烃类和羧酸等的正常沸点Tb这一物理现象中的物理规律性,从而提出其正常沸点的理论方程,物理意义明确,经用链烃,环烃和羧酸等的298个纯质的实测值验算,平均误差为0.35%,误差≤1%的占总数的98.65%,而本法精度比国际学术界中最优秀的Marrero-Pardillo(M-P)高5.7倍,这是分子热力学和过程科学交叉学科领域基础研究中的一个重大的突破。再次证明氩模型理论对价值重大的工程物性计算化学的发展有很大指导价值。

气体不平衡状态理论方程的推广应用Ⅸ液体表面张力理论方程

将张克武创立的气体不平衡状态理论方程，移植应用于液体表面张力的研究，导出液体表面张力的分子热力学理论模型与理论方程，经用各不同结构类型的极性与非极性纯质１１２种４８２个实验数据检验，平均误差１．３８％，且其物理意义明确，显著优于前人各式，有重大的理论意义和广泛的应用价值。

用前沿基础研究中的重大成就振兴老工业基地——论发展化学化工数据应用软件产业的可行性

阐明了当前国际科技界化学化工物性数据软件普遍存在的理论基础贫乏导致:估算公式的计算质量低下。文中以氩模型微分方程和气体不平衡状态理论方程及有机分子的半金属结构理论为指导,以已经创立的 10个价值重大的工程物性理论方程为基础进一步开拓,创立高精度,普适性优异,有很强的国际竞争力的新型化学化工数据软件商品体系,逐步形成规模经济。

分子热力学前沿基础研究领域中的新理论10:分子间力相对值的研究与纯质正常沸点理论方程

作者前文以氩模型理论为依据阐明汽化热,液体粘度这些物理现象中的物理规律,提出分子间力相对值的新概念,现在应用来推导出正常沸点理论方程,外推功能优异,证明其物理意义明确,以链烃,环烃,醇,酚,氟烃和全氟碳化合物,共计461个正常沸点实测值检验,达到平均误差为0.38%,误差≤1%的占总数的97%以上的高精度。其精度比国际上著名的公式Marrero-Pardillo(M-P)高5.2倍,有较大的理论价值与广泛的应用前景。

从氩原子结构模型角度看我国英文科技期刊的评估思路

发展英文科技期刊是非英语国家开展国际学术交流的重要渠道,但是在我国学术管理与评价研究中,缺乏针对英文期刊特点的专门评估方法和工具。我们借鉴了氩原子结构模型(ASM)来评估英文科技期刊。ASM包括核心价值和为围绕核心的编者、作者和读者3个层次,每一个层次与期刊核心价值的距离随着关系的减弱而增长,相邻层次的成员会在层次间跃迁。

莱钢SPHC渣洗直上工艺的研究与优化

介绍了莱钢炼钢厂面对钢铁市场供大于求、钢价下降、微利润的严重形势下，为降低生产成本，生产SPHC钢种经过LF精炼改为由钢包吹氩直上连铸机工艺。针对吹氩直上工艺处理的钢水容易引起连铸机非稳态浇注等一系列问题，分析出其产生的主要原因为炉渣改质效果差，吹氩模式不合理，从而造成连铸机水口结瘤等事故，通过在出钢过程采用渣洗工艺，合理优化吹氩模型，制定不同阶段氩气压力、搅拌时间控制模型，提高了钢水纯净度，取得良好的冶金效果。

Effect of Helium-Argon Mixtures on the Heat Transfer and Fluid Flow in Gas Tungsten Arc Welding

A transient finite element model has been developed to study the heat transfer and fluid flow during spot Gas Tungsten Arc Welding （GTAW） on stainless steel. Temperature field, fluid velocity and electromagnetic fields are computed inside the cathode, arc-plasma and anode using a unified MHD formulation. The developed model is then used to study the influence of different helium-argon gas mixtures on both the energy transferred to the workpiece and the time evolution of the weld pool dimensions. It is found that the addition of helium to argon increases the heat flux density on the weld axis by a factor that can reach 6.5. This induces an increase in the weld pool depth by a factor of 3. It is also found that the addition of only 10% of argon to helium decreases considerably the weld pool depth, which is due to the electrical conductivity of the mixture that increases significantly when argon is added to helium.