绝热反应中热惯量对最大升温速率影响的研究

绝热量热实验正在化工安全研究中得到日渐广泛的应用,而最大升温速率是实验中可以获取的重要数据之一.它既可以直观地表现反应的剧烈程度,又可以作为反应设备设计和泄放面积计算的依据.但目前的热惯量因子校正方法中,对最大升温速率的处理不够准确,有可能导致对反应风险的低估.针对上述问题,对 20%过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯溶液进行了绝热量热实验,计算了当体系热惯量在 1.0~2.0 范围内变化时的最大升温速率,发现绝热反应过程中最大升温速率与热惯量因子间的关系可以近似表示为幂函数的形式.对过氧乙酸(PAA)、40%过氧化甲乙酮(MEKP)和 15%过氧化异丙苯(CHP) 3 种不同反应级数的物质,基于文献值进行了类似的计算,证明了上述规律同样适用于其他分解机理为 n 级反应的物质.为了便于不同物质间的比较,将不同热惯量下的最大升温速率与热惯量为 1 时的最大升温速率之比记作 M.通过控制变量的方法,研究了物料动力学参数和环境条件对 M 的影响,发现活化能E、绝热温升Δ T和反应级数n 3个参数的影响最为明显,并据此建立了一种估算不同热惯量下最大升温速率的方法.该方法涉及到图表的查阅但在实际应用中可以得到较大程度的简化,而且相较于目前由DIERS推荐使用的最大升温速率校正方法可以得到更加准确可靠的结果.

基于临界半衰期的连续流反应热安全风险评估方法

为了更好地评估连续流反应热安全风险,研究以通道式反应器为例,通过构建基于热量衡算和物料衡算的反应体系模型,对连续流反应体系的实际传热量和热安全风险进行了研究。针对通道式反应器进口端的绝热温升反应现象,提出了临界半衰期作为热安全判据的方法,获得了具有热安全高风险的两大反应条件,分别为:当目标反应产热总量大于800 J·g^(-1),且该反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期;当分解反应产热总量大于800 J·g^(-1),且目标反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期,同时分解反应在100%MTSR(工艺反应能够达到的最高温度)下半衰期也小于临界半衰期。并且通过氯苯硝化反应验证其准确性和实用性,结果显示,通道式反应器在该条件下可发生分解爆炸反应,证实了该评估方法可用于确定连续流反应热安全的高风险条件。

“四重表征”化学教学模式与“手持技术”整合的案例研究——以“浓度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响”为例

以“浓度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响”为内容，将“四重表征”化学教学模式与手持技术结合，发挥手持技术数字化实验仪器的优势，从“数据采集”到“数据分析”，逐步引导学生收集必要数据探究浓度对该反应速率的影响，并从“四重表征”模式的4个维度深入探究浓度对反应速率的影响，提高学生运用“四重表征”分析问题的能力。

基于主曲线方法研究加载速率对RPV材料断裂韧性的影响

利用3组不同材料预制的裂纹夏比试样(PCCv)研究了不同温度和不同加载速率对反应堆压力容器材料断裂韧性的影响,对采集到的实验数据用ASTM E1921-97标准,计算出材料的断裂韧性值和参考温度(T0)。从稳态到瞬态加载条件下的参考温度幅值用主曲线方法确定。研究结果表明,T0依赖于加载速率,并随加载速率的增大而增加,同时当稳态加载时的T0较小时,瞬态加载时的T0增值(DT0)较大。

基于DIS进行“化学反应速率测定” 多角度定量实验研究

应用DIS数字实验系统,从多角度设计化学反应速率测定的定量实验,应用不同传感器实时采集数据,分别作出精准可信的定量分析曲线,从曲线斜率的角度测定化学反应的平均速率、瞬时速率,建立相对完整的化学反应速率概念体系。

一种计算最大反应速率到达时间的新方法

最大反应速率到达时间(TMRad)是物质热危险评价中一个非常重要的参数,常用于评估绝热条件下物质或混合物发生分解反应的可能性。传统的TMRad计算方法需要计算物质或混合物的分解动力学参数和热力学参数,如指前因子、活化能、反应级数和分解反应热。为了使用绝热加速量热仪(ARC)计算TMRad,需要用测得物质或混合物完整的放热曲线来计算动力学参数。然而,在实际的测量中,由于放热机理复杂或实验安全的考虑,常常难以得到完整的放热曲线,即没有放热终点。在这种情况下,传统的TMRad计算方法就失效了。因此,提出一种可以适用于这种情况计算TMRad的新方法。实验验证结果表明这种方法亦可以用于计算拥有完整放热曲线的TMRad。

对光照强度影响光合速率曲线的解密

光合作用是生物圈中最基本的化学反应，高考命题的必考点，所占分值较高，主要以影响光合作用的因素为命题背景，其中对光照强度的考查更是核心要点，下面就学生的理解误区，结合曲线图和典型例题进行剖析．

多元混合PBX炸药冲击起爆的多元Duan-Zhang-Kim反应速率模型研究

提出了多元混合PBX炸药孔隙塌缩热点模型新的处理方法,构建了新的细观反应速率模型,系列数值模拟结果与实验结果均一致,表明该细观反应速率模型可较好地描述和预测炸药组分配比及颗粒度对多元混合PBX炸药冲击起爆过程的影响。PBX炸药冲击起爆过程主要受热点点火过程和燃烧反应过程共同作用:HMX占主导成分的PBXC03炸药,起爆压力低,冲击起爆过程受热点点火影响较明显,热点点火后的燃烧反应速度较快,表现为加速反应特性;TATB占主导成分的钝感PBXC10炸药,起爆压力高,冲击起爆过程主要受点火后的燃烧反应过程控制,且点火后燃烧反应速度较慢,表现为稳定反应特性。

未反应炸药冲击绝热关系研究进展

炸药的冲击绝热关系是炸药性能的基本参数，它对研究炸药的冲击引爆、确定化学反应速率函数、炸药的状态方程，以及进行炸药数值模拟是不可缺少的，对理解爆轰反应区结构具有重要意义。常用的冲击绝热关系是冲击波速度弧与波后粒子速度up之间的关系。

可逆放热反应过程流程结构的确定

根据可得区法及可得区分区法的基本思想,针对SO2氧化工业实例,以预热温度作为控制变量,利用绝热反应最大速率曲线和反应平衡速率曲线,采用几何图示法,将反应时间和未转化率空间分成3类区域,即CSTR(全混流反应器)区、PFR(平推流反应器)区和非操作区。利用这些不同区域及其连接边界的特性,不用构造可得区,就可以简捷、方便地确定绝热可逆放热反应过程的适宜流程结构。

基于等效时间的混凝土绝热温升

对不同养护温度下的混凝土绝热温升进行了研究,采用化学反应速率描述环境温度对混凝土绝热温升的影响,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系.引入等效时间的概念,根据Arrhenius函数和指数函数研究水化热化学反应速率随温度的变化,最后采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据,确定绝热温升和等效时间的关系式.结果表明,温度对混凝土水化热最高绝热温升影响不大,对于某种混凝土存在唯一的绝热温升与等效时间关系曲线,可以用等效时间描述温度对混凝土绝热温升的影响.

混凝土绝热温升和热传导方程的新理论

对不同养护温度条件下的混凝土绝热温升进行了研究 ,并采用化学反应速率来描述时间和温度对混凝土绝热温升的影响 ,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系 .根据混凝土不同养护温度 (4.4℃ ,2 3.3℃和 4 0 .0℃ )时绝热温升试验结果的分析 ,得出如下结论 :(a)混凝土绝热温升可以用三参数双曲线函数描述 ;(b)化学反应速率是混凝土养护温度的非线性函数 ;(c)只有对混凝土样本化学反应速率作进一步研究 。

绝热方法评价热安定性的改进模型与应用

研究绝热理论及其在热安定性方面的应用 .通过理论分析 ,提出了利用绝热方法评价含能材料热安定性的改进绝热温升速率方程、绝热初始放热温度及到最大温升速率所需时间的理论计算模型 ,分析了放热反应系统的热惰性因子对测试结果的影响 .利用绝热加速量热方法研究黑索金绝热安定性的结果表明 ,测试数据的校正值与改进模型的理论计算结果具有较好的一致性 .

一种新型复合式生物流化反应器混合特性的研究

对新型蜂窝状断面复合生物流化反应器进行了液体循环速率和水力停留时间分布曲线的测定 .实验表明新型反应器具有抗冲击负荷强 ,接近CSTR反应器的特点 .反应器随气量增大、载体投加量减少和进水量减少而更近似于CSTR反应器 .通过理论分析 ,证明了影响液体循环速率的参数主要有气体流量 (气含率 )、反应器沿程和局部阻力系数以及Ad Ar,并且得出液体循环速率与反应器高度的 0

高过载条件下固体火箭发动机绝热层失效研究

根据化学反应 /两相流耦合,建立了铝粒子燃烧模型,通过化学反应速率模型的模化湍流燃烧,对含铝推进剂固体火箭发动机在高过载条件下的内流场进行数值研究。结果表明,过载条件下燃烧室局部异常铝滴积聚及剧烈的化学放热反应是导致绝热层异常烧蚀的主要原因。

养护温度对混凝土绝热温升的影响分析

本文研究了不同养护温度下的混凝土绝热温升问题，采用化学反应速率来描述时间和温度对混凝土绝热温升的影响，探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系。文中引入等效时间的概念来描述水化热化学反应速率随温度的变化规律，采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据，确定绝热温升和等效时间的关系式。

渗碳和碳氮共渗的碳氮分布曲线计算

本文推导出渗碳和碳氮共渗气氛的模型,它可以预测与气氛呈平衡状态的薄片试样碳、氮含量;碳势、氮势以及碳、氮活度。这个模型认为在渗碳和碳氮共渗气氛中所发生的重要反应是同时进行的,每个反应有各自的活度值和反应速率。其次,这个模型为预测给定热处理周期后的扩散曲线提供基础。表面碳氮含量非恒值,其变化量取决于各自组元的净反应速率,碳氮扩散系数与浓度有关,采用数学上的有限差分近似法来求解微分方程式。对碳势、氮势及钢中表层碳氮分布曲线来说,实验数据与预测值取得了令人鼓舞的一致。

速率法检测丙氨酸转氨酶结果失真15例探讨及处理对策

在用速率法检测丙氨酸转移酶（ALT）工作中,有时会碰到仪器报警,同时可以观察到酶反应曲线不正常,测定值低,出现与血清总胆红素（TBIL）等其他肝功能检测项目值相对较高不相符合的现象，经处理后再测AIJT值却很高，大都超过试剂所规定的线性范围，为此选取其中15例典型患者结果进行分析，并探讨如何妥善处理此类情况。

冷却剂环境下应变速率对国产RPV低合金钢疲劳寿命影响的试验研究

为研究分析压水堆核电站冷却剂环境下国产反应堆压力容器低合金钢材料的服役疲劳寿命,在实际反应堆压力容器产品锻件上取样并加工成测试试样,采用高温高压循环水试验回路开展模拟反应堆一回路冷却剂环境的材料疲劳试验,获得了疲劳试验数据和应变速率对低合金钢环境疲劳寿命的影响规律,分析了试验数据与ASME规范平均/设计疲劳曲线的关系,评价了ASME规范设计疲劳曲线和环境疲劳修正系数的适用性。

采用绝热式自燃测试方法分析煤的自燃倾向

对煤的自燃倾向进行快速有效鉴别,有助于对煤的自燃倾向采取分级分类管理从而有效防治煤矿火灾,因而采用绝热式自燃测试方法对煤的自燃倾向进行准确分析很有必要。简要介绍绝热式自燃测试方法的测试原理及其仪器结构,模拟煤炭自燃的物理过程,通过采用包括反应器、气体预热铜管和跟踪温度控制方式等综合绝热措施以实现300 g煤样的自然发火实验,记录煤样从40℃上升到70℃的升温速率(或前30 h的升温速率),测试煤样的自燃特性曲线并分析曲线特征。即建立煤绝热氧化产热速率计算模型,结合实验数据计算所得的煤在绝热氧化条件下的升温速率和产热速率可鉴定煤自燃倾向性的强弱。采用绝热式自燃测试方法对不同煤的自燃倾向分析后表明,无烟煤和部分烟煤的自燃倾向较低,褐煤的自燃倾向较高,故而在煤矿开采时需特别注意褐煤的自燃倾向。