阵列旋转式射流分布器的结构设计与实验研究

为达到一种新型重油加工工艺中低密度颗粒高效分离的要求,根据离心分离和重力沉降分离的原理,设计了一种新型阵列旋转喷射分布器,通过阵列射流,在喷雾造粒的同时,形成旋转流场,将低密度的固体颗粒与气相溶剂高效分离。建立了一套新型喷雾造粒分离塔实验装置,并优化了产生阵列射流的分布器的结构和位置,详细研究了不同条件下装置的分离性能。研究结果表明,具有环形阵列排布的新型分布器结构,能够产生可控制的旋转流场,对于密度为0.1～0.3 g·cm^-3的细小颗粒具有很好的分离效果,其分离效率可以达到95%,最高可达99%。     

适应系统要求的射流喷嘴的研究

根据系统理论模型建立了射流泵系统装置并采用了理论分析和统计分析的方法论述了射流泵内部结构和系统装置的关系。实验结果分析表明,射流泵的结构参数和系统效率存在最优化关系,同时系统条件对射流泵的内部流场流动有着重要的影响,指出射流泵只有适应系统工艺条件才是射流泵充分发挥效率的关键。     

射流冲击流化床干燥的试验研究

设计试制了一种可对颗粒物料进行连续与批式干燥的射流冲击综合试验装置。在此基础上，对颗粒物料射流冲击干燥进行了系统试验研究，得出了射流冲击干燥装置的结构参数、工艺参数与干燥机性能间的关系，建立了射流冲击干燥的数学模型。     

空化射流流场数值模拟的研究进展

空化射流因具有高效能、无污染等优点而被广泛应用,但是由于其流场结构和水动力学性能过于复杂,使得对其的应用受到限制,为进一步认识和研究空化射流流场特性,对空化射流数值模拟过程中的空化模型、数值计算方法和流场特性影响因素的研究进行了综合论述.阐述了数值模型中不同的空化模型、湍流模型和多相流模型各自的特点、适用条件及存在的问题;对比分析了拉格朗日和欧拉数值计算方法在空化射流模拟中的应用,以及空化射流自身特点对计算方法的要求;对空化射流流场特性的影响因素研究情况进行了综合概述,使复杂的空化射流流场结构有更加清晰的表现,为以后的研究与应用提供了依据.通过以上论述,对目前空化射流数值模拟研究进展中存在的问题进行了分析,并根据所提出的问题,对以后的研究方向提出展望,有助于以后在空化射流流场的数值模拟研究中取得进展.     

一种连续流反应器内射流耦合搅拌流的混合特性

连续式搅拌反应器采用连续化工艺，可以保证生产过程的连续性，相较于传统反应器而言，连续式反应器内流场更复杂，进料口射流对于流场的影响较为明显。对传统的双层搅拌桨结构的微波反应釜进行连续化改造，基于计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)方法对不同射流方案下反应器内醇油混合液的流动及混合特性进行了数值模拟，得到反应器内混合液的流动特性和混合时间特征。结果表明：射流通过直接影响射流区的流场和改变反应器内的循环涡流位置间接影响全局流动；射流方向对于反应器内流型影响更大，逆时针射流时反应器内的速度梯度大，流体之间的剪切作用更强，混合性能最佳，相较于传统的间歇式搅拌反应器，混合时间缩短了33%。     

旋转流强化膜过滤的研究与应用

通过流场测定 ,探明了旋转流膜过滤器内的流态全貌 ,为认识旋转流强化膜过滤的机理与膜器设计提供了理论依据。建立了旋转流膜微滤通量数学模型 ,探明了渗透通量的三个主要影响因素。应用研究证明 ,此种膜器是一种结构不复杂、通量大、分离质量好、能量利用率高的新颖膜器结构 ,其应用前景十分宽广。     

偏心空气射流双层桨搅拌反应器流场结构的分形特征

搅拌槽内流场分为混沌混合区和隔离区。为提高搅拌槽内流体的混合效率、降低搅拌过程的能耗,调控流场结构特征是重要的途径。结合图像处理软件,实验研究了偏心空气射流双层桨搅拌槽内空气-水体系的流场结构分形维数的变化规律。实验结果表明,流场结构分形维数受搅拌转速和空气流速的共同作用;偏心空气射流能改变流场结构分形维数,使流体混沌混合特性增强;机械搅拌转速增大,能改变射流场的拟序结构,提高气液混合效率。     

超声速气体浸没射流的数值计算和实验

从实验和数值计算两方面研究了超声速气体射流在水中的喷射过程.用高速摄影机拍摄了三维水下超声速气体射流的流场.针对实验工况,基于VOF方法,建立水下超声速气体射流的二维轴对称数值计算模型,并开展了相关数值模拟.成功模拟了射流初期气泡运动演化的复杂过程;分析了水下超声速气体欠膨胀射流的流场结构,包括流场的压力和速度等参数分布以及变化规律.数值结果与实验结果对比得知数值计算结果不仅与实验数据吻合较好,而且给出了实验中没有发现的激波、膨胀波等流场结构.     

气相氧化反应器内错流射流场数值模拟

气相法制备颗粒材料的管式氧化反应器中 ,原料气通过管壁的开孔或环缝喷入反应器内与轴向流动的高温氧气流混合并反应 ,混合质量是决定颗粒产品质量的关键因素。采用k ε湍流模型对气体通过环缝喷入管内轴向气流形成的错流射流场进行了数值模拟 ,模拟结果与实验数据及有关文献进行了比较。结果表明 ,k ε湍流模型能较好地模拟管内错流射流流场的基本特征 ,可以用来预测气相氧化反应器内错流射流场的有关数值。     

新型多功能混合和喷洒装置的设计研究

提出了一种新型的能连续配制溶质为粉体、液体或气体的自动配液和喷洒装置。本装置基于文丘里管效应和液体在有液位差的情况下会形成流场的工作原理,采用了循环泵给射流器提供稳定的导向流的结构,通过射流器的导向流来冲击粉体使其在喉管及扩散管内与导向流充分混合,解决了粉体与液体混合常见的结块和"包裹"问题,达到了粉液混合顺利进行的良好效果。同时,对自动配液和喷洒装置的粉液混合的效果进行了试验验证。     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

环行分布器气体流动及气流均布

采用激光多普革技术测量了装有整流环的环形分布器中的流场，发现整流外侧环形通道内存在大量循环气流，并呈变质量流动状态；整流环内侧环形通道中，循环流动基本消失，但仍存在较大的劝速度，造近内环射流孔处气体均匀向流动为主。利用压力排管研究了整流环开孔率和开孔方式对匀布效果的影响，发现通过高速整流环周向开孔率可以实现内环射流流量均布。在该实验范围内，整流环的使用可以降低环形分布器的能量损失。     

浅谈射流泵内部流场数值模拟研究现状

水力射流泵是石油开采中一种重要的举升设备,由于其没有运动部件,结构紧凑,被广泛应用于复杂结构井和特殊井的开采。总结了射流泵工作原理、内部流动特点以及内部流场研究方法,论述了射流泵内部流场研究技术的发展现状。在归纳目前部分射流泵内部流场数值模拟研究成果的基础上,总结了目前研究方法存在的不足,为今后射流泵生产参数优化提供了理论指导和研究方向。     

射流器在水峪选煤厂浮选药剂雾化添加系统中的应用

介绍了射流器的结构特点及工作原理;针对水峪选煤厂浮选药剂添加环节存在的问题,应用射流器建立药剂雾化添加系统,实现矿浆与药剂的充分混合,提高了浮选精煤抽出率和尾矿灰分,增加了经济效益和社会效益。     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30～70 m·s^-1,喷嘴喷射角度范围为0°～67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

新型AmOn反应器好氧区流场优化与实验研究

基于气升式环流反应器原理设计的新型AnOn反应器，是集传统氧化沟和二沉池工艺于一体，同时实现有机物去除、反硝化脱氮除磷、污泥回流以及泥水分离等功能的高效污水处理生化反应器。曝气装置是该反应器的核心部件，不但起到曝气充氧、紊动传质的作用，而且还是整个反应器内液相垂直流动的动力来源。本文借助CFD技术，对好氧区曝气方式改进前后流场特征进行模拟，分析不同流场情况对好氧区紊动传质及处理效果的影响。实验表明，双管曝气方式下，中间一道曝气管的曝气搅拌作用破坏了单管曝气方式下的循环涡流，使得液速和气含率分布更加均匀合理，好氧区流场更加有利于气液和液固传质，相同曝气量条件下污水处理效果得到很大加强。     

射流搅拌器流体力学行为及结构优化

通过考察工艺操作所需要的流场,并运用射流卷吸原理,确定了光催化反应器的釜体和射流式搅拌器的结构形式。通过计算流体力学软件FLUENT对优化方案的模拟,显示了模拟结果并进行了分析,从而证明了本文设计的三维射流式搅拌器结构形式切实可行,尺寸参数完全合理。通过工业生产验证,反应除砷效率较实验室中有明显提高。     

一种焦油氨水的旋流气浮分离装置

<正>本发明涉及一种焦油氨水的旋流气浮分离装置,包括进料泵、旋流分离器、气浮除油室、射流泵、射流器、溶气罐,进料泵设在旋流分离器之前,旋流分离器与气浮除油室连接,实现二级分离;气浮除油室连接射流泵引出部分液体,射流器与射流泵通过管道与溶气罐连接,用射流器引入氮气,氮气与射流泵引出的部分液体通过溶气罐充分混合,后由射流喷头射流释压打回气浮除油室。本发明的优点是:本发明结构和附属设备简单,占地面积小,处理量大,能耗低,分离效率可达85%以上。采用     

注流孔结构对中间包流场影响的物理模拟

针对某钢厂十流中间包紊流抑制器注流孔结构不合理引起流场分布差、各流铸坯质量不均的问题,运用相似原理,使用相似比为1:3的物理模型进行水模型实验,设计不同的注流孔结构研究流体在中间包的平均停留时间曲线及流场显示特征,明晰注流孔结构对中间包流场的影响规律,优化紊流抑制器注流孔结构,达到中间包流场优化及浸入式水口各流一致性提高的目标。结果表明,长距离多流中间包在无堰坝结构条件下,紊流抑制器的注流孔内径尺寸、数量及开孔方向对中间包流场都有影响,注流孔内径的影响最为显著,数量次之。设计的最佳注流孔内径由原型的53 mm缩小至30 mm,死区比例由54.05%降至34.69%,F曲线最大标准差由0.0154降低至0.0035,中间包流场得到改善,各流一致性显著提高。当注流孔数量由1个增加至3个,死区比例由34.69%增大至46.05%,F曲线最大标准差由0.0035增大到0.0062,注流孔数目越多,流场死区比例反而越大,各水口流场的一致性越差。对长距离多流中间包,建议主要通过适当改变注流孔内径及减少孔数来改善中间包流场,提高各流一致性。     

基于PIV技术的七喷嘴气化炉流场研究

为研究七喷嘴气化炉的流场分布,建立了顶置七喷嘴气化冷模试验装置,采用激光粒子成像测速系统(PIV)在气化炉的上部、中部及下部视窗进行了流场测试,比较分析了颗粒流量、分散风流量对气化炉流场的影响。结果表明,在颗粒流量20~150 kg/h,分散风流量740~880 m3/h的工艺条件下,气化炉上部流场呈现自由射流特点,射流长度为40 cm,平均射流速度为25 m/s,中下部流场则以返混区为主,流速在8 m/s以下;颗粒流量增大会使得最大射流速度由40 m/s降低至15 m/s,且气化炉上部射流粒子束的径向脉动增强,造成射流弥散;分散风流量增大使得最大射流速度由25 m/s增至35 m/s,射流长度无明显变化。颗粒流量和分散风流量对流场的影响主要体现在气化炉上部,对中下部流场的影响逐渐减弱。