基于流体体积方法的燃油液滴蒸发过程数值模拟研究

建立了基于气液两相流流体体积（VOF）方法的燃油液滴蒸发的数学计算模型,研究了燃油液滴蒸发过程中的传热传质特性及强制对流流场对传热传质特性的影响。研究发现,燃油液滴在蒸发过程中,液滴内部并不是均匀加热,而是热点区域加热较快,其他区域缓慢加热。在初始时刻时,燃油液滴相界面处的蒸气与周围气体之间的浓度梯度较大,因此初期的蒸发速率较快,其谢伍德数Sh也较大。不同气液相温度差能促进液滴的蒸发过程,随着气液相温度差增大,液滴蒸发速率逐渐增大。随着雷诺数的增大,高温热点区域的分界线逐渐模糊,液滴内部加热逐渐趋于均匀。雷诺数越大,液滴的温度越高,但液滴温度差别较小。不同雷诺数能有效促进液滴的蒸发过程。     

超临界环境两组分煤油替代物液滴的蒸发特性

为研究超临界环境下煤油液滴的蒸发特性，以质量分数为80%正癸烷和20%1,2,4-三甲基苯作为煤油替代物，利用全瞬态液滴蒸发模型进行仿真研究，只有环境压力和环境温度大于2～3倍组分的临界压力和临界温度时，液滴表面才能达到临界点。仿真结果表明：环境压力越高，蒸发速率和液滴表面温度的升温速率越大；相比于环境压力，环境温度的增大能极大地加快蒸发速率和液滴表面的升温速率，且当环境压力和环境温度较高时，两者对液滴在蒸发过程中所能达到的最大温度影响不大。     

蒸发波导解析MGB模型适应性研究

介绍了由法国学者提出的解析MGB蒸发波导模型的基本原理。通过计算机仿真分析了气温、海温、相对湿度、风速以及气压对解析MGB蒸发波导模型计算的蒸发波导高度结果的影响。同时从蒸发波导高度的角度,利用近年来海上试验中采集的实测蒸发波导高度数据和参考高度处的气象信息,研究了解析MGB模型在试验海域的适应性。结果显示解析MGB模型在接近中性层结的条件下预报结果较好。     

偏二甲肼与二氧化氮气相反应的数值模拟研究

为了分析偏二甲肼(UDMH)与四氧化二氮(NTO)推进剂气相泄漏后的反应情况,研究了液体推进剂贮存条件下的反应机理。采用量子化学的方法计算出生成物-1,1,4,4-四甲基-2-四氮烯（TMTZ）的生成焓,并应用数值模拟方法对偏二甲肼与二氧化氮的反应过程进行仿真,将数值模拟结果与试验数据进行对比。结果表明：TMTZ分子的生成焓为?369.15kJ/mol,该反应的数值模拟结果与试验值的误差均在合理范围内;该气相反应机理可为推进剂的相关研究提供参考。     

一种应对偏二甲肼泄露到水体中的生物降解技术

以实验室保藏菌种为基础,构建了偏二甲肼高效复合降解菌群FYD,以期应用于偏二甲肼泄露到水体中时的应急处理。通过菌群降解偏二甲肼影响因素实验确定了该菌群降解偏二甲肼的最优条件:温度为35℃,pH值7.2,接种量2%,偏二甲肼初始浓度50 mg.L-1,此条件下偏二甲肼的72 h降解率最高,为99.10%,出水偏二甲肼浓度小于0.5 mg.L-1,各项指标均达到GB14374-1993要求的排放标准。     

基于UV-Vis吸收光谱的UDMH催化降解中间产物

为了研究偏二甲肼(UDMH)在Cu~(2+)/H_2O_2和Fe~(2+)/H_2O_2两种氧化体系中的降解效能及机理,研究了体系pH、温度、时间、氧化剂投加量四种因素对废水中偏二甲肼降解率的影响,利用紫外-可见光谱方法解析了氧化降解产物。重点对比分析pH为3,5,7,9时偏二甲肼在两种体系中的降解产物,探讨了偏二甲肼的降解氧化机理,结果表明:温度和氧化剂投加量对偏二甲肼的降解率影响不大,体系pH对偏二甲肼降解率影响显著,pH是控制偏二甲肼降解生成物种类的主要因素,Cu~(2+)/H_2O_2与Fe~(2+)/H_2O_2体系中偏二甲肼降解生成产物种类相似,酸性条件下产物少于较碱性和中性条件。Cu~(2+)/H_2O_2体系处于碱性条件时,对偏二甲肼的降解率较高但中间产物较多;Fe~(2+)/H_2O_2处于酸性条件时,降解效率高且中间产物较少。     

低压下蒸发式稳定器结构对燃烧效率的影响

在低压条件,对蒸发式稳定器结构进行了优化,对不同方案开展了冷、热态流场三维数值研究,分析了稳定器后方冷态流场、燃油浓度场和热态流场、温度场特点。分析认为,在原蒸发式稳定器基础上,通过增大稳定器一次风进气量和U型蒸发管的长度,可以促进油气的掺混,增大回流区范围,同时采用断续进气,并将蒸发管出气孔与二次风夹角由90°减小到37.5°,可以进一步强化回流效果。最终得到的稳定器模型可以在0.08 MPa的压力条件下,将原稳定器燃烧效率由0.820提高到0.977。     

蒸发波导水平不均匀性对电磁波传播的影响

蒸发波导是海上一种典型的异常大气折射结构,它能够部分陷获电磁波从而改变电磁波的传播特性.目前对电磁波在波导环境下传播特性的研究多数假定波导是水平均匀的,却很少考虑波导的水平不均匀情况.利用电磁波传播的抛物方程(PE)模型,通过仿真研究了波导水平不均匀性对其传播特性的影响,定量分析了不同收发高度及不同频率条件下电磁波路径损失的变化规律.结果表明,波导不均匀条件下电磁波传播的路径损失与均匀条件下明显不同.     

CuO/Al2O3-O2降解偏二甲肼废水研究

偏二甲肼及其降解副产物有剧毒,在生产、运输和储存过程中产生的污水需要经过严格处理方可排放。使用一台微型固定床反应器,将O2作为氧化剂,用CuO/Al2O3作为催化剂对偏二甲肼废水进行降解处理,通过正交实验研究了废液进料速率、O2进气速率、反应温度和催化剂上 Cu 负载量对偏二甲肼转化率的影响。实验结果表明：偏二甲肼转化率可以达到99.99%。     

定应变加速老化条件下HTPB衬层交联密度老化模型

为了对定应变贮存老化条件下端羟基聚丁二烯(HTPB)衬层横向弛豫特性和交联密度的变化规律进行研究,设计了0%、5%、10%、15%定应变水平下HTPB衬层的加速老化试验,采用低场~1H NMR CPMG序列对HTPB衬层的质子横向弛豫衰减曲线进行了测试,并根据修正的单链模型计算得到了HTPB衬层的交联密度,分析了交联密度的变化规律,同时建立了考虑物理拉伸和化学老化因素的交联密度老化模型,对老化模型参数的影响因素和变化规律进行了研究。结果表明,定应变贮存老化条件下HTPB衬层的交联密度呈现先增大后降低的趋势,定应变的存在会导致HTPB衬层的应力松弛时间增加,但是对HTPB衬层的老化反应速率常数没有显著的影响。建立的交联密度老化模型的具体形式为ν_(NMR)(ε,t)=ν_(p0)(ε)τ(ε)[1-exp(-t/τ(ε))]+ν_(ini)-k (ε) t,该模型与试验结果的相关系数R0.9500(5%定应变时相关系数R0.9000),可以用来描述定应变条件下HTPB衬层交联密度的老化规律。     

菌群FYD降解偏二甲肼的动力学研究

用Haldane生长抑制动力学模型模拟了偏二甲肼(UDMH)高效降解菌群(FYD)的生长动力学过程,用Andrews非竞争性底物抑制动力学模型模拟了UDMH的降解动力学过程,拟合出动力学方程。通过拟合方程计算了比生长速率与比降解速率。结果表明,UDMH初始浓度为43.6980 mg·L-1时,菌群有最大比生长速率,UDMH初始浓度为50.2261 mg·L-1时,UDMH有最大比降解速率,理论值接近于实验值的50 mg·L-1。菌群FYD降解UDMH的产率系数为0.229,反映了菌群FYD对UDMH的耐受性和利用情况。比生长速率与比降解速率的线性关系表明,在菌群FYD降解UDMH过程中存在物料平衡,细胞生长随UDMH浓度的变化存在合理性。     

TiO2NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水

为降低偏二甲肼(UDMH)废水处理能耗、避免因使用添加剂等造成二次污染,制备了一种可见光响应的TiO_2纳米棒阵列(NRAs)/CdS/Au复合薄膜光催化剂。结果表明,TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜能够利用可见光降解UDMH,并且以模拟太阳光做光源时复合薄膜对UDMH的降解效果优于单纯可见光做光源时的效果。随UDMH初始浓度增加,其降解率降低,但总降解浓度上升;TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜光催化降解UDMH废水适宜的pH约为7.2;加入空穴捕获剂、羟基自由基捕获剂及鼓入氮气都降低UDMH降解率,而鼓入空气则会使UDMH的降解率提高。模拟太阳光和可见光分别照射时,TiO_2 NRAs/CdS/Au复合薄膜都能够对UDMH降解过程中产生的有毒物质亚硝基二甲胺(NDMA)和偏腙(FDMH)实施降解,但模拟太阳光下效果更好,鼓入臭氧有助于NDMA和FDMH的快速去除。     

偏二甲肼悬浊液电流变特性的实验研究

采用混合绝缘油的方法改善了偏二甲肼(UDMH)弱绝缘特性,实现了UDMH悬浊液的电流变效应。利用电流变测试装置对UDMH悬浊液进行实验研究,分析不同电场强度和藻酸介质含量对UDMH悬浊液电流变特性的影响。结果表明,悬浊液在无电场和有电场下的质量流率均随介质质量分数增加而减少,但变化趋势不同;随介质质量分数增加,无电场时质量流率不断减少,而有电场时质量流率趋于定值,此值受电场强度和介质质量分数相互作用影响;5%UDMH含量的悬浊液,在藻酸介质含量30%、电场强度2kV·mm~(-1)时的电流变效应最佳;偏二甲肼含量对UDMH悬浊液绝缘性有很大影响,其含量小于15%的悬浊液都可实现电流变效应。     

过氧化氢增强紫外-臭氧降解偏二甲肼

建立了氧化偏二甲肼(UDMH)废水的H_2O_2-UV-O_3氧化体系。以偏二甲肼和化学需氧量(COD)的去除率为检测指标,用正交实验确定了反应的主要影响因素和最佳工艺组合。比较了O_3、UV-O_3、UV-H_2O_2、H_2O_2-UV-O_3四种反应体系的降解情况。初步探讨了中间产物的变化规律。结果表明:在pH=9.0,鼓气处理24 h,臭氧投加速率19.6 mg·(L·min)-1,过氧化氢与偏二甲肼的物质的量之比为5∶1,紫外线类型VUV+UV-C,反应时间1.5h的条件下,偏二甲肼废水(质量分数1%)中偏二甲肼去除率和COD去除率可分别达到99.99%和99.30%。     

易挥发性液体推进剂燃烧热值的实验室测定

类比国家及行业标准中有关固体燃料燃烧热值的测定过程及结果表征,研究基于恒温式氧弹量热计对偏二甲肼这一易挥发性双组元液体推进剂的燃烧热值测定方法,分析了易挥发性样品的密封处理、充氧压力、点火失败原因等;对比国外标准发现,测定结果重复性的提高是待解决的关键,对一系列自然贮存偏二甲肼氧化样品及加入偏腙处理后样品进行了燃烧热值的测定,并将测定结果与组分分析结果进行对照.结果显示,燃烧热值降低程度与偏二甲肼氧化后产物的体积比相关.     

UV-Fenton方法处理偏二甲肼废水

利用UV-Fenton方法处理偏二甲肼(UDMH)废水,以废水中UDMH和化学需氧量(COD)的去除率为检测指标,通过正交实验确定了反应的主要影响因素以及最佳工艺组合,并比较研究了五种反应体系的降解情况,初步探讨了中间产物的变化规律.实验结果表明:常温下,H2O2为1.5 Qth(theoretical quantity),pH值在3.5左右,Fe2+与H2O2的摩尔比为110时,经过45 min的UV-Fenton氧化降解,UDMH废水(400 mg/L)中UDMH去除率可达到99%以上,COD去除率可达到95.8%.     

偏二甲肼污水的好氧生物降解及其动力学研究

Unsymmetrical dimethylhydrazine (UDMH) is a main liquid rocket propellant. There are plenty of toxic and stable contaminations in its wastewater. The harmful influence has been considered. Nowadays the disposal technology of wastewater containing UDMH has plenty of disadvantages, such as high energy consuming, low safety factor, numerous secondary contaminations, strong toxicity, and so on. It is necessary to find a new way for wastewater disposal. Biodegradation technology is low innocuity and cleanliness, has great degradation capacity, and can almost degrade all kinds of organic substances. In this paper the aerobic active sludge is used to treat wastewater containing UDMH which is one kind of biodegradation technology.