论文题目: 超临界流体中有机固体溶解度的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 胡德栋
导师: 王威强
关键词: 有机固体溶解度,新型实验设备,小波神经网络,超临界流体
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 超临界流体（SF）中溶质的溶解度是进行超临界流体萃取（SFE）和超微颗粒制备（Super micro-particle manufacture SMM）等过程设备设计和工程放大的关键,而极端不对称的有机固体在SF中的相形为更复杂,故研究有机固体在SF中的溶解度具有重要的意义。本文从实验设备和计算模型两方面对此课题开展了研究。 在实验设备方面,本课题组在动态流动法的基础上,开发出了一套既能用于溶解度测定又能用于SF萃取研究的新型试验装置。首先,该装置通过采用一个专门设计的集整个装置控制阀于一身的集成块,实现了集中控制,大大缩短了装置的连接管线,方便了安装和操作;其次,本装置采用自主开发设计的简体便拆式快开结构,便于釜的拆卸清洗;再其次,该装置可实现不同位置进料和出料的多种工艺。最后,通过制备不同容积的釜,以满足溶解度测定和SF萃取研究对该装置的不同需求。 在计算模型方面主要做了以下四方面的工作: 1、在修正Soave模型的基础上,提出了一种含提携剂SC CO2中有机固体溶解度的3参数简单计算模型。当该模型被应用于某具体物系时,其参数还可进一步被简化为有机固体饱和蒸汽压1个参数,且该参数的自然对数值可表示为提携剂摩尔分数的线性函数。 2、本文分别以SC CO2中两种脂肪酸和三种三氟甲基苯甲酸异构体的溶解度数据为样本数据,从以下几方面对目前常用的WNN模型进行了优化: ①在不考虑SF影响的前提下,由SF中有机固体溶解度活度系数模型可提出用于SF中多个有机固体溶解度模拟的WNN模型输入参数为T、P、v2、Tm、ΔHfus、δ1和δ2;而由SF中有机固体溶解度状态方程可得出用于SF中多个有机固体溶解度模拟的WNN模型输入参数则为Tm、v2s、ΔH2fus、ω2、Tr2和Pr2②将隐含层节点数的确定方法由试差法优化为Kolmogorov定理,为隐含层节点数的确定提供了理论指导。
论文目录:
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
1．1 SF中有机固体溶解度的国内外研究现状
1．1．1 SF中有机固体溶解度的实验测定方法
1．1．2 SF中有机固体溶解度的关联及预测模型
1．2 神经网络技术
1．3 目前研究中所存在的问题
1．4 本论文所要解决的问题
第2章 新型试验装置的研制一
2．1 该装置的特点
2．1．1 流体可循环使用
2．1．2 控制阀集成块的研发
2．1．3 工艺多变
2．1．4 筒体便拆式快开结构的研发
2．2 SF中有机固体溶解度的测定
2．2．1 仪器和试剂
2．2．2 试验步骤
2．2．3 样品组成分析
2．3 结果与讨论
2．4 结论
第3章 含提携剂SC CO_2中有机固体溶解度的简单计算模型
3．1 Soave简单计算模型
3．2 含提携剂的修正简单计算模型
3．2．1 状态方程的修正
3．2．2 提携剂参数的计算
3．2．3 混合参数计算的修正
3．3 修正模型对含提携剂SF中有机固体溶解度的计算
3．3．1 可调参数的回归
3．3．2 修正模型的预测效果
3．4 结论
第4章 WNN模型的优化Ⅰ-基于活度系数模型的优化
4．1 算法描述
4．1．1 小波神经元
4．1．2 小波神经网络
4．2 WNN的优化
4．2．1 输入参数的优化
4．2．2 隐含层节点数确定方法的优化
4．2．3 激励函数的优化
4．2．4 参数调整算法的优化
4．3 结果与讨论
4．3．1 输入参数和样本数据的确定
4．3．2 隐含层节点数确定规则的确定
4．3．3 隐含层激励函数的确定
4．4 结论
第5章 WNN模型的优化Ⅱ-基于状态方程模型的优化
5．1 有机固体溶解度的影响因素
5．2 WNN模型的优化
5．2．1 输入参数和样本数据的确定
5．2．2 隐含层节点数确定方法的确定
5．2．3 激励函数的确定
5．3 结论
第6章 WNN优化模型的应用
6．1 在单个不含提携剂SF体系中的应用
6．2 在单个含提携剂SC CO_2体系中的应用
6．2．1 恒温下变提携剂浓度的体系
6．2．2 变温下变提携剂浓度的体系
6．2．3 提携剂浓度恒定的体系
6．3 同时用于多个SF体系的模拟
6．4 结论
第7章 基于WNN模型模拟结果的提携剂选择
7．1 样本数据的选择
7．2 WNN网络拓扑结构的确定
7．3 WNN模型对学习样本数据的学习关联
7．4 WNN模型对预测样本数据的预测
7．5 由分子结构推测提携剂的选择原则
7．6 结论
第8章 结论
8．1 新型试验装置的研制
8．2 提出了一种SF中有机固体溶解度的简单计算模型
8．3 基于SF中有机固体溶解度模拟结果的WNN模型优化
8．4 WNN优化模型在SF中有机固体溶解度模拟中的应用
8．5 基于WNN模拟结果及分子结构分析的提携剂选择
参考文献
致谢
攻读博士学位期间所发表的学术论文
发布时间: 2005-10-17
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