旋转填充床中化学反应与转子质量不平衡的耦合作用机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51775029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Rotor mass unbalance is a common fault of rotating packed beds. The source of the fault is the unbalanced mass generated by chemical reactions, which is the biggest obstacle to replace traditional towers in the production of nanometer materials and sulfur removal. To perform temperate mechanical balance on rotors only according to rotor dynamics has not completely resolve the effect on the rotor mass unbalance by the chemical reactions. Few people has researched on the mechanism of the rotor mass unbalance by the chemical reactions. It has not been reported that the research result of chemical reaction engineering is integrated into a rotor dynamic model to resolve the rotor mass unbalance. The project intends to take the process of magnesium carbonate preparation by a rotating packed bed as the research object, research on the effect of the multi-parameter variation of the rotor packed bed on the mass increase rate and distribution of adhesives, establish a mass increase rate and distribution model of the adhesives, explore the effect rule on rotor parameters, i.e. unbalanced mass, phase and vibration amplitude, by the multi-parameter variation through theoretical analysis, coupling modeling, fluid simulation, numerical analysis and experimental tests, and reveal the mechanism of the rotor mass unbalance by the chemical reactions. From the view of multidisciplinary fusion, the formation and development variation rule of the unbalance mass has been researched, the mechanism of predicting, suppressing and eliminating the rotor mass unbalance by the combination of mechanical balance and chemical reaction conditions has been established, and the scientific foundation for long-period stable operation of the rotating packed bed has been provided.
转子质量不平衡是旋转填充床常见故障,根源是化学反应产生不平衡质量,是制备纳米材料和脱硫中替代传统塔器的最大障碍。仅从转子动力学角度将转子暂时机械平衡,并未彻底根治化学反应对转子质量不平衡的作用效应。很少有人研究化学反应对转子质量不平衡的作用机制,融合化学反应工程学和转子动力学解决转子质量不平衡的研究尚未见报道。本项目拟以旋转填充床制备纳米碳酸镁为研究对象,研究多参数变化对黏附物的质量增加速率和分布的作用效应,建立黏附物质量增加速率和分布规律模型,通过理论分析、耦合建模、流体模拟、数值分析及实验测试,探索多参数变化对转子不平衡质量、相位及振动幅值等参数的作用规律,揭示出旋转填充床中化学反应与转子质量不平衡的耦合作用机制。从多学科融合的角度,研究出不平衡质量形成和发展变化规律,构建机械平衡和化学反应条件调节相结合进行预测、抑制和消除转子质量不平衡的机制,为旋转填充床长周期稳定运行提供科学依据。

结项摘要

转子质量不平衡是旋转填充床的常见故障,原因是化学反应中物料黏附转子填料且不均匀分布形成可变不平衡质量,由此引发的转子不平衡振动会破坏轴承、轴封,造成物料泄漏,严重制约填充床在制备纳米材料和脱硫脱硝领域替代传统塔器的工业化和规模化进程。本项目针对旋转填充床化学反应黏附导致的转子不平衡问题开展研究,研究了旋转填充床化学反应中参数变化对转子填料黏附质量产生的作用效应,揭示了多参数变化对黏附质量产生的作用规律,提出了旋转填充床运行全过程影响因素挖掘与风险预测方法,构建了化学反应多参数变化对转子黏附质量的耦合作用模型;提出了旋转填充床设计方法和超重力反应器球形转子设计方法并开发了相关设计软件,加工并搭建了旋转填充床试验台,验证了化学反应中转子上物质黏附机理、黏附物质量增加模型、转子运行状态预警及转子流体性能;建立了基于流体力学分析的转子反应空间流体分布模型,提出一种基于流体力学分析的旋转填料床转子结构优化设计方法,构建了基于参数变化的转子黏附物质量增加和分布规律模型及其对填充床转子振动幅值、振动频率的影响效应,通过正交试验得到了影响填充床转子振动响应特性因素的主次关系,建立了迷宫密封动盘振幅预测模型、轴承载荷预测模型和轴承寿命预测模型,通过参考轴承预测寿命判断更换轴承、轴封等配件的合适时机,给出调控决策避免可能产生的安全隐患;提出了一种基于超声波清洗的双电磁离合式旋转填充床监控系统设计方法、监控策略和调控机制,通过PLC编写了使主备用两个填充床在停机、工作、清洗三种状态间自动切换的的控制程序,提出了旋转填充床不平衡调控方法策略,并设计旋转填充床新结构及控制系统调控机制,研究了转子不平衡对化学反应的影响效应规律,通过机械平衡和化学反应条件调节结合的方法预测、抑制和消除化学反应参数条件变化对转子不平衡的影响,解决填充床长周期运转中物料泄漏问题,促进其工业化和规模化进程。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(3)
专利数量(4)
过程异常工况巡检预警系统研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    石油化工安全环保技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏聪;刘春瑞;王峰
  • 通讯作者:
    王峰
Sulfur Hexafluoride Gas Leakage Monitoring and Early-Warning Method for Electrical Power Facilities
电力设施六氟化硫气体泄漏监测预警方法
  • DOI:
    10.1109/access.2020.3009229
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Chunrui;Deng Fume;Shi Lei;Wang Feng
  • 通讯作者:
    Wang Feng
Construction method and application of real-time monitoring and early-warning model for anaerobic reactor leakage
厌氧反应器泄漏实时监测预警模型构建方法及应用
  • DOI:
    10.1002/prs.12144
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Process Safety Progress
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Wang Feng;Deng Fujie;Wang Yipeng
  • 通讯作者:
    Wang Yipeng
A Construction Method of an Intelligent Treatment Guidance System for ICU Ward
一种ICU病房智能治疗引导系统的构建方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Deng Fujie;Wang Feng
  • 通讯作者:
    Wang Feng
环氧乙烷反应器泄漏实时监测预警模型构建方法及应用
  • DOI:
    10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0143
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾稳稳;邓付洁;蔡静波;王峰
  • 通讯作者:
    王峰

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其他文献

高海拔环境对施工设备机械效率的影响研究
  • DOI:
    10.19713/j.cnki.43-1423/u.2017.09.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王明年
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  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2018.01.007
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王峰;朱彦霖;方宗德;徐兴;陈龙;孙晓强
  • 通讯作者:
    孙晓强
Shock-Timing Experiment Using a Two-Step Radiation Pulse with a Polystyrene Target
使用聚苯乙烯目标的两步辐射脉冲进行冲击定时实验
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/28/8/085202
  • 发表时间:
    2011-08
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    刘慎业;丁永坤;王峰;蒋小华;焦春晔;彭晓世
  • 通讯作者:
    彭晓世
锈菌侵染后欧美杂交杨Pnd-cat抑制过氧化氢积累
  • DOI:
    10.13759/j.cnki.dlxb.2018.05.016
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    东北林业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王佳楠;曹景鑫;陈俏丽;崔晓;杨帆;黄麒;王峰;李丹蕾
  • 通讯作者:
    李丹蕾
随机森林法对人群焦虑情况和职业健康监护数据关系的分类判别分析
  • DOI:
    10.16369/j.oher.issn.1007-1326.2017.03.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    职业卫生与应急救援
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张镏琢;王峰;吴子俊;黄红英;谢立亚;李智民;冯文艇
  • 通讯作者:
    冯文艇

其他文献

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王峰的其他基金

源于自然灵感的植物基炭材料的设计制备及应用研究
  • 批准号:
    52130206
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    300 万元
  • 项目类别:
    重点项目
锂离子的高效提取技术及其在高性能锂离子电池上的应用
  • 批准号:
    U20A20337
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    260 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
基于生物模板的分级孔炭材料制备科学与应用研究
  • 批准号:
    51432003
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    360.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于改性气体扩散电极的光电芬顿氧化法降解水中苯酚的机理研究
  • 批准号:
    50972005
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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  • 财政年份:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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