期刊,化工进展 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

化工进展

中国化工学会；化学工业出版社

主办单位：中国化工学会；化学工业出版社

主　　编：黄丽娟

出版周期：月刊

国际刊号：1000-6613

电子邮箱：hgjz@263.net

电　　话：010-64519500/9501/9502

邮政编码：100011

地　　址：北京市东城区青年湖南街13号

化工进展/Journal Chemical Industry and Engineering ProgressCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>《化工进展》为中国科学技术协会批准，中国化工学会、化学工业出版社主办，化学工业出版社出版，国内外公开发行的技术信息型刊物，为中国化工学会会刊，全国中文核心期刊。《化工进展》以反映国内外化工行业最新成果、动态，介绍高新技术，传播化工知识，促进化工科技进步为办刊宗旨。所刊内容涵盖石油化工、精细化工、生物与医药、新材料、化工环保、化工设备、现代化管理等学科和行业。2006年《化工进展》杂志将继续倡导工业媒体为产业服务的理念，注重实用性和先进性，关注新技术、新产品及新设备。《化工进展》面向过程工业中的技术和管理部门，读者群包括化工、石油化工行业及过程工业中的企业技术和管理人员，以及高等院校及科研院所的科研人员和学生。

正式出版

收录年代

基于LSMR算法的火焰三维温度场重建

单良仰文淇洪波周荣幸...

659-666页

查看更多>>摘要：光场成像技术可以同时记录入射光线的空间分布信息和传播方向信息,结合相关反演算法,可以进行火焰三维温度场的重建.最小二乘QR分解算法(least squares via QR factorization,LSQR)可以有效求解基于大型稀疏矩阵的线性问题,但是在对火焰辐射强度求解的过程中,难以保证求解的非负性和准确性.非负最小二乘算法(non-negative least squares,NNLS)可以保证求解的非负性,但是计算效率太低.本文提出将最小二乘残差方法(least square minimal residual,LSMR)用于火焰光场成像三维温度场重建,并研究其重建精度、计算效率、抗噪性能等指标.仿真实验表明,LSMR和NNLS算法可以在不同噪声水平下保证求解火焰辐射强度的非负性.在噪声为5%、10%、15%和20%的情况下,LSMR和NNLS算法对辐射强度的求解精度均比LSQR提高了10%以上,且LSMR算法的求解时间比LSQR和NNLS分别降低了一个数量级和四个数量级.可见,LSMR算法可以在保证求解精度的情况下大幅提高运算效率.最后用LSMR算法对模拟光场火焰进行温度场重建,在不同噪声水平下,平均相对误差都保持在1.2%以内,验证了LSMR算法在重建时的准确性和可靠性.

关键词：

光场成像火焰LSMR算法三维温度场重建

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万方数据

超音速旋流分离器湿气出口段液膜测量

丁红兵张盼盼陈政奇王世伟...

667-679页

查看更多>>摘要：超音速旋流分离技术作为一种新型的多相流分离技术,在天然气脱水脱烃领域有较好的应用前景.超音速分离器内液膜特性与分离性能息息相关,本文以其湿气出口段液膜特征为研究对象,开发了一套FPC电导式液膜厚度测量系统,设计了标定装置获取传感器实际输出特性.搭建实验管段展开气液两相分离实验,研究了入口含液量与背压比对液膜特征的影响.实验显示液膜厚度低于500μm时传感器灵敏度较高,拟合曲线误差在±5%以内.时域上统计学分析表明液膜厚度呈双峰分布,基层厚度约为70μm.频域上小波包分解后第2、第3频段与其他频段能量分布变化趋势有明显差异,据此对原始信号依次进行重构、局部均值分解、求近似熵和聚类,结果表明含液量增大,液膜波动加剧,近似熵可聚类为三类,对应三种流形.采用互相关算法分析液膜扰动波速度,含液量增大其流向分量与周向分量均呈指数增长趋势,流向分量及其RMSE范围分别为84.7～339.0mm/s、1.15～4.51mm/s,周向分量及其RMSE范围分别为54.8～186.4mm/s、1.20～3.38mm/s.

关键词：

超音速分离器FPC电导式液膜传感器液膜特征小波包变换局部均值分解

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万方数据

高效镍基有序多孔电极气泡行为可视化观测及性能影响

胡志豪张皓景周叶吴睿...

680-687页

查看更多>>摘要：碱性电解水(AWE)制氢是目前应用最广、商业化规模最大的电解水制氢技术,在碱性电解水系统中,突破析氧反应(OER)的性能瓶颈对提升电解水性能有着巨大意义.析气反应中气泡的行为会造成电极电阻的增加、反应时运输阻力的增加及电极电化学活性表面积(ECSA)的减少等影响,特别是在高电流密度下气泡对于析气反应的传质传荷阻力增加十分巨大.在碱性电解水系统中对于电极内部气泡行为的观测研究目前暂有空白.本工作通过电火花放电技术(EDM)制作出了镍基有序多孔电极,实验观测到该结构电极对析气反应中的气泡合并、对通道表面的黏附及排除过程中的禁锢有所抑制.同时,该结构电极在碱性电解水析氧反应中表现出了优异的性能,其在相同高电位下的OER几何电流密度是普通工业用泡沫镍电极的三倍之多,ECSA归一化电流密度能达到11倍之多.本文阐释了在碱性电解水系统中电极内部气泡行为,以及镍基有序孔电极是如何影响电解水性能,为工业上电解水电极设计提供了一个高效可行的方案.

关键词：

电解多孔介质析气反应可视化实验两相流

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万方数据

基于注意力机制的改进残差网络火焰温度场重建

单良周荣幸洪波仰文淇...

688-695页

查看更多>>摘要：基于卷积神经网络重建火焰温度场的方法近年来已被广泛采用,但是传统卷积神经网络模型随着其网络层数的增加极易出现过拟合或者模型退化的现象,导致重建误差较大.本文提出一种改进的方法,使用ResNet18网络进行火焰温度场重建,并引入注意力机制和局部重要性池化,优化提取内容,实现已知信息的充分利用,减少重建误差.实验结果表明,同时引入局部重要性池化和注意力机制后,温度场重建的平均相对误差为0.13%,最大相对误差为0.75%;相较于初始ResNet18网络,平均相对误差减少了31.58%,最大相对误差减少了34.21%.通过消融实验验证了两种因素对重建精度的影响,结果表明:同时加入两个改进模块后的温度场重建精度要优于加入单个改进模块后的精度,局部重要性池化模块对精度提升的作用更大.

关键词：

温度场残差网络注意力机制池化

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万方数据

基于EMD的密相气力输送两相流系统内子系统相互联系和作用

付飞飞李健

696-702页

查看更多>>摘要：利用信号分析考察密相气力输送两相流系统内子系统之间的相互联系和作用.首先,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)将密相气力输送两相流系统的静电波动信号分解成若干信号分量,即固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),再结合各IMF分量的能量比重确定出IMF1～IMF4为主干分量.之后,结合静电信号EMD分解结果、输送管道中颗粒的分布状况及颗粒运动机理的差异性三者,明确气固两相流系统内的子系统.最后,利用IMF1～IMF4的主频和方差的变化规律,分别考察了子系统之间的联系和作用.实验结果表明:水平输送管道中的气固两相流系统可分成4个子系统,分别是稀相区、交界区、浓相区以及贴壁区内的颗粒流体组织;子系统之间依靠颗粒在彼此间游走而进行联系;同时,子系统之间也存在竞争作用,该竞争是颗粒主导和气流主导两种机制之间的竞争,当颗粒悬浮性较弱时竞争激烈,当颗粒悬浮性变好时竞争减弱.

关键词：

经验模态分解密相气力输送两相流系统子系统

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万方数据

三元锂电池热失控射流可视化及速度场测试

刘昊东张鹏飞黄钰期

703-712页

查看更多>>摘要：三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用.对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义.但是,锂电池在热失控过程中往往存在两次喷射,喷射产物不仅包括电池内的化学反应产气、电解液蒸发等,还包含部分颗粒和电池内部各部件的碎片等;此外,蒸发后的电解液也会在遇冷后凝结,使整个喷阀射流过程呈现气-液-固三相混合状态,提高了速度场辨识与测试的难度.因此,为实现在高温情况下喷阀射流的可视化及速度场辨识计算,本研究搭建了主要由高速相机、激光系统和电池防爆箱组成的实验台架,采用高速相机对电池热失控射流过程进行拍摄及处理.首先对流场流态开展初步分析;然后通过自适应滤波算法,有效降低成像时噪声的影响,并增强液滴的边缘细节信息;同时利用直方图均衡化进一步提高图像的对比度;最后,采用基于亚像素精度插值的互相关算法对喷射流场的速度场进行分析计算,得到了不同时刻的二维平面下的速度场数据,并进一步对不同时刻不同区域的速度特性进行了分析,为后续电池热失控机理研究和电池安全性能提升工作提供了基础.

关键词：

成像电解液两相流图像预处理速度场

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万方数据

射流与气固两相流混合过程的测试与分析方法

闫子涵王栋栋阴慧敏刘文瑞...

713-721页

查看更多>>摘要：湍流射流是气固快速反应过程中气相原料与固体颗粒的理想混合形式,采取有效的测试技术与分析方法获得射流与气固两相流的混合行为对研究反应过程具有重要意义.本文采用光纤探针技术获得了颗粒浓度动态数据,以提升管内颗粒聚团的传统分析方法为基础,结合小波分析,提出了射流与气固两相流混合过程中颗粒聚团的确定方法,并将射流影响区内气固间的瞬时接触状态分为颗粒聚团相、散式颗粒相以及未与颗粒充分混合的射流相.结合附壁射流理论,利用气体示踪技术获得的射流特征浓度分布结果,对理想条件下的射流中心线方程进行了修正,所得结果可预测气固两相流中射流的发展趋势.利用臭氧分解示踪技术,获得了原料射流与气固两相流混合过程中的局部反应结果,将其与气固动态混合特征及射流轨迹模型相结合,可分析流动参数对反应的影响.

关键词：

射流两相流气固混合聚团流线模型

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万方数据

管内相分隔状态下湿气两相流双参数测量方法

边汉青张兴凯廖锐全王栋...

722-733页

查看更多>>摘要：能源转型使得天然气产量保持快速增长、进入高质量发展阶段,目前天然气产业体系结构也日渐完善.传统天然气流量计难以满足对现有测量精度和实时性的需求,湿天然气中液相组分影响了测量结果,这将极大地增加湿气计量的难度与成本,因此亟需一种简单便捷、高精度的在线测量方法.本研究旨在探索湿气流量的双参数测量方法,并采用叶片式旋流器将难以测量的液滴或分层流形成为气柱-液环的管内相分隔状态,来减少流型对实验的误差影响,通过采用文丘里管测量轴向压差、径向压差双参数,得出了湿气双参数测量方法.针对在高压的天然气密闭输送条件下,通过分析管内相分隔状态下相分布、压力场和速度场等因素对双压差的影响,建立了具有良好适用性的多因素相关性测量模型,并在TH油田湿气实验平台进行了现场试验验证及校准,试验效果良好并且气相与液相质量流量的误差范围为±5%和±9%.

关键词：

气液两相流湿气双参数测量管内相分隔数值模拟

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基于微波谐振原理的天然气管道内液滴浓度测量方法

陈俊先刘震焦文磊张天钰...

734-742页

查看更多>>摘要：针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题.本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径RC=6mm时,传感器测量管道中心区域的电场强度最大值可达14100V/m,电流密度平均值javg(x)为1015.48,电流密度最大偏差Imax(x)为0.95,表明微波谐振测量传感器达到最优结构参数.开展了液滴浓度变化对微波谐振测量传感器影响的实验.实验结果表明,该方法与离线称重法具有良好的一致性.传感器谐振频率偏移变化量和响应幅值有效增量对液滴浓度变化敏感,并呈线性相关趋势.传感器重复率在0.25%左右波动,展现了微波谐振方法良好的稳定性.这将为高压天然气管道内液滴浓度在线测量提供一种新的指导和研究思路.

关键词：

液滴微波测量多相流天然气优化设计模拟

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基于横向剪切干涉系统的液膜厚度分布检测

盛稳余波郭晗周怀春...

743-751页

查看更多>>摘要：测量液体薄膜的厚度在众多科学和工程领域中都具有重要的应用价值.本文基于横向剪切干涉技术,通过条纹追踪算法对相机拍摄得到的液膜干涉图像进行处理,研究了三角形与矩形竖直自由平面液膜的厚度分布及时间演变.实验结果表明,三角形液膜厚度范围为0.98～9.37μm,矩形液膜厚度范围为0.1～13μm.受重力影响,液膜厚度从顶部到底部逐渐增大,而在水平方向上液膜厚度分布均匀.随着时间的推移,重力排液导致液膜整体厚度逐步减小,顶部最薄弱处厚度率先到达最小值0.08μm后液膜整体破裂.进一步对矩形液膜进行分析,整个排液过程中液膜最大体积为2.66mm3,最大体积流量为0.28mm3/s.此外,通过干涉条纹的分布变化可实现液膜表面流场可视化,为液膜微观表面流场研究提供了新的研究方法.

关键词：

横向剪切干涉液膜厚度排液两相流光学测量

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