英語文獻翻譯
① 英語文獻翻譯
The FPGA and SerDes we use cost about $40, about a third of the cost for the cheapest Xilinx Virtex-II Pro series FPGA necessary for implementing a system as in [11]. Using this hardware we currently achieve event rates that are about three to four times faster than in [11].
Such a Serializer-Deserializer locally receives data on a parallel bus and then sends it over a serial output at a multiple of the parallel interface speed and vice versa for the serial receive path. The parallel interface is usually used for on-board, the serial for off-board communication.
我們所用的FPGA和串並轉換器(SerDes)只花了四十元,而執行[11] 里所述的系統中不可或缺的Xilinx Virtex-II Pro 系列 FPGA,最便宜的也要三倍於這個價錢。目前通過使用這個硬體,我們實現的事件率比起[11] 所表述的系統較快三至四倍。
這種串並轉換器在本機接收由並行匯流排傳輸過來的數據,然後通過串列輸出口以多倍於並行介面的速度傳送出去;而在串列的接收路徑反之亦然。通常並行介面是用於機載通信,而串列介面用於機外通信。
• In the approach described in [11], the receiver simply drops events if it is not ready to receive them. We implemented a flow-control scheme that ensures that all events reach its destination. In case the receiver is currently unable to receive an event because it does not have the necessary receive buffer space available, it can tell the sender to stop until space is available.
• The FPGA package type chosen allow for in-house assembly and repair as opposed to the ball-grid-array package used in
在[11]里所闡述的方法,如果接收器還未准備接收事件數據,它會直接就刪除事件。我們執行一個信息流控制設計以確保所有的事件都到達目的地。若是接收器因為沒有必要的接收緩沖空間導致目前不能接收事件,它可以通知發送者停止發送直到可用空間的出現。
選擇這類FPGA封裝可以進行內部組裝與維修,相反於下列組件所使用的球柵陣列封裝:
[11].
1) SerDes - TI TLK2501 / TLK3101: The SerDes we can use on our system is either the TLK2501 or the TLK3101 from Texas Instruments. The TLK2501 supports up to 2.5Gbit/s, the TLK3101 supports up to 3.125Gbit/s, and has on-chip termination resistors. As terminating the differential traces correctly is not a trivial layout task, it is easier to achieve working PCB layouts with the TLK3101. Our system both supports the TLK2501 and the TLK3101 as an assembly option. We also successfully achieved mixed setups where TLK2501 and TLK3101 are communicating with each other at 2.5Gbit/s.
On the parallel side of the SerDes these chips have a 16bit transmit and a 16bit receive bus. They use 8bit/10bit coding and are also otherwise very similar to the Rocket IOs used in [11]. With the 16bit word length and the 8bit/10bit coding the SerDes parallel interfaces run at 1/20 of the serial speed.
[11].
1. SerDes -TI TLK2501 / TLK3101:可以在我們系統使用的SerDes是德克薩斯儀器公司生產的TLK2501 或TLK3101。TLK2501可支持高達2.5Gbit/s帶寬,the TLK3101則可達3.125Gbit/s,且還有片內終止電阻。由於正確終止差分示蹤不是個平常的版面工作,比較容易實現是對TLK3101進行PCB版圖操作。我們的系統都支持TLK2501和TLK3101這兩個組裝選擇。我們也成功把TLK2501和TLK3101組合,互相以2.5Gbit/s通信。
在SerDes的並行一邊,這些晶元都有個16位輸出和16位接收匯流排。它們用8/10位編碼,其他方面也與 [11]系統中使用的Rocket收發器相同。以16位碼字長度和8/10位編碼的配置,SerDes並行介面的運行速度只有串列介面的1/20。
2) Cables & Connector Pin-Out: We are using Serial ATA connectors and cables to create Serial AER connections between our boards in multi-chip experimental setups. The connectors have seven pins, two differential pairs and three ground pins. With a SATA cable connecting boards A and B, we use the first differential pair of the cable to transmit serial AER data from the SerDes on A to the SerDes on B. The second differential pair is used to feed back a flow-control signal from the FPGA on B to the FPGA on A.
On the connector pins 2/3 are SerialAER+/-, pins 5/6 are FlowControl+/-. The remaining pins are the shielding, which we simply left unconnected on both sides, thus having a floating shield.
2. 線纜與連接器引出線:我們多晶元實驗設備的板與板之間的串列連接是使用串列ATA連接器與線纜來實現。該連接器共有七根線,兩對差分線和三根地線。通過一條SATA線纜將A板與B板連接,我們利用線纜的第一個對差分線從A板上的SerDes將串列AER數據傳送到B板上的SerDes。另一對差分線是用於把信息流控制信號從B板的FPGA反饋回A板上的FPGA。
連接器的第2/3線是串列AER+/-,第5/6線是信息流控制+/-。剩餘的線作為屏蔽,兩邊都留著不連接,形成一個懸浮屏蔽罩。
3) AC Coupling: We decided to use AC coupled instead of the simpler DC coupled serial links. With AC coupled links there is no common ground reference over all the boards in a system. This eliminates board-to-board ground-bounce problems, and also reces line frequency injection.
3. AC 耦合:我們決定用AC耦合鏈路而不是較簡單的DC耦合鏈路。用AC耦合鏈路能使系統中的所有版塊都沒有公共接地參照。這可以消除板對板的地電壓反彈問題,而且還可以減少行頻注入。
【英語牛人團】
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⑦ 英文文獻翻譯
In the construction of hydraulic structures in regions with a rigorous climate the State Standard GOST 4795- 68 for hydraulic engineering concrete calls for the construction of protective coatings having simultaneously high heat-insulating and waterproofing properties in the variable water-level zones of the structures. Heat-insulating and waterproofing coatings on a base of such traditional materials as mastic asphalts and lightweight asphaltic concretes with protective enclosures of metal and wood are finding use in hydraulic construction practice in the USSR[1-4].
根據國家標准GOST 4795- 68對水利工程混凝土的要求,在嚴酷氣候的區域建設水利設施,必須在設施結構水位變化的區域建造一個隔絕高溫及防水的保護層。在蘇聯的水利建設通常所使用的隔熱及防水層的傳統基礎材料是塗以瀝青砂膠及輕型瀝青混凝土的金屬與木材防護罩[1-4]。
However, the considerable weight (150-500 kg/mZ), labor requirements, and installation of numerous anchor bolts for securing the traditional insulating and waterproofing materials on the surfaces being protected stimulated the search for new types of protective coatings.
然而,鑒於其相當的重量(150-500 kg/mZ)和需要大量的勞動力,而且,為了穩固防護面的傳統隔熱及防水材料,還需要安裝許多錨定螺桿,這些缺點激發了尋求新型保護層的研究。
One such new type of insulating and waterproofing coating is foamed epoxy, developed in the research department of the All-Union Planning, Surveying and Research Institute (Gidroproekt). The principal material is foamed epoxy- a foamed plastic on a base of epoxy resins proced on the site by simple mixing of the basic components in given ratios and sequence [5-6]. Low-density foamed epoxies have high heat-insulating and waterproofing properties and good adhesion to concrete, as a consequence of which the insulating-waterproofing coatings on their base are of small weight (8- I0 kg/m 2) and require few anchor bolts for securing.
由勘測與科學研究學院,全盟策劃(水利項目)研究部所開發的泡沫環氧樹脂是其中的一種新型隔熱與防水塗層。主要材料就是泡沫環氧樹脂;這是將基本成分按比例及順序在現場簡單混合而成的一種基於環氧樹脂的泡沫塑料[5-6]。低密度的泡沫環氧樹脂擁有隔絕高溫與防水性能以及與混凝土有很好的粘結度,因此以其為基礎的隔熱與防水層的重量很輕(8- I0 kg/m 2),而且需要穩固的錨定螺桿數量也很少。
The experience of using the foamed epoxy insulating-waterproofng coating on the Gorky hydroelectric station,Kislaya-Guba tidal power plant and the No. 2 hydrodevelopment on the Moscow Canal showed that its use is economically justified only in the case of constructing the structures by the builp method, when the weight of the insulating-waterproofing material is decisively significant, or in the case of constructing hydrodevelopments in remote and hard to reach regions, where the transportation expenses are great [7]. Therefore, the need arose to perfect the foamed epoxy insulating-waterproofng material from an economic standpoint.
通過高爾基水電站、吉斯拉亞-庫巴潮力發電廠及莫斯科運河的第2號水利開發站的使用經驗顯示,只有使用組合方式建設的水利設施結構,當隔熱與防水材料的重量成為重要關鍵時,或者建於偏僻及難以到達地區,運輸費用昂貴的水利開發站,採用這種泡沫環氧樹脂的隔熱與防水材料才能顯示出它的經濟性[7]。因此,從經濟的角度,改善這種材料成本的需要應運而生。
【英語牛人團】
⑧ 英語文獻翻譯成中文
哪方面的 傻瓜·
給你·你要的英語文獻
利用超聲技術改性的氨基多孔硅合成丙二醇甲醚
摘要
在溫和條件下採用超聲技術合成了氨基改性多孔硅。用BET、29Si核磁共振譜、元素分析和指示劑染料吸附等方法表徵的樣品在用甲醇和環氧丙烷合成丙二醇甲醚的反應中呈現出令人鼓舞的催化特性。 它們在反應中有高的產率和循環使用性,表明超聲技術在有機改性硅催化劑的制備方面是有效的。而且我們還推測了用此類催化劑合成丙二醇甲醚的可能的反應機理。
關鍵詞:改性多孔硅; 超聲技術;環氧丙烷;甲醇;丙二醇甲醚。
前言
對均相催化劑的異質化的努力來代替傳統試劑和催化劑已經成為一個興趣越來越濃厚的研究領域。大量的工作集中在有機改性的固體鹼的制備方面來異質化均相氨基催化劑。改性的過程一般是振盪、加熱、迴流等[1–3]。 最近,聲化學合成反應的興趣有所增加[4]。超聲技術因其優點例如高精度和快度已被廣泛用於兩相反應體系中。多數此類反應涉及非均相化學反應[5]。 然而在多孔材料的有機功能化領域,超聲技術僅得到有限的應用 [6,7]。當前工作中,我們用超聲能開發了一個合成氨基改性硅的替代合成路線,超聲能可以產生空化現象從而對固體進行化學改性[8]。帶有『『單一鹼基位點』』的氨基改性硅是各種反應中令人鼓舞的催化劑[9]。利用鹼性催化劑合成丙二醇醚類是重要的有機合成反應。 已經有過幾個關於丙二醇甲醚合成方法的報道[10,11]。其中環氧丙烷法最方便、最適合工業應用。一般來說,環氧丙烷通過酸性或鹼性催化劑和脂肪醇反應。這個過程中使用的催化劑包括早期的均相酸催化劑或均相鹼催化劑(氫氧化鈉、乙醇鈉和三氟化硼)以及後來的固體酸催化劑和鹼催化劑。 然而,很少有報道氨基改性硅用作丙二醇甲醚合成的催化劑,盡管有機固體鹼性催化劑 在該反應中表現出良好的活性。氨基官能團接枝到多孔支持體上會形成帶有單一鹼性位點的催化劑,可以加速這類反應。當前的工作中,氨基官能團化的硅催化劑,包括NH2/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2、TAPM/SiO2(化合物翻譯略)和TBD/SiO2(化合物翻譯略),用APTMS、EDPTMS和CPTMS作為偶聯劑在溫和的實驗條件下用超聲技術制備。同時,為了證實超聲技術的優點,我們也用傳統方法制備了NH2/SiO2,以便理解超聲技術在官能團改性的多孔硅的制備中的有效性。此外,有機固體鹼催化劑的催化活性用甲醇+環氧丙烷=丙二醇甲醚這樣的合成反應來估計。並且,我們還推測了在此類催化劑上合成丙二醇甲醚可能的反應機理。
2. 實驗
2.1. 催化材料的合成
氨基化硅催化劑可用以前報道的在相似的條件下用兩種方法獲得 [7]。氨基丙基硅官能團化的SiO2用下述方法制備:10.0 g 二氧化硅在473 K下真空預熱12 h除去除表面OH-官能團之外的所有吸附的水分,然後在真空下冷卻到室溫並轉移到250 mL圓底燒瓶中。和40.0 mL 環己烷及5.0 mL APTMS混合後,圓底燒瓶中的混合物放入超聲浴中在室溫下保持2 h (日本Sheshin公司製造,操作功率60 W)。然後在索氏提取器中用甲苯提取24 h並在333 K溫度下真空乾燥獲得催化劑。NH(CH2)2NH2/SiO2制備採用同樣的方法。
TBD/SiO2用兩步法制備:採用和氨基丙基硅官能團化的SiO2相同的改性方法,首先用3-氯丙基三甲氧基硅烷對硅改性,然後3-氯丙基三甲氧基硅烷改性的SiO2和 TBD (1.0 g)在環己烷 (40.0 mL)中反應。反應產物超聲震動1 h。之後,在索氏提取器中用甲苯提取24 h並在333 K溫度下真空乾燥獲得催化劑。TAPM/SiO2制備採用同樣的方法。
2.2. 表徵
所有樣品中碳、氮和氫的含量使用Vario EL元素分析儀測定。特異性表面積、總孔容和平均孔徑用N2吸附-解吸法在Micromeritics ASAP-2000孔隙表面積測定儀(Norcross,GA)上測定。表面積用BET法計算,孔徑大小分布用BJH孔徑分析法和其他孔徑的氮吸附-解吸進行比較獲得。用Bruker MSL-400光譜儀記錄29Si核磁共振譜。樣品的鹼基堆積力用 hammett指示劑檢測。
2.3. 催化性能測試
催化性能在75 ml批量反應容器中測定,使用的反應物甲醇和環氧丙烷的物質的量之比為5:1。在403 K的溫度下磁力攪拌反應10 h後, 反應器冷卻到室溫。反應產物經過濾並用離心法和催化劑分離後,用配置氫焰離子化檢測器的氣相色譜進行分析。催化劑用溶劑洗滌後用於回收率測試。
3. 結果與討論
3.1. 多孔硅的氨基官能團改性
帶游離氨基的多孔硅和所有改性樣品中碳、氮和氫的百分含量用元素分析測定(表1)。結果表明,帶游離氨基的多孔硅中不含碳、氮。改性材料中的碳、氮來自有機硅。元素分析表明,用文獻描述的傳統方法[12]制備的接枝有機官能團的有機官能團含量是1.13 mmol/g,遠低於超聲技術制備的樣品中的含量(2. 00 mmol/g) (表1)。這應歸功於超聲能對固體和液體的作用,因為超聲能夠提供一些物化性質的變化,包括空化(液體中形成小泡)和化學反應 (化學反應的加速)等[13]。結果是,粒子大小改性、新制備催化劑的表面凈化 [14,15] 這些過程可以通過在固液界面上引入非均相介質來完成。對於多孔硅的有機改性,超聲引起的空化現象能加速液體在多孔材料和液固界面的小孔中的傳遞速率。結果是,液體有機硅烷類可以和多孔硅內壁上的硅醇官能團良好接觸並短時間內與它們反應,而振盪不能達到這種效果。因此,用超聲完成催化劑的改性過程簡單、快捷。固體催化劑的29Si核磁共振譜分析表明硅烷基化試劑和硅表面上的硅醇官能團之間形成共價鍵(圖1)。109和99 ppm兩個共振頻段可分別使29Si原子核帶上4個Si–O–Si連接(Q4)及3個Si–O–Si連接和一個羥基(Q3) [16]。58和67 ppm兩個共振頻段分別對RSi(OSi)(OH)2和RSi(OSi)3的形成起作用 [17],這表明用有機官能團通過共價鍵連接可成功地使多孔硅有機官能團化。C/N價(分子比)也能反映硅醇官能團和有機硅烷之間的接枝反應進行的程度[18]。NH2/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2和 TBD/SiO2的C/N價分別是3–3.5、2.5–3.0 和3.3–3.6。 The results also suggested the anchorage of 氨基官能團 by Si–O–Si 鍵。這和29Si核磁共振的結果是一致的。
3.2.催化劑樣品的結構和鹼度
圖2是其他樣品和供試樣品N2吸收比較圖。在毛細管吸附作用下,呈現典型IV型的官能團化催化劑樣品比其他催化劑樣品有清晰的滯後回線。這表明用不同有機硅烷對材料進行官能團化和改性的前後這些材料保留了多孔結構。BET 表面積和孔溶劑隨著接枝有機官能團的百分比的增加逐漸下降(表2)。這可能是由於官能團的存在。接枝到微孔硅上的部分氨基官能團也能導致BET表面積的縮小。有機官能團對NH2/SiO2和NH(CH2)2NH2/SiO2的孔徑的影響很弱。但對於TBD/SiO2和TAPM/ SiO2,或許是由於(CH2)3/TAPM和(CH2)3/TBD官能團具有大的分子骨架,催化劑樣品的平均孔徑分別減小到 7.90 和8.82 nm。然而平均孔徑由於樣品具有較低的有機物百分含量而並未嚴重下降。固體表面的鹼度定義為樣品表面把它吸附的電中性的酸轉化成其共軛鹼的活性。當一種電中性的酸指示劑吸附在非極性溶液中的固體鹼上時,顏色變成了其共軛鹼的顏色,表明固體有足夠的鹼度把電子對轉移到酸上[19]。 帶有大量陽性HH的固體具有強大的鹼性位點。與不同官能團接枝鍵合可形成不同鹼度。如表3所示,TBD/SiO2鹼性最高(PH值= 15.0),而NH2/SiO2和NH(CH2)2NH2/SiO2 的鹼性較低,PH值分別是9.3和9.3-15.0之間。和其他改性樣品相比,TAPM/SiO2鹼性最弱,PH值< 7.2。 因此,樣品的鹼性強度順序是: TBD/SiO2 > NH(CH2)2NH2/SiO2 > NH2/SiO2 > TAPM/SiO2。
3.3. 催化性能
用甲醇和環氧丙烷合成丙二醇甲醚來測試催化活性(表3)。如表 3所示,不使用催化劑時PO轉化率和異構體選擇性 (1-甲氧基-2-丙醇和丙二醇甲醚總量之比)分別達到 27.3 和72.3%。 在使用的催化劑中,帶有游離氨基的多孔硅因其表面硅醇官能團的弱酸性而表現出較低的催化活性。對於錨定的氨基官能團,NH(CH2)2NH2/SiO2和NH2/SiO2 的對於反應10 h後1-甲氧基-2-丙醇的催化合成活性和選擇性比其他催化劑要強。TAPM/SiO2做催化劑時環氧丙烷轉化率較低(89.0%),異構體選擇性是66.6%。 TBD/SiO2、NH(CH2)2NH2/SiO2和NH2/SiO2做時環氧丙烷轉化率很高(>94%),但其異構體選擇性不同。帶有弱鹼性的NH(CH2)2NH2/SiO2 和NH2/SiO2異構體選擇性更高(>82%),而中等鹼性的TBD/SiO2異構體選擇性較低(73.7%)。 對於固體鹼性催化劑, 中等鹼性的催化劑理論上應當具有良好的異構體選擇性 [20]。TBD/SiO2的異構體選擇性較低可能是由於TBD 具有大的分子骨架結構。催化劑可用過濾法很容易地回收並再利用,利用7次後環氧丙烷的轉化率仍然在89%以上,而且在403 K的溫度下多次循環利用後異構體選擇性還能保持不變(表 4),表明接枝到硅表面的氨基官能團在實驗條件下是穩定的。其他樣品的可重復利用性和NH2/SiO2相似。
3.4. 可能的反應機理
無機固相催化劑已被廣泛用於甲醇+環氧丙烷=丙二醇甲醚的合成中[31],該反應中甲氧基離子和質子分別吸附在催化劑表面酸性位點和鹼性位點上,然後甲氧基離子進攻C(1)位點。然而在目前情況下,用於該反應的催化劑特徵是僅有一個反應位點,例如,帶有和均相鹼性催化劑相似的獨有的鹼性反應位點。由於催化劑上不存在路易斯酸位點,反應機理應當不同於那些雙官能團的催化劑。1-甲氧基-2-丙醇在NH2/SiO2上合成的推測機理見線圖1。第一步在甲醇和氨基官能團之間形成H-鍵。在第二步中,由於PO上CH3-官能團的空間位阻效應,甲醇上的O原子進攻C(1) 位點 ,質子吸附在催化劑的鹼性位點上,然後C(1)–O鍵斷裂奪取質子形成 1-甲氧基-2-丙醇。似乎可以合理地認為,NH(CH2)2NH2/SiO2、NH2/SiO2和TBD/SiO2具有更高催化活性是由於其適中的鹼度,不僅能形成H-鍵而且也能很容易斷裂H-鍵。帶有弱鹼性的TAPM/SiO2 僅能形成更多不穩定的H-鍵。 因此,TAPM/SiO2的活性低於其他樣品。 如果這個機理是合理的,那麼有機官能團的大骨架分子結構能夠影響甲醇中O原子的進攻位點。 結果造成了大分子骨架的TBD異構體選擇性較低。因此,具有合適鹼度和簡單分子骨架的有機官能團對於1-甲氧基-2-丙醇的高轉化率和良好的選擇性是非常重要的。
4. 結論
上述結果可得出下列結論:
(1) 高效的超聲技術能成功地制備氨基官能化的多孔硅催化劑;
(2) 表徵結果表明,氨基官能團以共價鍵的形式接枝到硅表面;
(3) 合適鹼度和簡單分子骨架的有機官能團對於1-甲氧基-2-丙醇的高轉化率和良好的選擇性是非常重要的;
(4)催化劑可以通過過濾回收並循環利用而保持恆定的活性。
⑨ 化工英語文獻翻譯
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篇名:液-固提升管的計算機層析攝影和微粒示蹤研究
作者:Shantanu Roy, Jinwen Chen, Sailesh B. Kumar, M. H. Al-Dahhan,* 和M. P. Dukovic [* 表示通訊作者的意思]。
單位:密蘇里州聖路易斯市華盛頓洲立大學化學工程系化學反應工程實驗室(63130)
摘要:液-固循環流化床在各種工業過程中均是一種有潛在價值的反應裝置,如煉油和精細化學品、石化產品及食品的合成。這些過程中,迅速失活的固體催化劑需要在基本反應完成後再生,並在提升管的固體中再循環。本研究表明,計算機輔助放射微粒示蹤技術(CARPT)可用於構建提升管中固體流速模型和供試流體流速下的固體迴流。?-射線計算機層析攝影(CT) 表明,在分餾柱中部固體濃度稍高。這和氣-固提升管反應器的情景相反,後者的固體濃度在柱壁上更高。
前言
液-固循環流化床在精細化學品、石化產品合成及煉油等各種工業過程中作為一種備選反應裝置迅速得到推廣(Liang等, 1995)。該過程在液相反應物(典型高壓、低溫下的烴)(Thomas, 1970)和可快速滅活的固相催化劑(Corma和Martinez, 1993)存在的反應器中完成。基本反應在高液/固流速比的垂直提升管柱中完成(在提升管中固體變成可被液體運載的液化狀態)。失活催化劑在通過連續內環流中的循環固體和基本反應偶聯的獨立處理過程中再生。此類連續流動的液固系統的設計和組裝需要每相中的流動模型以及相含率分配方面的知識。本工作的目的是通過實驗研究實驗室級循環液固系統流動模型的提升管中固相的流速和含率分布問題。
實驗
實驗室級液-固循環流化床的裝備圖紙如圖1所示。提升管是一根直徑6英寸、高7英尺的有機玻璃柱。提升管中的自來水帶動直徑2.5毫米的玻璃微珠流動,並通過柱塞和噴射器迴流進入系統。用噴射器(已把固體流速預標定為水流速函數)控制液流法來維持提升管中的固體物料流。全部固/液流速比可通過柱底部分配盤來調控。用內環流中的泵和儲水罐中的循環水來維持氣餾柱和噴射口部分恆定的高速水流。實驗在密蘇里州聖路易斯市華盛頓洲立大學化學工程系化學反應工程實驗室研發的CARPT和CT裝置中進行(Devanathan, 1991; Kumar,1994)。也許有必要指出,本研究使用的系統是緻密的,粘滯性小,惟有非浸入式流體檢測法如CARPT和CT才有能力精確測量固體流速和濃度。當前的裝備使得提升管可以在CARPT-CT操作平台上安裝用於本研究。早在固相水動力學的研究之前, 液相停留時間分布測定儀就在液相中得到應用。脈沖式快速注入氯化鉀溶液後測定液相在既定位置的傳導情況。本研究的結果其他地方也有報道(Roy 等, 1996),我們發現液相實際上呈集中流勢,具有小的分散效應。液體示蹤顆粒E-曲線的二維方差總是小於0.1。
美國化學學會的CARPT研究(Devanathan, 1991; Yang等, 1992)把放射性Sc-46微粒(發射波長350 íCi,半衰期83天)引入一個粒徑和密度與待混流的玻璃微珠相匹配的中空鋁球中來制備示蹤顆粒。採用精妙的CARPT標定步驟(Yang等, 1992), 顆粒被放入供試反應段的約200-300個已知位置,就得到了每個檢測器的距離-密度關系標定圖譜。標定完成後,設置並保持所需的液體超臨界流速,且容許固體微粒自由進入流場來模擬典型的玻璃微粒的運動。長時間後(8小時),示蹤顆粒的位置(用檢測器獲得的光子數目來表示)記作時間的函數。隨後,固體顆粒的平均流體組分和波動流體組分、粘滯系數和動力學能量可以通過舍棄和處理粗略的原始數據後計算得出(Devanathan, 1991; Larachi 等, 1997)。這是CARPT技術首次在一個體系中的成功演示,該體系中示蹤顆粒周期性地離開和重新進入被檢測器檢測到的分餾柱反應段。
密蘇里州聖路易斯市華盛頓洲立大學化學工程系化學反應工程實驗室的CT掃描儀採用扇-線幾何學來測定?-射線通過提升管中給定物體後的放射衰減。然後用粗略的衰減測量儀器重構中橫截面上各相的時間平均含率分布。該放射源被置於100 mCi的Cs-137同位素中, 11個碘化鈉檢測器(最大值)組成的角陣列用於衰減測試。基於極大似然原理的期望極大演算法(Lange和Carson, 1984)用來做投影儀中獲取的圖象重建。CREL掃描儀的軟體和硬體方面的細節問題已經由 Kumar 等 (1995)、Kumar和Dukovic′(1997)討論過。本研究中供試液-固提升管在沿柱的四個軸向位置被掃描。
結果與討論
實驗在液體超臨界流速(12-23 cm/s)的范圍內進行。本研究報道了在20 cm/s液體超臨界流速的條件下運行的系統中得到的典型結果。所有實驗採用直徑2.5毫米的玻璃微珠,噴射器的水流速度為25 gal/min。提升管底部的水流速度保持在33 gal/min,以便使柱中的平均液體超臨界流速達到20 cm/s。
圖2 是在20 cm/s的液體超臨界流速下4個軸向位置測得的對數平均化和時間平均化的徑向固體含率 (固體濃度) 分布圖。我們觀察到固體含率的級數並不隨著徑向位置的升高而呈顯著變化(最大變異是4%),但隨軸向位置的變化而稍微下降(最大變異4%)。和柱壁比較而言,任何既定軸向位置的固體含率稍高於柱中部。這是一個有趣的結果,因為在氣-固提升管中廣泛報道的是相反趨勢(Rhodes和Geldart, 1989; Rhodes, 1990)。這里報道的固體含率分布的徑向梯度也更小。
圖3表示CARPT實驗中估計的固體流速場。圖3a是流速矢量圖, 該圖清楚地表明,從時間平均化的角度來考慮,固相有一個內循環迴路:固體在柱心上升並在柱壁上下降。圖3b表示柱中部四個位置的固體流速的時間平均化軸向成分也有相同的定量結果。有必要指出,柱壁上固體的下游流速和上游流體相比較有較小的數量級, 下游總的固體質量仍然是令人滿意的(本實驗為9.6%)。柱的33cm高度處固體含率圖一般來說是有序的。這個高度恰好位於柱中分配器和噴射器的上方(圖1),是混合區域的一部分, 顯然比78 cm高度處有較低的固體含率。這也為CARPT的實驗結果所證實:圖3a 清楚地表明固體流速矢量的方向在該高度上是隨機取向的, 而柱中較高的位置則出現清晰的循環迴路。因此,柱中33cm高度處的流體仍待斟酌,並且和柱的其他部分相比呈現明顯的偏離行為。用一種新穎的方法, 提升管中固體殘留時間分布(RTD)可間接從CARPT數據計算得出。由於示蹤顆粒被認為是可重復循環進入提升管的典型分散系組分,其每次通過提升管在其中停滯的時間的分布是其RTD值。這些不間斷採集數據獲得的「殘留時間」被作成圖4中的柱狀圖。提一個武斷的假說,這就給出了固相的RTD值。最後,在圖5中, 固體沿軸向的平均軸向流速被表示為液體超臨界流速的函數。不同條件下實驗表明,柱中線以及柱壁(下游)的流速整體上都是增加的。當然,這也可能是由於通過相同區段的液相模量較高引起固相模量的增加導致了固體平均流速提高。純粹基於這些實驗,結果似乎表明隨著液體超臨界流速的加大固相流速有一種趨於「飽和值」的傾向。然而,這些結果仍期待著未來進一步的實驗來做強有力的驗證。
結論
直至今日,流化床和提升管的設計仍停滯在經驗法則的水平上。此類系統中的實際現象遠比作為設計程式基礎的啟發式近似演算法獲得的結果要復雜的多。因此,液-固提升管的使用者和設計者可以從此類系統中的水動力學基本認識中獲得極大的啟發。當前的研究只是向同類實驗定量方面邁出了一小步。在CREL(作者的實驗室), 各種操作條件和使用不同粒徑的顆粒的提升管配置研究工作正在進展中。此類體系中的靜止現象研究也在未來的計劃中。數據將做進一步的處理來計算固相的動力學能量、粘流剪切應力以及粘流分散系數。本研究努力的整體目標是了解影響液-固提升管效能的一些關鍵變數,進而研究更基礎的按比例增大規律。我們期望我們的實驗數據能作為液-固提升管流體的計算機動態建模的基準。
圖表題目翻譯如下:
圖1. 液-固提升管的裝備圖紙
圖2. 20 cm/s液體超臨界流速下不同軸向位置的固體含率(濃度)分布
圖3. 20 cm/s液體超臨界流速下的固體流速場: (a) 流速矢量圖; (b) 軸向平均流速圖。
致謝(略)
參考文獻(略)
⑩ 論文英文文獻翻譯選哪個
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