基于拉曼光谱的已知混合物组分定量分析方法

利用拉曼光谱进行混合物组分定量分析一直是分析化学领域的一大难题。针对现有的基于机器学习(如支持向量回归机、偏最小二乘)的混合物定量分析方法存在的训练样本难以获得、模型推广性能差的问题,提出了一种基于拉曼光谱谱峰强度最小二乘拟合的已知混合物组分直接定量分析方法。该方法首先采集已知混合物及其各组分的拉曼光谱,利用连续小波变换和惩罚最小二乘法相结合的方法对采集的拉曼光谱进行去噪、基线校正等预处理。通过斜率比较法将预处理后的拉曼光谱分为多个光谱子区间,将各子区间的拉曼光谱看作是多个Voigt函数的线性叠加,并利用levenberg-marquardt-fletcher(LMF)算法求解获得各谱峰的位置、强度、半高宽等表达系数。根据各组分参考光谱的谱峰位置,确定各组分对混合物光谱中每个谱峰的贡献度。依据朗伯-比尔定律中拉曼光谱的谱峰峰强与其所对应的浓度的正比关系,建立超定方程;最后利用最小二乘法拟合该超定方程得到各组分对应的系数,从而获得各组分的体积浓度。利用乙醇、乙腈、丙酮、环己烷、二丙酮醇、丙二酸二乙酯六种组分配置了10种三元混合物(每种三元混合物9个体积浓度比),采集了90组混合物及6种组分的拉曼光谱数据。在混合物及其组分参考光谱测量条件(功率和积分时间)相同情况下,所有组分的相关系数(r)均在0.96以上,均方根误差(RMSE)小于6%,剩余预测偏差(RPD)均大于2.5;在混合物及其组分参考光谱在不同测量条件下,各组分的r均大于0.93,最大RMSE为7.94%, RPD均大于2.0,证明了算法具有良好的准确性和鲁棒性。所提出的方法能够实现对三组分混合物的快速、准确的直接定量分析,为混合物的定量分析提供了一种有效的途径。

双组分互溶混合物的池沸腾传热

通过对沸腾时汽泡生长规律的分析,从两相界面传热传质类似律出发,推导出双组分互溶混合物的池沸腾传热式,由此预测的结果与已有的实验数据吻合较好.同时提出了探讨电解质水溶液的池沸腾传热式.

三组分混合物超音速凝结机理

为了解天然气混合物中水蒸气、重烃在喷管内的凝结机理,明确其液滴成核与液滴生长的基本规律,研究了甲烷-水蒸气-壬烷三组分混合物在喷管内的超音速凝结过程。首先在已有双组分混合物超音速凝结数学模型的基础上,结合国外最新研究成果,建立了三组分混合物在喷管内的超音速凝结过程物理模型;然后根据双组分混合物的超音速凝结模拟结果,建立了三组分混合物在喷管内的超音速凝结过程数学模型并进行了模拟计算。结果表明,在甲烷-水蒸气-壬烷混合物中,水蒸气较早出现自发凝结现象(x=4.0 mm),并且形成的水滴充当了壬烷蒸气发生凝结的外界核心,降低了壬烷蒸气发生凝结的自由能障,促使壬烷蒸气在过冷度38.3 K和过饱和度37.4下就发生凝结现象,即水蒸气的存在在一定意义上促进了壬烷蒸气的凝结。

摩擦阻力对双组分混合物自发凝结影响的研究

为了揭示摩擦阻力对喷管内双组分混合物自发凝结流动的影响,建立了双组分混合物自发凝结流动数学模型,对双组分混合物的不平衡凝结流动进行了数值模拟,给出了沿喷管轴向的相关参数分布,模拟结果与相关文献实验结果基本一致。利用该模型研究了摩擦阻力对双组分混合物自发凝结的影响,发现摩擦阻力的大小对喷管内双组分混合物自发凝结参数都有很大影响,因此在喷管加工中努力提高加工精度,尽量减小摩擦阻力对自发凝结的影响是重要的。

基于神经网络的多组分混合物泡露点计算及应用

从某实例出发,使用神经网络进行了多组分混合物的相平衡计算。为了保证神经网络的预测精度,首先对训练集的选择方法进行了比较。对比实验表明,采用均匀设计法可以大大提高训练集的质量,使用较少的训练数据即可获得较高的网络精度。在此基础上,使用神经网络对某含8个组分的混合物系的泡、露点进行了预测。与机理模型相比,神经网络具有很好的预测精度,计算平均相对误差不超过1%;计算速度大大提高,计算一组数据的时间由近1s缩短到1ms,在分离过程动态实时模拟领域有良好的应用前景。

双组分混合物在花瓣形翅片管上的冷凝传热

对双组分混合物在一种新型强化传热管———花瓣形翅片管上的冷凝进行了实验研究和机理分析．实验结果表明，双组分混合物在水平花瓣形翅片管上强制对流冷凝时的传热膜系数是光滑管的５～６倍．

基于人工智能与光度法相融合的多组分混合物测定与分析

针对多组分混合物提取过程中的非线性和参数难测定等特点,为了获得更加理想的多组分混合物测定结果,提出一种人工智能算法和光度法相融合的多组分混合特测试与分析模型法。首先采用光度法对多组分混合物的参数进行测试,然后采用极限学习机对多组分混合物参数进行建模,最后采用具体实验对其性能进行检验。实验结果表明,本文模型较好地解决了当前多组分混合物测定分析模型存在的不足,可以对多组分混合物进行在线检测和分析,而且测试结果要优于其它方法,具有十分广泛的应用前景。

盐对多组分液体混合物沸点的影响

测定了若干非挥发无机盐对水 -甲醇 -正丙醇三组分液体混合物及氯仿 -丙酮 -甲醇三元共沸混合物沸点的影响 .实验结果表明盐引起液体混合物沸点下降的必要条件是混合物中必有易挥发组分被盐析或难挥发组分被盐溶的现象发生 .

双组分混合物自然对流冷凝传热的研究

研究互溶性双组分混合物在水平光滑管上的自然对流冷凝传热性能。文章推导出了双组分理想混合物的需点与泡点之间的温度差计算公式。利用这一公式提出了双组分理想混合物在大空间水平光滑管上全冷凝时的传热膜系数的计算公式。该公式的物理意义明确，其计算值与实验值的相对偏差小于15％。

两组分混合物的偏摩尔体积及体积分量的精确计算

本文根据吉布斯—杜亥姆方程等混合物和分子物理学理论,推导出描述非理想两组分混合物偏摩尔体积和体积分量的两组方程,经用两组分混合物的折射率等实验数据验证,表明用这些方程可十分方便地得到比较精确的结果。

小波潜变量回归和广义回归神经网络同时测定三组分混合物

本文采用小波潜变量回归 (WLVR)方法 ,同时测定重叠的光谱信号。结合小波阈值法和主组分分析 (PCA)改进除噪质量。八个误差判据用于推断因子数目。潜变量由小波处理过的信号投影到正交基矢量而获得。广义回归神经网络 (GRNN)被应用于多组分同时测定。依据算法原理编制了三个程序 (PWMRA、PWL VR和PGRNN)执行有关计算。三个方法 (WLVR、LVR(潜变量回归 )和 GRNN)同时测定三组分混合物 。

多组分混合物在“犁刺”管上强化传热研究

研究多组分混合物在水平光滑管、螺纹管与"犁刺"管上的冷凝强化传热。找出了比新型的螺纹强化传热管性能更好,具有开发价值的"犁刺"强化传热管("犁刺"管的传热效果约为光滑管的14～15倍,螺纹管的传热效果约为光滑管的10倍以上)。

汽(气)-液两相不互溶双组分混合物在壳侧流动和传热研究的回顾与展望

对两相不互溶双组分汽 (气 ) -液混合物在有折流板的壳管式换热器壳侧的流动和传热研究进行了回顾 ,并提出了进一步研究方向 .

用称量法制备天然工业用多组分标准气混合物(待续)

阐述了用于天然气工业的多组分标准气混合物的技术特点、制备要求和程序,以及相应的不确定度估计方法。

多组分烃类混合物气液两相流格子玻尔兹曼模型

针对传统格子玻尔兹曼模型无法处理真实多组分混合物气液两相流的问题,提出了一种新的基于四参数(临界温度、临界压力、偏心因子、体积修正因子)状态方程的多组分格子玻尔兹曼模型。模型首先使用烃类混合物状态方程计算混合流体间作用力,并提出一种将混合流体作用力分配给各流体组分的方法,从而计算出混合流体中各组分所受作用力,再使用精确差分方法将组分作用力引入格子玻尔兹曼模型。同时为正确反应黏度变化对多相体系流动过程的影响,引入LBC(Lorentz-Bray-Clark)黏度模型计算混合流体的黏度。利用该模型,分别模拟了甲烷、乙烷、丙烷等多组分气液两相共存问题。新模型计算结果与使用逸度平衡方法获得的理论解吻合度较高,验证了新模型的正确性。

定量风险评估视域下的多组分混合物危险特性

为提高多组分混合物风险预测的准确性,基于风险理论研究高含硫天然气(SNG)、液化石油气(LPG)和汽油这3类典型混合物的危险特性。根据多组分模型理论和混合物特性,计算17种场景的外部安全防护距离(ESPD);对比分析单组分和多组分模型在定量风险评估(QRA)中的差异,提出预测多组分混合物事故风险的最优简化模型。研究表明:对于SNG,单组分比多组分的ESPD低估19.9%~61.4%;对于LPG,采用纯丙烷替代时低估13.6%~26.0%;采用“丙烷+丁烷”替代时高估43.3%~273.5%。对于汽油,采用正己烷替代时高估了2%~9.7%,采用辛烷替代时低估78.8%~95.3%。将多组分混合物等效为1类或多类单物质的方法,可能显著低估或高估混合物风险,建议在风险评估中采用2组分混合模型。

基于光学性质的多组分液体混合物定量分析

为了对多组分液体混合物进行定量分析,建立了窗片-待测液-窗片三层光学腔双光程光学常数反演模型。以乙醇和蒸馏水的混合物为研究对象,利用双光程模型对各混合物样本的光学常数进行反演;引入牛顿混合规则,以0.01的混合梯度对乙醇-蒸馏水混合物样本的折射率进行预测;联合混合物折射双光程反演值和混合规则预测值组成定量分析模型折射率数据集,利用Savitzky-Golay法对折射率数据集进行预处理;基于折射率预处理光谱利用区间偏最小二乘法建立液体混合物定量分析模型。结果表明:最佳区间划分方式为30等分,最佳子区间为第21区间,最佳建模波段为0.428~0.448μm,此时预测集样本预测值的相对误差分别为7.15%和4.93%,表明定量分析模型具有较高的预测精度,能准确预测液体混合物各组分的含量。

二组分液体混合物折射率L—L公式的修正

本文提出了一个计算二组分液体混合物折射率L—L公式的修正公式.用31个体系实验数据验证,24个体系标准偏差σ×10~4【4;3个体系4【σ×10~4≤9;仅4个体系9【σ×10~4【17.该式远比L—L式优越.

多组分混合物偏最小二乘分光光度分析方法研究

本文研究了偏最小二乘分光光度法同时测定多组分混合物的方法,探讨了偏最小二乘回归计算法有关参数对计算结果的影响.通过对三组分食用色素、四组分芳香醛模拟样和实际样品中食用色素含量的测定计算,结果表明偏最小二乘法计算结果稳定、精确度较高.

菠萝蜜木和天然染料双组分混合物上染黄麻——染色性能和染料配伍性的研究

对菠萝蜜木（JFW）进行萃取，将漂白后的黄麻织物用20％藏青果和20％硫酸铝进行预媒处理。改变双组分混合物，即菠萝蜜木和天然染料（分别为茜草（MJ）、红檀香木（RSW）、万寿菊（MG）、苏木（SW）、阿拉拍胶树皮（BL）比率，上染预媒处理后的黄麻织物。将JFW分别与上述5种天然染料混合染黄麻后，测定了织物的得色量（K／S值）、变异系数、明度指数（BI）、