元件长径比对SK型静态混合器湍流流场的影响

以SK 型静态混合器为对象,运用FLUENT 软件对混合器内湍流流场进行模拟计算分析,并利用激 光多普勒测速仪对其中部分型号混合器内的流场进行测量,研究混合元件长径比对混合器内速度变化特性和湍动 性能影响。结果表明,元件长径比的变化并不改变流体各方向时均速度及湍动能沿轴线的变化趋势及幅值分布规 律,但对幅值大小有影响;元件长径比越小,各方向时均速度沿轴线变化的幅度越大,斜率越高,这一作用在径向速 度上表现最为明显,在轴向速度上表现最弱;随元件长径比减小,流体的湍动程度加大,湍动能赠高,且增加速度较流速变化更为显著。     

超声空化对SK型静态混合器混合效果的影响

以SK型静态混合器为研究对象,通过UFD(用户自定义函数)方法,运用FLUENT软件对混合器内流场进行数值模拟,研究超声空化对混合器混合效果的影响并进行实验验证。结果表明,在超声空化作用下,流体混合地更快、更均匀,混合器的压降稍有增大;在混合器进口处,流体的流速由0.50m/s提高到0.55m/s,流速提高了10%;流体的湍流强度增强,强化作用在第一个混合元件处最为显著,经过第二个混合元件后基本达到稳定。实验中加入超声波与模拟结果基本吻合,超声空化的加入使静态混合器中的流体混合更为均匀,混合效果更好。     

SK静态混合器内停留时间分布的影响因素分析

采用脉冲示踪法对SK静态混合器内停留时间进行了实验测试,设计混合正交实验并且采用极差分析方法研究各因素对停留时间分布的影响。结果表明,影响平均停留时间的各因素大小依次为流速、管径、截面、旋片排列方式;影响方差的各因素大小依次为管径、截面、流速、旋片排列方式。从停留时间分布曲线中可以看出,在相同流速和直径下,沿着轴线方向,静态混舍器内流动趋于活塞流。采用幂函数形式对混合元件数、管径及流速等对平均停留时间的影响进行了量化分析,并针对Di=40mm的静态混合器对此幂函数的正确性进行了验证,平均误差为12％。在较低流速下,由于“壁流”的影响靠近混合器入口处方差值偏大。总的来说,方差分析结果与停留时间分布曲线分析结果相一致。     

SK型静态混合器内瞬时速度时间序列分形识别

为了研究静态混合器内湍流速度的非稳态特性,在湍流状态下(Re= 3972 ~11916)利用激光多普勒粒子分析仪下对直径为0.04 m、长径比为1.25的SK型静态混合器的3维湍流瞬时流场进行测量.基于小波阈值消噪理论和分形理论,选用Sym小波基在不同消失矩Ⅳ对瞬时速度时间序列进行多尺度分析.结果表明:静态混合器内瞬时速度信号呈现低维非周期长程自相似分形特性,Hurst指数在0.845～0.896之间波动;单个混合元件内,随着轴向位置的增加,Hurst数值先减小后增大,随着径向位移的增大Hurst数值呈先增大后减小的双峰分布;元件衔接处速度波动信号奇异性最强,N=8时速度波动信号分解误差最小.     

流体在SK型静态混合器中作层流流动时流体阻力计算的探讨

将流体在静态混合器中作的层流流动分解为直线运动和旋转运动，然后分别计算这两种运动在流管中的流体阻力，并将两者相加后得到SK型静态混合器中液体层流流动时流体阻力的计算式．最后通过实验进行验证。     

SK型静态混合器内的三维流场数值模拟

利用专业的计算流体力学软件Fluent对SK型静态混合器内的三维不可压缩湍流流场进行数值模拟．计算过程中采用雷诺时均方程和标准的k-ε湍流模型，得到静态混合器内混和物中2种流体的速度场分布相同并且关于其轴线成对称分布的规律．单个混和元件其流体速度的最大值出现在中间的横截面处．利用后处理软件对计算结果进行分析，为其性能测试提供了理论依据．     

脉冲式静态混合器的混合分散特性研究

测定并分析了ＷＭＨ－Ⅰ型脉冲式静态混合器内物料的停留时间分布和分散相粒径分布。给出了停留时间和分散相粒径的数字特征与物料流量间的关系曲线。研究表明，具有脉冲元件的混合器，混合分散效果及操作稳定性均优于无脉冲元件的普通混合器。     

两种不同结构的Q型静态混合器流场特性数值研究

采用Fluent软件中层流和湍流模型,在雷诺数Re=1~105范围内,数值模拟RL-90-QSM和RR-90-QSM两种特定结构尺寸的Q型静态混合器内稳态流动规律,基于线性回归方法拟合Q型静态混合器在层流区、过渡流区、湍流区及完全湍流区内的摩擦系数与雷诺数的关联式.结果表明:RL-90-QSM、SK、RR-90-QSM三者的层流区间范围逐渐增大;在湍流状态下,Q型静态混合器的摩擦系数与相应的雷诺数在双对数下呈线性关系;通过对两种Q型混合元件的速度场分布的研究,得出RL-90-QSM在混合元件交界处形成两对"肾形"速度波峰区域,而RR-90-QSM在混合元件交界处形成一对"肾形"速度波峰区域和一对混沌隔离区.     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了Ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式以及气－液两相充体流动阻力的计算方法。和文献中所报道的结果基本相同。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式（测量范围Ｒｅ＝７１１──１５４７７）──７５４７７）以及气──液两相流体流动阻力的计算方法（适用范围：气相雷诺数ＲｅＧ＝７１１──４７４６，液相雷诺数ＲｅＤ＝１２８９──１５４７７），和文献中所报道的结果基本相。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

Numerical investigation of the effect of transitory strand opening on mixing in a multistrand tundish

In a multistrand,the outlet near the inlet produces short circuiting flow.This leads to the formation of dead zones inside the tundish,and consequently,the mean residence time decreases.In the present study,numerical investigation of mixing inside a delta shaped tundish with sloping boundaries was carried out by solving the Navier-Stokes equation and employing the standard turbulence model.To decrease the dead zone volume inside the tundish,the effect of closing the outlet near the inlet for a small amount of time and further opening it on the mixing behavior of the tundish was studied.The outlets near the inlet were closed for varying amount of time,and the transient analysis of fluid flow and the tracer dispersion study were carried out to find the mixing parameters of the tundish,namely,mean residence time and the ratio of mixed to dead volume of the tundish.An optimum closure time of the near outlet has been found,which yields best mixing inside the tundish.The numerical code was validated against the experimental observation by performing the tracer dispersion study inside a multistrand tundish and the reasonably good match between the experimental and numerical results in terms of residence time distribution (RTD)curves.The results obtained from the present study confirm the strong role of choosing the right time for opening and closing the outlets to get improved characteristics for the fluid flow and mixing behavior of the tundish.The educational version of computational fluid dynamics(CFD)soft ware PHOENICS was used to solve the governing equations and interpret the results in different forms.     

鱼雷罐喷粉预处理传输动力学物理模拟(Ⅱ):粉剂停留时间研究

粉剂停留时间是鱼雷罐喷粉预处理研究中1个基本的传输动力学参数，理论分析并实验测定了粉剂在铁水中的停留时间，研究了影响停留时间的因素，回归了无因次停留时间分布密度曲线和经验关系式。     

方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降特性

为研究方形粒子在黏弹性流体中的沉降特性，应用基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法对方形粒子在Oldroyd B流体中的沉降运动进行了数值模拟.通过模拟得到了不同长宽比粒子的沉降轨迹、取向角和沉降速度的变化情况，并讨论了不同形状粒子的沉降特性.当方形粒子在Oldroyd B流体中沉降时，粒子的平衡取向为长边与重力方向平行，平衡位置为方槽的中心线.粒子的长宽比对沉降过程的影响较大，长宽比大的粒子在沉降过程中具有较大的横向漂移和沉降速度.当水力直径相同时，圆形粒子具有最大的沉降速度，而正方形粒子的沉降速度最小.     

回转干馏炉油页岩颗粒停留时间分布

搭建回转干馏炉冷态实验装置,通过实验研究了回转干馏炉5种转速n =17,13.3,10,6.8,3.4 r·min-1及3种倾角α=216°,3.24°,4.33°,在不同出料口直径/干馏炉内径Dc/D=0.4,0.56时,对油页岩颗粒停留时间分布的影响.结果表明:油页岩颗粒在回转式干馏炉内的停留时间随转速、倾角及Dc...     

氧化还原氛围下直流电晕等离子体脱除硫化氢

应用直流电晕自由基簇射技术,对炼油厂恶臭气体中代表性污染物--硫化氢在等离子体反应器内进行脱除. 采用自制高压直流电源,在氧化氛围中进行了动态和静态脱臭实验,在含氢还原氛围中进行了静态脱臭实验. 实验考察了峰值电压、放电功率、停留时间、氧化氛围及含氢还原氛围等因素对去除率的影响. 结果表明, 影响硫化氢脱除的最主要因素是氧气的体积分数;在由氮气和氢气组成的还原氛围中,硫化氢的脱除率仅为40.9%;在上述还原氛围中增加体积分数为10%的氧气可使硫化氢脱除率达到80%;在含氢气和氮气及氧气体积分数为10%～20%的氧化氛围中,随反应时间的延长,硫化氢的最终脱除率达到100%.增加氧自由基源有利于提高降解效率     

电流变液及其性能研究

研制了两类不同重量比的电流变液,然后对基于硅油的几种配比的电流变液进行了微观结构研究,发现这一类电流变液的确存在链状结构,链的多少和粗细与液体的重量比和外加电场强度的大小有关。最后对两类电流变液分别进行了静态和动态特性实验,发现液体的重量比和外加电场强度对性能影响很大,所制得的电流变液可以认为是一种宾汉流体。     

非定常可压缩湍流运动方程初探

本文从粘性可压缩非定常流这种最一般形式的纳维——斯托克斯方程和连续性方程出发,利用时均化概念,同时考虑到运动中各参量的不同特性而将其分为随机性和非随机性的,将基本方程进行了时均化处理及变换,初步揭示了粘性可压非定常湍流由于脉动引起的流体动力方程中的有关附加项、能量的变化形式以及运动中的应力问题,分析了粘性和脉动在流体运动中各方面的作用。     

单侧孔长水口优化异型四流中间包流场

采用数值模拟方法研究了不同形式长水口下异型四流中间包的钢液流场和停留时间分布特征.数值结果表明：原型中间包存在较大的死区,各流流动情况存在着巨大的差异,而把直通型长水口替换成单侧孔型长水口之后,中间包死区比例减少,各流流动差异性基本上被消除.在挡墙的左侧产生了旋转流场,有利于夹杂物的碰撞聚合和去除.     

纤维悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性

为了解悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性，对纤维悬浮湍流进行了理论分析和数值模拟.推导了纤维取向平均概率分布函数方程，得到了脉动流场速度和脉动取向概率分布函数关联项，建立了关联项与平均概率分布函数梯度以及扩散系数之间的关系，数值求解了平均概率分布函数的方程.计算结果表明，随着长径比的增大，纤维的轴向更趋向于流动方向；悬浮流的剪切应力和第一法向应力差由壁面到槽道中心逐渐接近于0；剪切应力几乎不随长径比和体积分数变化，而第一法向应力差的绝对值随体积分数的增大和长径比的减小而增大.