红外成像技术是基于官能团特征进行成像的一种先进的化学成像方法，集红外光谱和显微分析于一体，能够直接反映样品微区内(从微米到毫米)真实的化学组成信息和空间分布信息，从分子水平上可视化地识别样品精细结构，空间分辨率高，是多组分体系样品显微分析强有力的工具。该技术自发展之初就在高分子材料分析和表征领域受到广泛关注。本文阐述了红外成像技术的基本原理，详细介绍了红外成像系统的仪器构造与工作模式，以及常用图像采集、图像预处理和图像分析的方法，总结了近年来红外成像技术在高分子材料表征领域中的一些典型应用，包括结晶和取向研究、共混物相容性研究、聚合反应及聚合物溶解、降解的可视化动力学研究、聚合物基组织工程材料的矿化研究、药物释放及微塑料分析的研究等。此外，还对红外成像在生命科学与临床诊断方面的研究进展作了简介。最后对红外成像技术的发展趋势进行展望。希望本文能够起到抛砖引玉的作用，帮助读者深刻理解红外成像这门先进的技术，进一步拓展其在聚合物材料领域中的应用。

为了解决Cu-Mn催化剂在含硫气氛中催化氧化CO时快速失活的问题，以Cu-Mn为活性组分、Ce改性的γ-Al_2O_3为载体制备了Ce改性Cu-Mn/Al_2O_3催化剂，并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附测试(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征，结果表明：CeO_2的加入提高了活性组分的分散度，降低了Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的还原温度，增加了Cu~(2+)、Mn~(3+)及氧空位的含量。测试了Ce改性Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的CO催化氧化活性及抗硫中毒性能，发现Ce的加入可以提高催化剂的CO催化氧化性能，采用浸渍法改性(Ce)/Al_2O_3载体(Ce负载量为2%)制备的催化剂(10Cu_1Mn_2/2(Ce)/Al_2O_3)的催化性能较高，可以在130℃下实现CO完全氧化；添加Ce后催化剂的抗硫中毒性能有一定提升，在160℃下通入SO_2后5 h,催化剂10Cu_1Mn_2/2(Ce)/Al_2O_3能够维持57%左右的CO转化率，在300℃下测试25 h该催化剂的活性没有下降。

为寻找高效便捷、成本低廉的乳酸测定方法，对比研究了三氯化铁法和对羟基联苯法对尾菜发酵液中乳酸含量的测定性能。结果显示，三氯化铁法和对羟基联苯法的线性方程相关系数均大于0.99,检出限分别为9.70×10~(-2) g/L和2.35×10~(-3) g/L,均满足分析测试要求；精密度测定中，三氯化铁法和对羟基联苯法的相对标准偏差(RSD)分别为1.19%～3.53%和2.54%～3.71%,加标回收率分别为99.3%～105.2%和102.7%～109.1%;杂质的存在对三氯化铁法的测定结果影响较小，但对对羟基联苯法的测定结果有较大影响；统计学检验表明，两种方法对发酵液中乳酸含量的测定结果无显著性差异；与对羟基联苯法相比，三氯化铁法操作简便，测定速度快，试剂成本低，所需样品量少，是较为优异的乳酸含量测定方法，具有广阔的应用前景。

针对传统方法难以提取有效的气阀故障信号，无法建立气阀状态与信号间复杂映射关系的问题，将气阀振动信号转为频域信号输入卷积神经网络(CNN)进行气阀状态诊断，采用多目标粒子群算法(MOPSO)对CNN的超参数进行优化，构建自适应CNN模型，并针对分类结果进行可视化分析，探讨了不同训练测试比对分类准确率的影响。结果表明：MOPSO-CNN模型可完成数据降噪、特征提取和故障分类的一贯式处理，实现端到端的故障诊断，其分类准确率和训练时间均优于传统方法；通过t-分布随机邻域嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)可视化分析，证明了CNN模型在逐层特征提取和特征分离上的优越性；所建立模型在不同训练测试比的条件下表现良好，对训练数据的需求量不大。研究结果可为往复式压缩机气阀故障诊断提供实际参考。

使用硅烷偶联剂KH570对片状锌粉进行表面包覆改性，同时使用正硅酸乙酯(TEOS)、乙烯基三异丙氧基硅烷(VIPOS)和丙烯酸(AA)对片状铝粉进行单层和复合包覆改性，以改性的锌粉和铝粉作为基础组成部分制备了无铬达克罗涂层，测定了改性锌铝涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线。结果表明：所制备的TEOS/VIPOS改性铝粉涂层的表面平整光滑，没有明显颗粒，涂料的分散性和稳定性较好；与未改性锌铝涂层相比，TEOS/VIPOS和TEOS/VIPOS/AA改性铝粉涂层的腐蚀速率明显下降，TEOS/VIPOS改性铝粉涂层具有较小的腐蚀电流密度(1.01μA/cm~2)和腐蚀速率(0.011 mm/a)。在20%硝酸铵溶液中浸泡2 h后，TEOS/VIPOS改性铝粉涂层的表面平整光滑，耐蚀性较好。

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_2(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而，正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象，导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H_3PO_4处理制备等离子体修饰NCM85的方法，在NCM85表面原位形成一层均匀的Li_3PO_4包覆层，有效地提高了NCM85的电化学性能，稳定了正极-电解质界面。与本体NCM85电极相比，适量Li_3PO_4包覆层修饰的正极(Li_3PO_4@NCM85)展现出优异的电化学性能，在2.75～4.3 V电压范围内0.5 C (200 mA/g)倍率循环200圈后，放电比容量为169.2(mA·h/g),容量保持率高达84%,Li_3PO_4包覆层生成的过程中消耗了材料表面的残锂，减少了Li~+/Ni~(2+)的混排，增强了结构的稳定性。此外，Li_3PO_4包覆层可以提高离子电导率，加快Li~+扩散速率，抑制相变、阳离子混合和体积收缩。研究了LPO表面修饰对材料界面机制的影响，对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。

针对氮氧化物(NO_x)在核设施尾气排放过程中存在的偶发性浓集问题，提出了一种将NO_x尾气管道排放口布置于排风烟囱内的实施方案，并采用数值模拟方法研究了载带过程中NO_x在排风烟囱内的流动扩散过程，探讨了尾气管道的排放高度和布置方位对NO_x流动扩散效果的影响。结果表明：在烟囱内存在一个顺时针螺旋上升的NO_x浓集区域，在烟囱高度约70 m以上，NO_x以相似的质量浓度分布云图排出烟囱；当尾气管道位于烟囱中心时，烟囱出口处NO_x的局部最大质量浓度和质量浓度变异系数随尾气出口高度(10～60 m)的升高而增大，但人员工作区的NO_x局部最大质量浓度和截面平均质量浓度随尾气出口高度(10～30 m)的升高而显著下降；当NO_x在低水平位置排放时，20 m的尾气排放高度和+90°的方位为较优的布置方案；当NO_x在较高位置排放时，应尽量将尾气出口布置在烟囱中心位置。

相变温度是衡量相变薄膜材料性能的关键参数，对相变存储器的数据保持力、热稳定性和功耗有着巨大的影响，因此相变温度的准确测量非常重要。目前，国内外测量薄膜材料相变温度的主要方法有变温X射线衍射法和差示扫描量热法，前者测量精度有限，后者是破坏性测量。本文根据薄膜材料相变前后光学性质会发生较大改变的特性，首先设计了薄膜材料相变温度测量仪的硬件部分，主要包含高温加热炉、样品台、光路模块等；其次探究了高温加热炉腔的温场均匀性及温度模块的控制能力，结果表明均符合实验要求；最后，利用此装置测量了典型硫系材料GeTe和Ge_2Sb_2Te_5薄膜的相变温度，10次测量平均值分别为212.7℃和145.4℃,标准偏差分别为1.70和2.32,测量结果稳定性良好，达到实验预期。

具有微孔的多孔平板表面曝气是制备微气泡的重要手段之一。采用非侵入式数字图像识别法对金属多孔平板表面生成的微气泡特性进行实验研究，考察了平板上方液相流速、表观气速、液相黏度、表面张力和平板平均孔径对生成气泡平均直径(d_(av))的影响。结果表明：d_(av)随着液相流速的增大而减小，随表观气速的增大和表面张力的减小而减小；液相黏度则对d_(av)有双重影响，随着黏度的增加d_(av)先减小后增大，且在黏度为1.32 mPa·s时最小。最后，提出了描述气泡平均直径与液相雷诺数、毛细管数和气液比之间关系的经验关联式。

鉴于己醇(HeOH)与乙酸正丁酯(BuAc)酯交换反应的不利动力学和热力学特性，采用基于过程强化的反应蒸馏装置是一条有利的途径。常规反应蒸馏塔(CRDC)虽然考虑了反应-分离操作之间的相互耦合，但却完全忽略了分离操作之间的相互耦合，必然导致过大的不可逆性同时可进一步降低系统的稳态性能。单隔离壁反应蒸馏塔(R-SDWDC)的确在一定程度上考虑了分离操作之间的相互耦合，但其外部限定耦合方式致使仍然无法有效降低分离操作的不可逆性。本文基于本课题组最近提出的共强化原理给出了两种双隔离壁反应蒸馏塔(R-DDWDC)的拓扑结构，并将其与CRDC和R-SDWDC进行了深入系统的比较与分析。结果表明，R-DDWDC明显优于CRDC和R-SDWDC,是实施HeOH与BuAc酯交换反应的最佳拓扑结构。得出这一结论的根本原因在于R-DDWDC既能充分考虑分离操作之间的相互耦合，又能有效协调R-DDWDC与反应-分离操作耦合子系统的相互作用。虽然上述结论是通过具有最有利相对挥发度排序的HeOH与BuAc酯交换反应所得到的，但对于任何具有不利动力学与热力学特性的该类反应物系均具有普遍性的指导意义。

石灰窑是碳酸钙产业的关键生产设备，窑气中的CO_2是生产碳酸钙的原料，CO_2浓度直接影响碳酸钙产量，然而石灰窑气浓度依靠产品产出后采样化验得到，存在严重的滞后性，无法作为石灰窑在线工艺参数调整的依据。因此提出一种基于贝叶斯优化的eXtreme Gradient Boosting石灰窑气浓度预测模型BO-XGBoost,根据历史数据预测1 h后的窑气浓度，为生产工艺参数的调整提供依据。该方法首先对石灰窑传感器数据集中的缺失值、异常值进行剔除、插补，然后统一窑气浓度检测历史数据的时间尺度，构成石灰窑气监测数据集，在此基础上提出针对石灰窑气的BO-XGBoost模型。模型经训练后，采用实际生产数据进行测试，并与Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)模型、Category Boosting(Catboost)模型预测结果进行比较，结果表明，所提模型可以实现高维数据集的超参数快速优化，且预测模型有较好的精度，均方根误差(RMSE)达到0.70,平均绝对百分比误差(MAPE)达到2.03%。

以太阳能熔融盐为载热工质的CH_4-CO_2重整热化学反应是极具应用潜力的热化学储能技术，为探讨工业级CH_4-CO_2重整储能反应器在不同操作条件下热力学性能的变化规律，建立了基于太阳能熔融盐供热的CH_4-CO_2重整储能反应器的二维拟均相数学模型，通过数值模拟分析了反应混合物进口温度(T_(in))和进口摩尔流率(F_(tot, in))对反应器内温度、反应转化率和热化学储能效率等的影响规律。结果表明：当进口温度较高时(T_(in)=823 K),转化管内温度沿转化管轴向表现为先降低后升高的变化趋势；当进口温度较低时(T_(in)=573 K),转化管内温度沿转化管轴向单调升高；T_(in)=573 K下，随着进口摩尔流率的增大，反应转化率单调减小，化学储能效率呈现先增大后减小的变化趋势；在进口摩尔流率相同的条件下，进口温度越高，反应转化率和化学储能效率越大；T_(in)=823 K下，随着进口摩尔流率的增大，显热储能效率和热损失率减小，化学储能效率增大；F_(tot, in)=1 mol/s下，随着反应混合物进口温度的升高，化学储能效率与热损失率增大，显热储能效率减小。

为研究棒材表面螺纹牙型高度对淬冷沸腾的影响，在冷却剂受迫流动条件下，于不同过冷度下对表面具有不同螺纹牙型高度的不锈钢棒材进行淬冷沸腾可视化实验探究。根据测量所得温度数据，结合可视化图像结果，分析螺纹牙型高度与过冷度对淬冷沸腾过程中气膜演变及沸腾传热特性的影响。结果表明，随着螺纹牙型高度增加，气膜坍塌时间缩短，最小膜态沸腾温度提高，膜态沸腾时间减少，临界热流密度增加，过渡与核态沸腾阶段换热性能有所提升；随着过冷度增加，棒材表面冷却速率加快，最小膜态沸腾温度升高，淬冷沸腾时间缩短，但过冷度的增加使得螺纹表面形貌对膜态沸腾时间的影响相对减弱。最终，将实验所得最小膜态沸腾温度与文献拟合经验公式计算结果进行对比，验证了实验的可靠性。

粉体团聚对气力分级设备的分级性能有着重要的影响，是制约机械法制备超细粉体的瓶颈问题。为表征气力分级制备超细粉体时的粉体团聚特性并分析其影响因素，利用筛分法和激光粒度分析法测得的粉体平均粒径比值，提出了团聚参数F,并以此为基础分析了粉体颗粒形貌、平均粒径、粒度分布以及粉体流动性对粉体团聚的影响。结果表明：当不同粉体之间的形貌(包括长扁度、球度、棱角度和粗糙度)差异不显著时，颗粒形貌不是引起粉体团聚有所差异的主要因素。粉体平均粒径越大，团聚程度越小；粒度分布指数对团聚的影响取决于粉体整体粗细程度，粗颗粒占比较高的情况下，颗粒不易团聚。因此，对于形貌相似的不同粉体而言，粉体平均粒径和粒度分布是影响粉体团聚的主要因素。此外，通过分析休止角和Hausner值发现，粉体流动性越差，团聚程度越强。

研究了种群模型中恐惧效应对分支动态的影响，从理论上严格证明了恐惧效应能够激发系统产生多种局部分支。通过进一步的数值计算发现，由恐惧效应产生的局部分支可导致种群出现双稳态共存、周期性振荡以及种群灭绝等复杂的动态，从而揭示了恐惧效应是保持种群系统稳定性的重要因素。

以团簇FePS_3为局域模型，在B3LYP/def2-tzvp水平下采用Gaussian 09程序对团簇FePS_3进行结构优化及虚频验证，获得12种稳态构型，分析了这12种构型的原子电荷量、电子自旋密度及反应活性。结果表明：团簇FePS_3中S原子为电子受体，Fe、P原子为电子供体，Fe比P原子更容易失去电子，团簇FePS_3整体的电子流向为从Fe、P原子流入S原子；Fe、P原子间和Fe、S原子间的过剩电子主要为自旋向下的β成单电子，P、S原子间和S、S原子间的过剩电子主要为自旋向上的α成单电子；构型4~((4))、2~((2))、1~((2))、2~((4))、1~((4))和4~((2))的电子自旋密度的对称性最好，稳定性最高，因此这6种构型可能为团簇FePS_3的优势构型；构型6~((2))的前线轨道(HOMO-LUMO)能隙差最小，最容易发生电子跃迁，反应活性最高；构型2~((4))的HOMO-LUMO轨道能隙差最大，反应活性最低。

X射线光电子能谱法(XPS)是最重要且使用最广泛的表面分析技术。较为全面地介绍了X射线能谱法，内容涵盖原理、分析方法、应用及技术进展。原理介绍基于理工科大学本科层级的知识，阐述了XPS的科学原理以及仪器原理；分析方法部分概述了分析的关键步骤及要点；应用部分以热门研究的材料类型分类(催化剂、生物材料、碳材料、高分子材料等)进行介绍，介绍的同时兼顾介绍了X射线光电子能谱法的一些常用技术以及在各种材料中的应用特点。本文旨在帮助该领域的初学者，包括尚未完全熟悉该技术的研究人员、研究生和X射线光电子能谱从业人员，使他们能够全面了解X射线光电子能谱技术。

具有二维片状结构的银纳米片表现出优异的电学、光学和化学性质，广泛应用于电子、催化、生物等领域。化学还原法制备的银纳米片直径通常小于1μm,且产量低。为了解决上述问题，以鸟嘌呤为结构诱导剂，硝酸银为银源，通过化学还原法制备了大尺寸银纳米片，并得到优化的制备条件：在0℃下，滴加速度为1.0～1.3 mL/min,搅拌速度为300 r/min, B液中鸟嘌呤浓度为16.56 mmol/L、AgNO_3浓度为0.50 mol/L,在最优条件下制得10～20μm的大尺寸银纳米片，单位体积反应液中银纳米片产量高达15 g/L。X射线衍射(XRD)和Raman光谱测试结果表明，银纳米片的生长机理为鸟嘌呤分子的羰基氧原子选择性吸附于银晶体的(111)晶面，形成包覆，还原生长的银原子沉积于(110)和(100)晶面，横向生长形成银纳米片。以最优条件下制备的大尺寸银纳米片作为填料，分别以二乙二醇单丁醚和乙醇为溶剂制得导电胶，其渗流阈值低至30%～40%(质量分数)。

针对宁夏贺兰山区域葡萄种植环境与作物冠层特征，设计了一种带有浮动结构的翼型塔板导流装置，其浮动结构可依据不同生长时期的葡萄作物高度进行调整。利用计算流体力学(CFD)软件对塔板气流场进行仿真分析，以翼型浮动塔板出风口处高速气流区域的面积最大值为目标，通过正交分析获得浮动结构与固定结构最佳优化导流几何参数与导风锥参数。在塔板优化结果的基础上，针对浮动结构可调极限角度进行仿真分析，建立风送塔板结构仿真模型，得出其气流汇集的离地高度范围与有效喷施距离。按照设计参数加工装配塔板浮动结构，结合样机完成喷药效能试验。以建立的模型指导各时期葡萄的施药工作，为精准施药提供技术基础。试验结果表明，塔板气流场分布特点与仿真结果基本符合，风送塔板结构仿真模型可靠。

腰椎后路椎间融合术结合内固定系统已被广泛用于治疗腰椎滑脱等疾病。不同的内固定方案会使内固定系统和腰椎产生不同的力学响应，其结果会影响到内固定方案的选择。针对腰椎L5-S1骶骨节段轻度滑脱完全复位状态，在1例健康成年人腰椎模型的基础上，设计了3种不同节段的内固定手术方案：A组L5-S1融合固定、B组L4-L5-S1融合固定、C组L5-S1-S2融合固定，并建立相应的有限元模型。固定骶髂关节的耳状面，在L1椎体上表面施加垂直向下400 N的载荷和不同方向的7.5 N·m力矩，模拟脊柱前屈、后伸、侧弯和旋转等生理活动，比较不同方案模型中固定节段的钉棒应力情况、相邻近节段的椎间盘应力情况和各节段活动度的差异。结果表明，相比于A组模型，B组和C组模型的椎弓根螺钉和连接棒最大应力值较大；B组和C组椎间盘的应力最大值的集中区域明显大于A组；A组、B组和C组模型的腰椎活动总量较完整模型均有所减少。实验结果表明，采用A组L5-S1融合固定的方案可以降低内固定系统断裂的发生率，减少邻近节段椎间盘退变的发生率，在完成复位的情况下仍然可以保持一定的腰椎活动度，且A组方案的手术时间短、术中出血量少，是一种更优的内固定方案。

基于深度学习的识别模型是目前解决煤岩显微组分组识别问题的主要手段，但这些模型在计算过程中参数不断堆叠，导致模型的算力需求增加，影响模型的训练效率。针对上述问题，构建了一种基于空洞卷积自注意力(DCSA)机制的改进Swin-Transformer模型——DA-ViT。首先，为了在加强煤岩显微组分组图像的局部特征信息的同时保留其二维空间信息，提出了DCSA机制，通过对煤岩显微图像的大尺寸卷积核进行多尺度分解，加强了煤岩显微图像不同区域像素之间的联系，显著降低了图像注意力的参数量，降低率为81.18%。然后，为了加强煤岩显微组分组图像间的形态特征关联性，将DCSA和改进的Swin-Transformer框架相结合，提出了DA-ViT识别模型。实验验证结果表明，与现有的其他识别模型相比，DA-ViT模型在提高预测结果准确率的同时，可显著降低模型的算力需求，其像素准确率(PA)和平均交并比(mIoU)的最大值分别为92.14%和63.18%,模型参数总量(Params)和浮点运算次数(FLOPs)的最小值分别为4.95×10~6和8.99×10~9。

推行双重预防机制是解决安全生产领域“认不清”和“想不到”等突出问题的重要手段，但在企业实行风险分级管控与隐患排查治理过程中存在数据信息化滞后、数据信息缺失和数据真实性难以考证等问题，严重影响了双重预防机制的建设与运行。基于增强现实(augmented reality, AR)技术，结合Web应用开发、Android应用开发与WebRTC技术，以风险分级管控与隐患排查治理的双重预防机制为主要依据，搭建了包含网页端与AR眼镜端应用的实时信息化平台。经企业初步验证使用表明，该平台能够及时有效地激活双重预防机制的运行，提高企业对安全风险的分析决策效能以及落实安全主体责任。

国内能源生产装置规模大型化发展趋势明显，与其配套的旋转机械设备发生故障导致的非计划停机将会造成严重的经济损失与重大安全问题。转子不平衡贯穿了旋转机械设备的整个生命周期，服役转子的状态诊断格外重要。针对大型旋转机械振动测点较多，振动信号具有非平稳特征等问题，提出基于多源域数据提取与机器学习算法的转子不平衡故障诊断模型。首先以多源振动监测数据为驱动，根据互相关系数提取故障信息丰富的振动信号，融合时域、频域、时频域等多域特征构建高维混合特征空间；其次利用基于t分布的随机邻域嵌入方法揭示高维空间的特征信息，反映为可视化的三维空间；最终通过最邻近节点算法进行故障分类，判断转子的不平衡质量与相位。本文提出利用互相关系数表征多源数据的故障信息丰富程度，并结合机器学习手段判断转子不平衡类型。通过设计不同附加质量的转子在多转速下不平衡状态实验，验证了所提模型的有效性，解决了转子在线诊断和现场动平衡问题。

随着分布式电源技术和新能源技术快速发展，参与电力交易的电动汽车和新能源发电用户数量不断增多。由于电动汽车和新能源具有随机性和不确定性，现有交易模式无法支撑交易需求。区块链具有去中心化、不可篡改等特点，可以有效解决车网互联系统(vehicle-to-grid, V2G)电力交易遇到的挑战。首先，基于区块链技术，提出基于组合拍卖和滚动撮合交易的交易规则，设计了滚动撮合交易模型。随后，基于组合拍卖和滚动撮合交易机制规则，设计了V2G的电力交易智能合约。最后，为验证所提方案的可行性，将智能合约发布到趣链区块链平台上，进行模拟实验。实验结果表明，本文所提方法能够有效提高交易成功率。

随着人工智能和大数据技术的发展，基于深度学习的高端装备剩余使用寿命预测技术倍受关注，准确的剩余使用寿命预测对于高端装备安全运行意义重大。大多数基于深度学习的预测方法在构建主体预测结构通常利用循环神经网络、长短期记忆网络和门控单元等手段，但存在并行计算能力较差、预测精度不足的问题。针对上述问题，提出一种基于自适应权重时间卷积网络的寿命预测方法。采用时间卷积网络搭建预测模型，利用空洞因果卷积和残差连接结构增强并行计算能力并避免信息泄露；构建基于自注意力机制的自适应权重模块，实现时序权重自动分配来提高预测精度；利用非对称损失函数增强提前预测倾向性，避免因滞后预测带来的安全和经济问题。选取发动机数据集和轴承数据集进行实验验证，结果表明，与其他深度学习方法相比，提出的自适应权重时间卷积网络提升了预测准确率并缩短了训练时间。

本文主要研究完全二部图上的筹码分发博弈(chip-firing games)次数的有限性。我们根据顶点的筹码数，定义两个函数并进行分类；结合完全二部图的性质，给出了博弈次数有限的充要条件。

设计了一种径向进气式涡流空气分级机，采用Fluent软件对分级机内流场进行了数值模拟，探讨了转笼转速、进气速度和进气位置对流场的影响。结果表明：气流在分级腔体内并不是垂直上升，而是以一定倾斜角度在腔体内形成环形气流，环形气流方向与转笼转向相同；分级腔内气流为两个方向的双流层，主气流方向与转笼转向保持一致；随着转笼转速的增加，气流主体的方向不变，腔体左侧的对冲气流消失，腔体内形成的环形气流增强，但转笼下侧的二次涡流增大；不同进气速度对分级腔及转笼不同区域的切向速度具有不同的影响；进气位置的不同，分级腔内气流的流动相差较大，进气口位于转笼轴线同侧时的气流较进气口位于转笼轴线两侧时的气流更容易受到转笼的影响，进气位置对转笼周围流场分布的影响较小。采用响应面法对空气分级机的操作参数进行了优化，各参数对分割粒径影响的大小顺序为：转笼转速>进料速度>进气速度，优化的参数为转笼转速4 483 r/min、进气速度15.6 m/s、进料速度9.71 kg/h,在该条件下分割粒径的预测值为40.5μm。

目前含蜡原油管道的清管周期没有统一标准，需要根据油品性质和管道的实际情况确定。采用OLGA软件对石西至克拉玛依原油管道(SK原油管道)的结蜡特性进行了模拟分析，利用浓密膏体的管道输送阻力计算公式，将蜡堵分析转化为蜡柱长度和压降关系的计算，制定了SK原油管道的安全清管周期。结果表明：在管道103 km处流体温度降到25℃,从103 km至终点的管段均处于析蜡温度的区间范围；管道运行5天后，采用HeatAnalogy模型模拟的结蜡厚度在110.06 km处达到最大(0.01 mm),结蜡量为80 kg,结蜡量在运行2天后才有明显增加并呈直线上升趋势；以收球筒长度4 m作为蜡柱长度的极限值，计算得到收蜡量为200 kg,推算SK原油管道的清管周期可由目前的5天延长至9天，大大减少了操作成本。结果可为含蜡原油管道的结蜡特性研究及安全清管周期制定提供理论参考。