仿真与实验协同视角下多相流分离教学实验设计

多相流分离技术广泛应用于石油化工领域,而实验研究和仿真计算是其主要的研究方法。本文在仿真与实验协同视角下设计了多相流分离教学实验,首先采用FLUENT软件对旋流分离器进行建模计算,得到了旋流器内流场分布以及不同操作参数对其分离效率的影响规律;然后采用实验方法对旋流器的工作过程进行了还原,将实验数据与仿真结果进行了对比分析,验证了计算模型的准确性。通过将仿真过程与实验流程相结合,直观展示了多相流分离装置的分离过程,有助于学生更深入了解分离机理,并提升教学实验的探索性和创新性。

多相流分离计量装置在金秋气田致密气的应用

金秋气田致密气开采过程中,井口气、液计量的准确性直接影响气井生产动态分析等工作,现行气田常用的计量方式为单相计量,该种计量模式存在所需设备数量多、占地面积大、投资较高、建设周期较长等问题。本文分析了多相流分离计量装置的工作原理以及特点,开展了多相流分离计量装置现场对比试验,现场试验结果显示气相测量误差在±5%以内,基本满足金秋气田致密气当前开发阶段的使用需要,并可实现致密气单井地面工艺流程优化简化、快建快投。

基于码流分离与统计的小区用户行为模式识别

对移动通信小区用户的侦察与管控是保证电磁空间安全和正常通信秩序的必要手段。针对目前面向第5代(5G)移动通信侦察无法在用户级别进行精准分析的现状,提出了基于码流分离和统计的小区用户行为模式识别方法。通过通信侦察处理,不仅能够获得基础的系统信令信息,还可以截获、分析用户级别特定的信令与身份信息。根据用户的身份信息和控制信息,通过解调、解扰、解码得到终端的上下行业务码流,并从统计角度获得其流量图。在此基础上,利用深度学习模型进行迁移学习,识别其行为是通话、短信还是上网,从统计学意义上完成小区用户的行为模式识别。经过实际侦察实验验证,识别正确率达到了87.50%,为移动通信用户的精准侦察与管控相关研究奠定了重要基础。

场流分离理论的研究现状及发展趋势

场流分离是一种方便快捷的分析分离技术,它具有设备简单,应用广泛,效率高等优点。该文介绍了场流分离原理及理论,描述了场流分离设备的主要结构,着重讲述了电场流分离、热场流分离、沉降场分离、流场流分离的方法及应用。比较了不同场流分离技术的差异,展望了场流分离发展的方向。引用文献44篇。

利用重力—热耦合场流分离技术分离牛黄清肺散

利用重力热耦合场流分离技术对牛黄清肺散进行了分离,并用光学生物显微镜评定分离效果.结果表明,采用重力热耦合场流分离技术可很好地分离牛黄清肺散样本中各成分.

基于非对称场流分离技术分离表征天麻多糖:空间位阻转变效应

采用非对称场流分离(AF4)在线联用多角度光散射(MALS)检测器和示差折光(dRI)检测器(AF4-MALS-dRI)对天麻多糖(GEPs)的相对分子质量(M)、回转半径(Rg)和构象进行了表征。GEPs粒径分布较宽,在AF4分离过程中存在空间位阻转变效应,导致粒径大小不同的GEPs分子被同时洗脱,无法准确表征其M、Rg分布和构象。本文研究了恒定交叉流流速、指数衰减交叉流流速、样品质量浓度和垫片高度对空间位阻转变效应的影响。结果表明,较高的样品质量浓度会导致空间位阻转变现象的发生;垫片高度会影响样品的分离度和保留时间,改变空间位阻转变点(di);对于多分散GEPs样品,指数衰减交叉流流速不仅能调整di,而且能改善样品的分离度,缩短分析时间。在样品质量浓度为0.50 mg/mL、进样体积为50μL、检测器流速为1.0 mL/min、垫片高度为350μm、初始交叉流流速由0.2 mL/min呈指数衰减至0.05 mL/min、半衰期为2 min的条件下,解决了AF4分离GEPs时存在的空间位阻转变效应问题。此外,在最佳洗脱条件下研究了不同产地及不同超声时间对GEPs的M、Rg和构象的影响。结果表明,随着超声时间的增加,云南和四川产地GEPs的Rg和M均减小,分布变窄;当超声时间为15 min时,云南产地GEPs为松散的高度支化构象,四川产地GEPs为球状构象;当超声时间增加到30 min或60 min时,两产地GEPs的构象主要为高度支化结构,表明GEPs发生了降解。实验结果证明,在最佳洗脱条件下,AF4-MALS-dRI对GEPs的表征具有良好的重复性,GEPs的Rg和M相对标准偏差分别为0.5%和1.7%。

重力场流分离系统中载液及流速条件对分离的影响

重力场流分离作为最简单的一种场流分离技术,常用于分离微米级颗粒。选择两种不同粒径(20μm和6μm)的聚苯乙烯(PS)颗粒作为样品,通过改变载液中叠氮化钠浓度、混合表面活性剂的比例及载液流速,利用自行设计生产的重力场流分离(gravitational flow field-flow fractionation,GrFFF)仪器,对颗粒混合样品进行分离,得到了相关谱图与数据,考察了这3种因素对分离效果(保留比(R)、塔板高度(H))的影响。结果表明:20μm PS颗粒的R值均大于6μm PS颗粒的R值,H值均小于6μm颗粒的H值;PS颗粒的R值与H值均随着载液中叠氮化钠浓度的增加而增加;但随着载液流速的增加,R值增加,H值减小。该研究为GrFFF系统的开发及应用提供了重要的参考价值。

流场流分离技术在聚合物相对分子质量分布及微粒分布测定中的应用

场流分离作为一种新的分析技术,逐渐被用来分离和表征聚合物、生物大分子和聚合物微粒。介绍了作为场流分离技术之一的流场流分离(FlFFF)技术的原理。重点综述了常温FlFFF技术在聚电解质等水溶性聚合物及聚合物乳胶粒水分散体系的分离和表征中的应用,以及高温FlFFF技术在高相对分子质量聚烯烃的分离和表征中的应用。讨论了FlFFF技术相对于GPC技术的优势及目前存在的问题,指出了FlFFF技术在高相对分子质量聚合物分析中的应用前景。

重力场流分离技术在中药散剂分离中的应用

讨论了利用重力场流分离中药的可行性,并利用重力场流分离方法对牛黄清肺散进行了分离实验,用光学显微镜及CCD摄像头评定分离效果。结果表明,根据被分离的牛黄清肺散样本中各成分粒径和密度的不同,重力场流分离技术按牛黄清肺散样本中各成分的粒径及密度的不同完成了分离。分离后半径方差为0.432。为中药的分析、分离及提纯提供了一种可行的方法。

重力场流分离结合图像处理测定小麦粉粒径的研究

针对小麦粉颗粒大小的测量问题，首先利用重力场流分离方法对小麦粉进行了分离。在分离基础上利用图像处理方法完成了对小麦粉粒径的测量。经重力场分离后，小麦粉样本被分为颗粒大小相近的3部分。试验中使用光学显微镜及CCD摄像头评定分离效果。试验结果表明试验样本小麦粉的粒径主要分布范围在17．0～18．5、6．7～8．0、2～3．5μm三个尺寸段内。该研究为进一步研究小麦粉的特性提供了一种全新的手段。

一种新的中空纤维液流场流分离装置及其对葡聚糖保留行为的研究

中空纤维液流场流分离法对高分子和小粒子分离效果好,但目前因所使用的中空纤维均为各实验室自制且分子量阻断值不够小,使该技术的推广应用受到限制.设计了一种新的中空纤维液流场流分离装置,该装置的优越性在于其中空纤维分子量阻断值小,可以用于分离较小分子量的分子;并且中空纤维为商业购买,使得该技术的推广成为可能;该装置易于安装,操作简便.应用它获得了高分子物质葡聚糖的保留,并探讨了液流交汇时间、外场强度、流速和进样量对葡聚糖保留行为的影响.研究结果表明,给予足够的液流交汇时间,足够强的外场,葡聚糖能得到很好的保留.超量进样时,被测葡聚糖的保留时间不变,峰的对称性良好,结果重现性好.

非对称流场流分离技术的现状及发展趋势

场流分离是生物分析领域一项成熟的技术,将流体与外场联合作用于待分离物质,利用分析物某些理化参数上的差异进行分离。非对称流场流是其重要的分支之一,所施加的外力场为垂直方向的液流,分离过程于开放型的通道中在某种组成的载液迁移推动下进行,主要根据分析物与垂直施加的第二维液流之间的相互作用完成分离。非对称流场流在蛋白质、蛋白质复合物、衍生纳米级/微米级粒子、亚细胞单元和聚合物等分离中的应用日益广泛,主要归功于其直接应用于生物样品时可进行无损分离,因此生物分析物如蛋白质可以在生物友好型的环境中完成分离而不改变其构型,也无需使用降解载液。分离设备便于保持无菌状态,分析物可在生物友好的环境中维持其自然状态。该文简要描述了场流分离原理并罗列出其在生物分析领域一些卓越的发展和应用。

场流分离的发展及在环境领域中的应用

场流分离作为色谱技术的一个分支领域,在分离大分子物质、粒径为1 nm^100μm的颗粒物及胶体粒子等方面具有独特的优势.介绍了场流分离的原理及其4种分离方法,即热场流分离、沉降场流分离、流场流分离及电场流分离;总结了这4种方法的研究现状,特别论述了场流分离在环境领域的应用,同时指出了现有场流分离方法在小型化与商业化方面急需解决的瓶颈.作为一种独特的微流体分离方法,场流分离能够与多种分析监测技术联用,并且随着声、光、磁学器件集成技术的快速发展,场流分离必将成为极具发展潜力的便携式分离分析仪器,为环境原位分析提供更有力的工具.

非对称场流分离技术用于纳米颗粒的表征

采用非对称场流分离技术(Asymmetrical flow field-flow fractionation,AF4)对标准聚苯乙烯颗粒粒径进行表征。利用非对称场流分离仪以0.1%SDS(十二烷基磺酸钠)和0.02%NaN3的水溶液为流动相,测定标准的聚苯乙烯纳米颗粒在流体流场作用下通过分离腔室的保留时间,以确定纳米颗粒的平均粒径。优化了聚焦时间、横向流速、进样量、主体流速等实验条件,建立了利用AF4准确表征纳米颗粒的方法,并与扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)的表征结果进行比较。结果表明,AF4的表征结果比SEM更接近于聚苯乙烯颗粒的标准粒径,具有更高的稳定性和准确度。本方法可作为纳米粒径表征的一种准确方法。

基于非对称场流分离技术分离表征小米淀粉

基于非对称场流分离技术耦合多角度激光光散射检测器和示差折光检测器,建立了分离表征小米淀粉的方法。研究了进样量、交叉流流速、半衰期(t1/2)、载液离子强度和pH值对小米淀粉分离效果的影响;考察了该方法的重现性;探究了小米淀粉分子结构。结果表明,在进样体积为50μL、进样质量浓度为0.50 g/L、交叉流流速为1.2 mL/min、t1/2=3 min、载液为10 mmol/L pH 7.00 NaNO3(含3 mmol/L NaN3)的条件下,小米淀粉分离效果最佳。该方法具有良好的重现性,得到的小米淀粉的回转半径相对标准偏差为3.4%、摩尔质量相对标准偏差为7.0%。

钝缘舵高超音速湍流分离特性

给出由半圆柱前缘舵诱导的高超音速湍流分离的实验结果。实验气流Ｍａｃｈ数为７．８，单位长度Ｒｅ数为３．５×１０７ｍ－１。结果表明：钝缘舵诱导的湍流分离极不稳定，分离激波出现大尺度低频振荡，使壁面压力和热流率无量纲标准偏差在主分离线附近达最大值。Ｍａｃｈ数愈高，最大无量纲标准偏差值越大。在前缘区前缘直径是控制分离流场尺度和平均壁面压力。

场流分离蛋白质技术研究进展

介绍了场流分离的原理及特点,以及电场流分离技术、流场流分离技术、沉降场流分离技术在蛋白质分离中的应用,并对场流分离蛋白质发展方向进行了展望。

载液组成对于卵白蛋白在非对称流场流分离通道中膜吸附和聚集行为的影响

非对称流场流分离技术对于蛋白质等生物大分子的分析具有温和、分离范围广的特点。然而,在场流分离通道中,受载液组成的影响而产生的蛋白质与通道膜的相互作用和蛋白质在通道内的聚集行为,会影响分析物的回收率和尺寸形态,这些现象一定程度上限制了场流分离仪器的进一步应用。该文研究了载液组成对于卵白蛋白在非对称流场流分离中膜吸附和聚集行为的影响。考察了不同pH(6.2、7.4、8.2)、阳离子种类(Na^+、K^+、Mg^(2+))及多种离子强度(0~0.1 mol/L)等条件对卵白蛋白洗脱过程的影响。结果表明a)载液的离子强度越大,卵白蛋白的吸附和聚集行为越严重;b)pH和蛋白质的等电点pI的相对大小决定了蛋白质的表面电荷,从而影响蛋白质的吸附聚集行为;c)二价阳离子Mg^(2+)更易引发通道中蛋白质的吸附和聚集。这些结果有助于今后使用非对称流场流分离技术分析蛋白质样品时,改善载液组成以获得更高的回收率,降低蛋白质聚集作用,对AF4更广泛地应用于蛋白质生化分析中有较好的参考价值。

重力场流分离技术及其发展现状

介绍了重力场流分离技术的分离原理、分离过程、分离的洗提模式以及重力场流分离方法的优点,并综述了重力场流分离技术的国内外研究现状及未来发展趋势.

离心沉降场流分离技术用于纳米颗粒尺寸的准确表征

以名义粒径为240nm的聚苯乙烯标准纳米颗粒悬浮液为样品，利用离心沉降场流分离仪以0．1％FL-70的水溶液为流动相分离。测定检测器波长为254nm时，纳米颗粒在离心力场的作用下通过分离通道的保留时间，从而确定纳米颗粒的平均粒径，测定值为247nm。此外，还利用扫描电镜法测定了纳米颗粒标准物质的粒径，测定值为220nm，结果表明，离心沉降场流分离技术较扫描电镜法更接近于聚苯乙烯纳米颗粒标准的名义粒径，具有更高的准确度和精密度。该方法可望成为纳米尺度表征的一种参考方法。