教学课程资源库 更多>>

关键词： 摩擦桩   挤密注浆   荷载传递模型   数值模拟   承载力  

摘要： 粉质黏土-粉细砂地层桩侧注浆参数设计和桩基加固效果评价是在役桩基加固的关键和难点。针对在役摩擦桩桩侧注浆加固工程，采用桩基模型试验、有限元模拟及现场试验，揭示了桩侧挤密注浆提升在役摩擦桩承载力的作用机理，提出了粉质黏土-粉细砂地层桩侧注浆参数设计方法和桩基承载力分析方法，实现了粉质黏土-粉细砂地层桩基注浆加固。研究结果如下：研发了桩侧挤密注浆模型装置，将注浆加固体假设为沿桩长方向的圆柱体，采用圆柱形气囊的横向膨胀模拟桩侧挤密注浆加固方式。模型试验中注浆孔与桩侧距离应小于15 cm、注浆压力大于0.5 MPa时桩基注浆加固效果明显。基于相似原理，通过桩基模型试验建立了桩侧注浆加固荷载传递模型，并在数值分析软件中嵌入荷载传递模型实现了实际工程条件下桩侧注浆加固数值计算。桩基荷载传递符合指数模型，数值计算承载力与工程静载试验误差小于5%，具有可靠性。进一步分析了加固位置和加固长度对桩基承载力的影响规律。桩长40%-90%处加固效果最好，加固段长4m时承载力提升幅度10.7%-13.7%。随着加固长度的增加，桩基的极限承载力逐渐增加，当加固长度超过16 m（约占桩长的70%）时，能够大幅度提升桩中下部的极限摩阻力。

关键词： 化工传递过程   双语教学   新工科   探索与实践  

摘要： 在新工科建设背景下,强化化工类学生专业英语交流能力、国际竞争力和工程思维是十分必要的。以化工传递过程为专业核心课,针对其教学现状中的不足,立足“实例引导,精讲点拨,无畏难点”的教学思路、实行“聚焦前沿,虚实结合,推陈出新”的教材更新、推行“立足实际,因势利导,精益求精”的师资建设和探索“逐本溯源,灵活多变,应用为先”的考核方式。通过并轨中英文教材,转换教学视角,丰富教学形式和提升考核评价维度等不同方面的实践,着力培养出具有扎实化工理论知识和跨文化交流能力的复合应用型人才。

关键词： 化工传递原理   传递特性   净化膜   动量传递   教学实践  

摘要： 培养具有较强实践和创新能力的新工科复合型人才是本科化工教育的重点。化工传递原理作为化学工程与工艺专业学生必修课,在提升本科教育质量中发挥重要作用。然而,化工传递原理课程存在理论性强、抽象推理多、学科交叉广、实验及理论同步配套程度低等问题,为有的放矢地解决课程难题,提高教学质量和品质,教学团队从教学目标和教学方法等多方面进行深度改革和创新;为重点突出以前沿科学研究为契机的学研结合新范式进行化工传递原理课程改革与实践,本文以水净化膜表面特性影响的动量分子传递过程为例,通过科学研究实验结合化工动量传递理论提升教学质量。将化工传递的科学研究与课堂理论教学相耦合,突出以学生为主体和产出导向的标准提升教学品质。这种新范式将有益于工科学生解决复杂化学工程问题能力的显著提升,为综合型本科化工类专业的改革发展提供重要支撑。

关键词： 传递过程原理   教学改革   研究生课程  

摘要： 为不断提高教学质量，培养化学工程领域高素质复合型人才，分析传递过程原理研究生课程教学中存在的问题，文章结合研究生课程特点和课程教学目标，持续改进课程教学内容、课程教学模式和课程评价体系。结合化学工程领域研究生职业发展需要，更新传递过程原理课程的教学内容，以满足行业发展需求；改进教学模式，采用“线上+线下”教学方法，锻炼学生的自主学习能力；采用CBL教学法，培养学生的科学研究能力和工程实践能力；运用翻转课堂式教学，激发学生的学习兴趣，提高学习效果。研究表明，持续改进评价体系，使课程考核结构更加合理，激发学生学习潜能，培养专业应用型人才，为区域发展和行业进步奠定基础。

关键词： 生化水处理技术   胞外电子传递   材料表面电场   难降解污染物   抗性基因  

摘要： 针对污废水中难降解污染物处理过程中存在的低效高耗问题,本研究提出构建材料表面电场（SEF）介导微生物胞外电子传递强化废水净化体系,通过搭建小型填料生物反应器进一步处理经生化处理后具有较低生化性的厨余-油污废水和制药废水,研究具有表面电场特征材料（HCLL-S8-M）对不同废水的降解效能;以负载基体材料Al2O3作为对比,借助材料表征手段阐明生物反应器中反应前后材料表面物质结构变化及电子传递特征;应用多组学分析阐明不同体系中微生物群落响应及代谢途径变化,揭示污染物-材料表面电场-微生物间电子传递过程,明晰污染物降解机制。研究构建的材料表面电场介导微生物胞外电子传递强化废水净化体系,推动了高效经济、绿色节能的废水生物处理技术发展,为实现高效率低能耗难降解废水处理的工程应用提供科学依据。 主要研究结论如下: （1）对于有机物浓度高、成分复杂、污染物难处理的厨余-油污废水,具有表面微电场的HCLL-S8-M材料作为填料处理后其降解率可达60%,相比工业γ-Al2O3材料（50%）具有更好的处理效果。HCLL-S8-M表面电场吸附污染物电子离域至材料表面,离域电子通过表面电场传递至微生物,这一过程降低污染物降解能垒,使其转化为可被微生物利用的C源;材料界面充当胞外电子传递介质,为富集的电活性微生物提供电子以提高代谢。体系内电活性微生物（Shewanlla、Geobater）、降解菌种间电子传递及胞内代谢增强,利用废水中可降解有机物及污染物裂解中间产物进行互养共代谢,细胞色素c、核黄素等电子传递途径基因上调,加速污染物降解,提高废水降解效率。而Al2O3填料利用结构中的Al空位与胞外聚合物（EPS）络合导致生物膜中电子偏移,E PS与微生物之间形成电荷非平衡态,微生物加速获取外部电子维持平衡。Al2O3表面富集高效降解菌,光合异养呼吸强度升高加速胞内物质和能量代谢,强化了微生物对污染物的降解速率。材料表面电场建立了污染物、微生物间新的电子传递途径,为难处理有机废水的处理提供了新的思路。 （2）对于可生化性低、化学需氧量较低、携带抗性基因传播潜能的制药废水,以HCLL-S8-M材料为填料的体系处理后降解率可达到30%,相对γ-Al2O3材料（26%）抗性基因显著下调,与之相关性较强的部分菌属丰度下降,对抗性基因在环境中的传播起到抑制作用。体系中HCLL-S8-M材料表面电场通过吸附源水中污染物,使其电子离域,降低了污染物断键能垒,易被微生物利用,并且污染物发生裂解形成非抗菌小分子,减少对微生物的直接胁迫,对抗性基因的传播起到抑制作用;同时,表面电场导致电活性微生物富集,种间电子传递途径相关基因上调,通过强化胞外电子传递代谢途径,提高废水降解效率。Al2O3表面Al3+离子空位与微生物EPS络合,电子分布不均匀使得微生物捕获电子的潜能升高,高效降解菌富集于材料表面,微生物整体代谢水平提高,Al2O3仅为生物膜形成提供载体,与污染物之间不存在直接作用,未降低抗性基因在环境中的传播。 HCLL-S8-M构建的表面电场介导微生物胞外电子传递强化废水净化系统在处理不同特征污废水过程中都具有良好的效果,该高效率低能耗的新型废水净化技术为难降解废水的可持续管理提供新方向,对保护水体环境具有重要意义。

关键词： 太极计划   空间引力波探测   时钟噪声传递   原理验证  

摘要： 太极计划是中国科学院提出的空间引力波探测任务,其利用激光差分干涉的方法探测卫星间由引力波引起的pm级位移波动。为消除卫星间因时钟不同步而产生的测量误差,拟采用边带倍频时钟噪声传递方法进行星间时钟噪声测量与消除。本文讨论太极计划星间时钟噪声传递的需求、原理、方法,并设计实验进行原理验证。通过搭建电子学实验测试两个系统时钟噪声的极限值,确定实验相关参数,进一步通过光学实验验证边带倍频传递方案的原理。实验结果表明,本文提出的时钟噪声消除方案及相关参数合理可行,满足太极计划的应用需求。在0.05 Hz~1 Hz频段,星间时钟噪声的抑制效果优于2π×10^(−5)rad/Hz^(1/2),满足太极探路者的噪声需求。本文研究为未来太极计划的时钟噪声传递方案与参数设计奠定实验和理论基础。

关键词： 化工传递过程   课程思政   哲学原理   教学改革  

摘要： “化工传递过程”是研究化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程,是一门理论性比较强的化工专业核心课程。在课程教学中,教师应在传授基本理论知识的同时,阐明其中蕴含的哲学思维和方法论,实现课程理论知识和哲学基本原理的有机融合,辅助学生理解传递现象的本质规律,培养学生的科学精神和创新思维,提升分析和解决复杂实际问题的能力。

关键词： 教育改革   化工传递过程   课程建设   教学改革   综合能力培养  

摘要： 在当今教育改革的浪潮中,本论文关注于化工传递过程课程的发展与教学改革。其核心目标是不仅探索新的教学方式,更在传统课程框架内引入实践、创新和跨学科学习的要素。文章致力于提供全新的教学理念、案例实践,旨在构建创新的课程设计和教学模式。通过这些措施,旨在应对教育领域变革所带来的需求变化,从而培养学生更全面的综合能力。论文重点介绍了化工传递过程培养化工人才的重要作用和在教学中面临的困难,以及教学中可以借鉴的课程教学策略。

关键词： 高等教育   化学课程   传递过程   化工原理   微分方程   传递机理   高等数学   化工专业课程  

摘要： 微分方程作为包罗万象的高等数学一个重要分支,其在化学、物理、航天等多学科领域有着广泛的应用。化工传递过程作为一门化工专业课程,该课程主要研究内容为化工过程中能量传递机理,揭示化工反应过程中,热量、动量与质量3类不同形态能量的传递过程及传递过程之间存在的类似规律。当前高等教育化工专业教学改革理念中,通过充分融合高等数学思维与化工原理。

关键词： 节能与储能   热阻调控   定向推流   局部靶向   时空调节  

摘要： 本文讨论了节能和储能传递过程中动量、热量和质量之间的传递不协同现象,以及由此引起的系统效率、换热量、紧凑性、可靠性、安全性等性能提升困难的瓶颈难题,提出了基于热阻调控的三种典型节能与储能传递过程强化原理及技术.在单侧单相流体传递强化过程中,提出了单侧热阻的定向推流调控方法,实现了热阻与流阻的合理匹配,开发了连续螺旋折流板管壳式换热器、纵向波纹内翅片管和格栅-颗粒复合堆积床技术.在双侧流体传递强化过程中,建立了双侧热阻的局部靶向控制方法,考虑了展向热阻和流向热阻的差异,开发了高温气-气换热器和移动床换热器技术.在相变储能传递强化过程中,揭示了储能过程热阻的时空演变机制,建立了热阻的时空调节方法,开发了超声协同强化相变材料蓄冷技术和多温区相变材料协同热电器件发电技术.