高效液相色谱法分离检测亚氯酸盐与硫氧化合物混合物

采用反相离子对高效液相色谱法对亚氯酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸盐及连多硫酸盐混合物进行了分离。采用Phenomenex Gemini C18分析柱(250mm×4.6mm,5μm),乙腈-水(含四丙基氢氧化铵(TPAOH)离子对试剂)作为流动相,利用紫外检测器在230nm处对各物质进行分离检测。当流动相组成为:乙腈-7.0mmol/LTPAOH水溶液(15∶85,V/V,pH5～9),流速为1.0mL/min时,各物质在15min内都可以得到完全分离。用此方法对亚氯酸盐-硫代硫酸盐反应过程中各物质进行跟踪检测,并进行动力学分析,在亚氯酸盐过量的准一级条件下,测得pH9.0时,亚氯酸盐-硫代硫酸盐反应体系的速率常数为9.75×104(mol/L)-2s-1,这与文献报道的结果相符。     

泡内气体热力学性质对空泡溃灭的影响

数值研究固壁附近轴对称空泡溃灭问题. 忽略泡内气体与周围流体之间的质量和热交换, 假设气体瞬时处于热平衡状态, 通过引入不同的热力学模型, 考察泡内气体在空泡溃灭过程中的作用. 采用原始变量的Navier-Stokes方程作为流场的控制方程, 用流体体积方法跟踪运动空泡壁. 数值结果显示空泡溃灭过程中, 伴随空泡变形, 空泡发出多个高压脉冲和高速射流. 对于不同的热力学模型, 等温, 绝热和准绝热过程, 绝热过程能够最大程度抑制空泡溃灭, 从而减弱空泡溃灭对固壁造成的空蚀破坏. 在绝热及其类似过程中, 出现空泡回弹现象.     

酸性溶液中二硫甲脒水解和氧化的动力学研究

以S（-I）化合物二硫甲脒作为研究对象,利用高效液相色谱（HPLC）和质谱（MS）为快速分析手段,对酸性溶液中二硫甲脒水解和氧化动力学进行了研究.通过控制慢反应速度和选择合适的流动相,HPLC在物种追踪和动力学机理研究方面比其他方法（UV-vis和化学分离分析）显示出独特的优越性.二硫甲脒在酸性条件下可缓慢分解成多种硫化合物,通过HPLC可确定硫脲和二氧化硫脲两种产物,同时使用HPLC-MS联用还可以检测出两个未知产物,即MS测定表明该分子量为92.28和116.36的物种分别为甲脒次磺酸和联硫氰.为了确定水解过程中二氧化硫脲的产生途径,我们设计了一组对比实验,使水解分别在有氧和无氧环境中进行,发现结果并无明显差异,且硫脲生成量与二硫甲脒消耗量之比都保持在1.25～1.30之间,故推断二氧化硫脲是由甲脒次磺酸歧化得到.在过氧化氢氧化二硫甲脒反应中,除了硫脲、甲脒亚磺酸、甲脒次磺酸、联硫氰和尿素之外,甲脒磺酸和硫酸根也被检测出,该氧化反应对于二硫甲脒和过氧化氢均为一级反应,在pH1.5～3.0测定了二硫甲脒水解和氧化的速率常数,表明都随pH的增加而增大.我们提出的过氧化氢氧化二硫甲脒反应机理包括二硫甲脒水解平衡和甲脒次磺酸不可逆水解的两步连续反应、二硫甲脒及氧化中间物的氧化反应和甲脒磺酸的水解反应,该机理能够有效模拟氧化反应过程中不同物种的动力学实验曲线.     

静电纺丝原理研究进展

纳米纤维具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点,受到广泛的关注.在众多制备纳米纤维的方法中,静电纺丝是一种高效的技术,其中同轴共纺技术由于能制备芯-壳(core-shell)结构的纳米纤维,也越来越引起人们的关注.本文介绍了基于电流体动力学的静电纺丝原理,讨论了静电纺丝相关原理研究进展,包括Taylor锥与喷射,纳米纤维的弯曲非稳定性,高聚物溶液/熔融体流动非稳定性,两相流流型及其转换,高聚物两相流流型及其转换,非牛顿流体流动非稳定性以及两种非牛顿流体分层流动等,最后指出了尚待解决的一些问题.     

三维VOF方法—PLIC3D算法研究

本文研究的目的在于，使用分段线性PLIC(Piecewise Linear Interface Construction)方式构造界面，推导三维空间中的VOF(Volume of F1uid)算法PLIC3D，给出详尽的计算公式和过程。然后，用球形流体匀速运动作为分析PLIC3D算法的数值算例，比较了PLIC3D和分段常数PCIC(Piecewise Constant Interface Construction)构造法中DA3D(Donor—Acceptor in 3—Dimension)在三维空间计算界面的差别。结果显示PLIC3D优于DA3D，它能够更好地保持流体在平移运动中的形状，证实了PLIC方式的空间构造精度高于PCIC的结论。最后，利用PLIC3D计算自由面，模拟容器中流体泄漏问题，得到了其液面形状变化和速度场。     

固壁空蚀数值研究

空蚀是空泡在固壁附近溃灭对固壁材料产生破坏的现象。本文将空泡界面假设为自由面，并由VOF(Volume of Fluid)中界面构造精度较高的Youngs方法求解，通过直接计算原始变量的Navier-Stokes方程，数值模拟了空泡距固壁不同位置时溃灭对固壁造成的空蚀破坏。计算发现空泡溃灭产生高压脉冲相对于高速射流对空蚀形成起主导作用；空泡在流场中位置不同，高压脉冲对固壁上的空蚀破坏结果不同，并给出了距离界限。     

翼型空化绕流数值研究

空化是发生在流体机械上的复杂过程，理论研究遇到很大困难。本文引入合适的空化数值模型，将空腔界面近似为自由面，用界面构造精度较高的流体体积方法求解空腔位置，通过直接求解原始变量的NavuerStokes方程，数值模拟了无界域中空化在翼型上发生、发展和脱落的周期过程；并分析了空化产生对翼型表面的压力分布、翼型收到的阻力和升力的影响。结果表明，空化出现在翼型上表面；由于空化的产生，翼型表面压力分布不稳定，导致升力、阻力和流场压力出现波动，这是实际中产生噪声和损失的主要原因。