Simulations of heat transfer and oxygen transport during a Czochralski growth of silicon with and without a cusp magnetic field were carried out. A finite volume method with a low-Reynolds number K-ε   model proposed by Jones-Launder was employed. The numerical results were compared with the experimental data in the literature. It is found that the calculated results are in good agreement with the experimental data. 

Flow characteristics in the entrance of plate-fin heat exchanger have been investigated by means of particle image velocimetry (PIV). The flow field was measured using the two-frame cross-correlation technique. Streamline and velocity contour graphs at different cross-sections were obtained in the experiment. The experimental results indicate that flow maldistribution in the conventional header is very serious, while the improved header configuration with punched baffle can effectively improve the uniformity. The flow maldistribution parameter in plate-fin heat exchanger has been reduced from 1.21 to 0.21, and the ratio of the maximum velocity to the minimum is reduced from 23.2 to 1.8 by install-ing the punched baffle. The results suggest room for the optimum design of plate-fin heat exchanger.

A new method to identify flow regime in two-phase flow was presented, based on signal processing of differ-ential pressure using Hilbert Huang transform (HHT). Signals obtained from a Venturi meter were decomposed into dif-ferent intrinsic mode functions (IMFs) with HHT, then the energy fraction of each intrinsic mode and the mean value of residual function were calculated, from which the rules of flow regime identification were summarized. Experiments were carried out on two-phase flow in the horizontal tubes with 50mm and 40mm inner diameter, while water flowrate was in the range of 1.3m3•h－1 to 10.5m3•h－1, oil flowrate was from 4.2m3•h－1 to 7.0m3•h－1 and gas flowrate from 0 to 15m3•h－1. The results show that the proposed rules have high precision for single phase, bubbly, and slug, plug flow re-gime identification, which are independent of not only properties of two-phase fluid. In addition, the method can meet the need of industrial application because of its simple calculation.

The thermal stability, phase transformation, surface morphology, pore size distribution and permeation of the defect-free silica-zirconia membrane were investigated by using X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), gas adsorption analyzer (BET), and gas permeation apparatus, respectively. Using silica as the stabilizing agent, the defect-free membrane was much more stable than pure zirconia. The crystal transformation of zirconia in the sil-ica-stabilized membrane could be prohibited by the interaction between silica and zirconia. ZrO2 crystals were kept tetragonal below 900℃, the size of which did not change with temperature between 700℃ and 900℃. It was further veri-fied by the AFM observation, pore size analysis and permeation study. This thermal stability makes the silica-zirconia membrane a good choice as the intermediate layer for zeolite and Pd-based membranes.

Fouling-resistant ceramic-supported polymer composite membranes were developed for removal of oil-in-water (O/W) microemulsions. The composite membranes were featured with an asymmetric three-layer structure, i.e., a porous ceramic membrane substrate, a polyvinylidene fluoride (PVDF) ultrafiltration sub-layer, and a polyam-ide/polyvinyl alcohol (PVA) composite thin top-layer. The PVDF polymer was cast onto the tubular porous ceramic membranes with an immersion precipitation method, and the polyamide/PVA composite thin top-layer was fabricated with an interfacial polymerization method. The effects of the sub-layer composition and the recipe in the interfacial po-lymerization for fabricating the top-layer on the structure and performance of composite membranes were systematically investigated. The prepared composite membranes showed a good performance for treating the O/W microemulsions with a mean diameter of about 2.4µm. At the operating pressure of 0.4MPa, the hydraulic permeability remained steadily about 190L·m－2·h－1, the oil concentration in the permeate was less than 1.6mg•L－1, and the oil rejection coefficient was always higher than 98.5% throughout the operation from the beginning.

Extraction of o-aminophenol (OAP) using trialkylphosphine oxide (TRPO) was studied with different diluents. The neutral OAP was extracted using TRPO under an equilibrium pH in the range of 6—7.5, and a maximum distribution coefficient occurred. It was confirmed that the pH value and the TRPO concentration are the key factors that affect dis-tribution coefficient. Nonpolar diluents could provide better extraction distribution coefficient for the extraction of OAP and the order is: kerosene >n-octanol >chloroform.

A laboratory-scale intermediate-temperature H2S fuel cell with a configuration of H2S, (metal sulfide-based composite anode)/Li2SO4+Al2O3/(NiO-based composite cathode), air was developed and studied for production of power and for desulfurization of a fuel gas process stream. The cell was run at typical temperature (600—650℃) and ambient pressure， but its electrochemical performance may be limited by electrolyte membrane thickness. The membrane and its performance in cell have been characterized using scanning electron microscope (SEM) and electrochemical impedance spectrum (EIS) techniques. Composite anodes based on metal sulfides, Ag powder and electrolyte behaved well and stably in H2S stream, and composite cathodes based mainly on nickel oxide, Ag powder and electrolyte had superior per-formance to Pt catalyst. The maximum power density of up to 70mW?cm－2 and current density of as high as 250mA?cm－2 were obtained at 650℃. However, the long-term cell stability remains to be investigated.

Catalytic combustion of CH4/air in monolith reactor is simulated using a commercial computational fluid dynamic code. The user subroutines to describe the heterogeneous reaction at the channel wall in a single channel and at the channel walls in the whole reactor are incorporated into the program. The correctness of the method is verified by comparing the simulation results with the experimental data for the whole reactor. Furthermore, it is observed that the model based on the whole reactor is more reasonable than that based on a single channel. Therefore, using the former, the effects of operating conditions such as inlet gas velocity, temperature, concentration and catalyst loading on methane conversion are investigated.

Key variable identification for classifications is related to many trouble-shooting problems in process indus-tries. Recursive feature elimination based on support vector machine (SVM-RFE) has been proposed recently in applica-tion for feature selection in cancer diagnosis. In this paper, SVM-RFE is used to the key variable selection in fault diag-nosis, and an accelerated SVM-RFE procedure based on heuristic criterion is proposed. The data from Tennessee East-man process (TEP) simulator is used to evaluate the effectiveness of the key variable selection using accelerated SVM-RFE (A-SVM-RFE). A-SVM-RFE integrates computational rate and algorithm effectiveness into a consistent framework. It not only can correctly identify the key variables, but also has very good computational rate. In comparison with contribution charts combined with principal component aralysis (PCA) and other two SVM-RFE algorithms, A-SVM-RFE performs better. It is more fitting for industrial application.

The kinetics of asymmetric production of R-(－)-mandelic acid（R-MA）from phenylglyoxylic acid (PGA) catalyzed by Saccharomyces cerevisiae sp. strain FD11b was studied by fed-batch cultures. The concentrations of glucose and PGA were controlled respectively with a dual feeding system. When the electron donor glucose was supplied at the rate of 0.0833mmol?gdw－1?h－1, the specific production rate (qp) and the enantiomeric excess of R-MA reached the maxi-mum 0.353mmol?gdw－1?h－1 and 97.1%, respectively. The apparent reduction activity of yeast FD11b was obviously af-fected by both  substrate PGA and product MA. The qp value reached the maximum 0.36—0.38mmol?gdw－1?h－1 when the PGA concentration was controlled between 25 and 35mmol?L－1. The obvious substrate inhibition of bioconversion was observed at the PGA concentrations higher than 40mmol?L－1. The accumulation of product MA also caused a severe feed-back inhibition for its production  when the product concentration was above 60mmol?L－1. The kinetic model with the inhibition effect of both substrate and product was simulated by a computer-based least-square arithmatic. The estab-lished kinetic model was in good agreement with the experimental data. 

Vitamin A ester was synthesized in organic solvents with immobilized lipase from Candida sp. The types of lipases, influences of solvent, the molar ratio of substrates, the reaction temperature and the water activity in the reaction were studied in detail in order to obtain the optimum conditions for Vitamin A palmitate synthesis. In a system of hexane, 100mg immobilized Candida sp. lipase was used in the presence of 1.2mmol vitamin A acetate and 3.6mmol palmitic acid. The yield of vitamin A palmitate reached 81% in 12h at 25℃. The immobilized Candida sp. lipase was prepared by adsorbing Candida sp. fermentation broth on pretreated textile and could be reused for at least six batches.

Acrylonitrile (AN) was copolymerized with N-isopropylacrylamide (NIPA) to synthesize thermosensitive hy-drogels, and the on-off switch behavior of poly(NIPA-co-AN) hydrogels with different fraction of hydrophobic compo-nent (AN) was investigated. It is found that the lower critical solution temperature (LCST), the swelling ratio at certain temperature and the reswelling rate of poly(NIPA-co-AN) hydrogels decreased as AN unit fraction in copolymers in-creased. In order to improve the responsive rate of poly(NIPA-co-AN) hydrogels, they were further treated by surface crosslinking using N, N′-methylene bisacrylamide (BIS) as a crosslinking agent. The swelling and deswelling behaviors of these copolymers were compared with those of the untreated hydrogels. The results indicated that the responsive rate of poly(NIPA-co-AN) hydrogel was improved by surface crosslinking. The resulting hydrogels bearing cyano groups with fast response have potential applications in the field of drug-controlled release and immobilization of biomolecules.

The properties of styrene-butadiene rubber (SBR) reinforced by modified silica was investigated according to national standards. Silica was modified by silane coupling agents KH-570, KH-590, and KH-792. The optimized geome-tries of molecular modified silica reinforced SBR were obtained by using B3LYP calculation of density functional theory with the 6-31+G basis sets. The natural bond orbital analyses were carried out. The Si—O bond length of silica modified by KH-792 was the shortest and the electronegative of O was the highest. It indicated that the connection between silica and KH-792 was the tightest. Higher tensile strength and elongation of reinforced SBR was obtained by silica modified with the KH-792. It was caused by large delocalization of lone pair electrons of the two N atoms in KH-792. The S—C bond length in silica modified by KH-590 was longer than the ordinary S—C bond length. Then the sulfur free radical (?S?) was produced more easily in vulcanization. The degree of crosslink was increased by the cross-linkage of the rubber molecule and the sulfur free radical. That was why the highest stress and tear strength of reinforced SBR was produced when silane coupling agent KH-590 was used. The calculation results was in accord with experimental data. 

A two-component waterborne polyurethane（2K-WPU） was prepared by mixing water-soluble acrylic resin and hexamethylene diisocyanate biuret, and then diluted for phase inversion with water. Compared with water-soluble acrylic resin, the phase inversion of 2K-WPU occurs at lower water content. It is indicated by TEM that 2K-WPU parti-cles show a core-shell structure, in which HDI biuret is encapsulated by hydrophilic acrylic resin. 2K-WPU emulsion with HDI biuret has larger particle size and narrower distribution index, while for 2K-WPU emulsion with HDI iso-cyanurate, the latex not only has large particle size, but also has two-peak distribution. FTIR shows that the reaction be-tween HDI biuret and acrylic resin can complete in 12h. In addition, studies on effect of composition of acrylic resin on performance of 2K-WPU show that narrowing the polar difference between water-soluble acrylic resin and HDI biuret and improving the miscibility of two components are the key to prepare the transparent and high gloss films with high crosslinking density. 

The present paper reports on extensive investigations using an ultrasonic treatment of WAS, to study its po-tential to meet one or all of four objectives: (1) reduce WAS quantities; (2) achieve a better dewaterability; (3) provoke a release of COD from the biosolids, preferably transformed into biodegradable organics and (4) possibly destroy the fila-mentous micro-organisms responsible for sludge bulking. The experiments are carried out in a batch reactor of volume up to 2.3L. The ultrasonic apparatus consisted of a generator, a converter and a sonotrode, supplied by Alpha Ultrasonics under the brand name of Telsonic. Three different sludge kinds were tested, at approximate concentration (DS/WAS) be-tween 3.5 and 20g?L－1. The release of COD from the WAS-phase into the filtrate phase is a function of the specific en-ergy-input SE with yields of about 30% achievable at SE-values of 30000 kJ?kg－1. A major fraction of the COD is trans-formed into biodegradable organics (BOD). The reduction of DS-fraction of the sludge is equivalent to the COD-release rates. Although the dry solids content (DS) is reduced, the dewaterability of the sludge is not improved. This reflects itself in a slightly decreased dryness of the filter cake using vacuum filtration, and in increased values of the capillary suction time (CST). This more difficult dewaterability is the result of considerably reduced floc sizes, offering an extended sur-face area. More surface water is bound (CST increases) and the filterability decreases due to clogging of the cake. To reach the same dryness as the untreated cake, the required dosage of poly-electrolyte increases proportionally with the level of ultrasound energy supplied. The ultrasonic reduction of filamentous WAS organisms is not conclusive and very little effect is seen at low intensities and short treatment durations. Microscopic analysis of the WAS identified the domi-nant presence of Actynomyces. Especially the release of COD and its transformation into BOD certainly merit further re-search.

Bioreduction as a novel nanoparticle synthesizing technology attracts increasing attention. Dried cells of the bacterium Aeromonas sp. SH10 rapidly reduced [Ag(NH3)2]+ to Ag0 in the solution into which some amount of OH－ was introduced. The surface plasmon resonance centered at 425 nm on the UV-vis spectra and five broad Bragg reflections on the XRD pattern showed that stable silver nanoparticles were formed during the bioreduction process. TEM and SEM observations suggested that the silver nanoparticles were uniform in size and well dispersed on the cells and in the solu-tion. Therefore, silver nanoparticles could be prepared rapidly by this bioreduction technology. 

An efficient reduction system of benzaldehyde with hydrogen under ambient pressure was developed using facile NiO catalyst. The non-aromatic solvents such as cyclohexane, tetrahydrofuran (THF) and n-hexane, and the addi-tive with strong basicity e.g. KOH, were necessary for smooth conversion of the substrate. That the catalyst can be recov-ered and reused for nine times without loss of catalytic activity indicates that this catalyst is a recyclable one for benzal-dehyde reduction.

This paper reports the influence of heat transfer surface treatment on the formation of calcium sulphate de-posit during flow boiling heat transfer. The surface of several test heaters was treated by surface modification techniques, such as dynamic mixing magnetron sputtering [DLC (diamond-like carbon), DLC-F (diamond-like carbon-fluorine) and AC (amorphous carbon)] and polishing to reduce surface energy. The results showed that heat transfer surface with low surface energy experienced significant reduction of formation of CaSO4 deposit. (1) Magnetron sputtering stainless steel heat transfer surface with DLC, DLC-F and plasma arc sputtering with AC did not change the surface roughness, but they reduced surface energy and improved heat transfer coefficient, so hindered CaSO4 deposit formation significantly. The DLC-F surface performed better than the DLC surface. (2) Surface energy played an important pole in improving heat transfer coefficient. The less the surface energy the more significant the heat transfer coefficient improved with other ex-perimental conditions identical. (3) The polished surface improved the roughness of the heater, but owing to the high sur-face energy it was not better than the DLC-F surface for a long-term consideration on improving the heat transfer coeffi-cient.

By electrical resistance tomography (ERT) the cross sectional profiles of gas hold-up in a ?56mm bubble column are obtained with four designs of gas sparger. The effect of sparger geometry on the bubble distribution is re-vealed by applying a sensitivity conjugated gradients reconstruction method (SCG). Experimental results show that over-all hold-up obtained by ERT is generally in good agreement with those measured with the pressure transducer and the ERT system produces informative evidence that the radial profiles of hold-up is very similar to the sparger design in the lower section of bubble column. Meanwhile, the rise velocity of bubble swarm and the Sauter mean bubble size are evaluated using ERT based on dynamic gas disengagement theory. The experimental results are in good agreement with correlations and conventional estimation obtained using pressure transmitter methods.

The production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae from glucose supplemented with different salts was studied. A suitable medium composition was defined by response surface experiments. In a medium containing glu-cose and (NH4)2HPO4, the strain could convert 137.0g of glucose into 52.4g of 2,3-butanediol and 8.4g of acetoin in shaking flasks. The diol yield amounted to 90% of its theoretical value and the productivity was 1—1.5g?L－1?h－1. In fed-batch fermentation, the yield and productivity of diol were further enhanced by maintaining the pH at 6.0. Up to 92.4g of 2,3-butanediol and 13.1g of acetoin per liter were obtained from 215.0g of glucose per liter. The diol yield reached 98% of its theoretical value and the productivity was up to 2.1g?L－1?h－1.