组成对氩-甲烷体系汽-液平衡性质影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,探讨了氩-甲烷二元混合物体系汽-液平衡性质与组成之间的关系。模拟结果表明,随着液氩摩尔分数的增大,汽相主体的总密度、液相主体的总密度及汽体中氩的摩尔分数随之增大;饱和汽体摩尔体积随之减小;汽-液界面厚度变化不大。随着液体混合物中氩组分摩尔分数的增加,汽-液界面张力减小,组分氩的表面过剩吸附量增加。饱和汽体逸度与其相对应压力之间的偏差,随着汽体中氩摩尔分数的增大而增大。     

饱和氩蒸气冷凝特性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,对饱和氩蒸气的冷凝特性进行了模拟研究。模拟结果表明,随着温度的升高,气-液界面厚度逐渐增大,冷凝系数有所降低。冷凝活化能随着温度的升高而增加,但增幅逐渐变小。冷凝系数与冷凝活化能之间的关系可以用Arrhenius方程来描述。     

水及其表面活性剂体系汽—液界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,对水及其表面活性剂体系的汽—液界面行为进行了研究。模拟结果表明,随着温度的升高,纯水体系液相主体密度降低,气—液界面厚度增大,界面张力逐渐减小;水—十二烷基硫酸钠体系与纯水体系相比,汽—液界面厚度明显增大,汽—液界面张力明显减小,其随温度的变化规律和纯水体系一致。     

氩流体汽液界面特性的平衡分子动力学模拟

采用L—J模型,对氩流体汽液界面特性进行了平衡分子动力学模拟,得到了密度、界面张力等参数的分布规律。模拟结果表明,随着氩流体体系温度的提高,液相主体密度和界面张力逐渐减小,汽相主体密度和界面厚度逐渐增大;随着截断半径的增大,界面张力逐渐增大,汽相主体密度及界面厚度稍有减小,液相主体密度稍有增大;随着模拟分子数的增加,界...     

泡沫剂辅助蒸汽与孤岛稠油相互作用研究

模拟了以孤岛现场用DHF作为泡沫剂辅助蒸汽驱过程,泡沫剂浓度为0.2%~1.5%,作用温度为65~200℃,油水质量比为3∶1,作用压力8 MPa,研究其对孤岛稠油界面性质、油品胶体稳定性、四组分组成以及重组分胶粒粒度的影响规律。结果表明,在蒸汽作用下,提高泡沫剂质量分数,可降低稠油-水界面张力,降低油品沥青质组分含量,增大胶质/沥青质之值;沥青质组分分子量减小,沥青质聚沉起始点增大,稠油胶体稳定性提高。在泡沫剂辅助过热蒸汽与稠油作用下,提升作用温度,会引起稠油-水界面张力降低,稠油沥青质聚沉起始点减小,胶体稳定性降低;同时稠油中沥青质组分含量增大,胶质/沥青质的值减小,沥青质组分分子量增大。     

水汽液界面特性的平衡分子动力学模拟

采用SPC模型作为水分子动力学模拟的势能模型,以水分子内各原子作为统计对象进行统计计算,模拟得到其汽液界面特性参数的分布规律。结果表明,随着温度的升高,汽相主体密度增加,汽液界面厚度增大,液相主体密度降低,界面张力逐渐减小,液相主体区域势能的势阱深度也逐渐降低。随着模拟分子数的增加,液相主体密度增加,汽液界面厚度稍有增大。随着截断半径的增加,液相主体密度增加,汽液界面厚度变化不大。     

SDS-水体系汽-液界面行为的分子动力学模拟研究

分别采用全原子力场和联合原子力场模型,对SDS-水体系的汽-液界面行为进行分子动力学模拟研究。模拟结果表明,采用全原子力场或联合原子力场模型得到的汽-液界面厚度及界面张力的计算结果相差不大。SDS-水体系的汽-液界面厚度随温度的提高而增加,且比纯水体系的明显增大;SDS-水体系的汽-液界面张力随温度的升高而降低,且比纯水体系的明显降低;联合原子力场模型得到的汽-液界面厚度或界面张力比全原子力场的稍大一点。     

微纳米气液分散体系吸收脱除NO的工艺优化研究

以模拟烟气为气相,酸碱溶液、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液为液相,利用微纳米气泡发生器将模拟烟气和吸收液混合产生微纳米气液吸收脱除模拟烟气中的NO,探讨了进气NO体积分数、吸收液pH值、O_2含量、SDBS浓度和吸收液温度等对脱硝效率的影响。结果表明,脱硝效率随着进气NO体积分数和SDBS溶液浓度的增大而降低;随着吸收液pH的增大,先降低后缓慢增大;随着O_2含量的增大而增大;随着吸收液温度的上升先增大后减小。最佳工艺条件为:进气NO体积分数0.02%,吸收液pH值2.0,吸收液温度25℃,O_2含量8%。在最佳工艺条件下,NO吸收效率可达到87.8%。     

纳米水滴在光滑壁面上润湿行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究了纳米水滴在光滑壁面上的润湿行为规律。模拟结果表明,壁面宽度、厚度以及水分子数对接触角及汽—液界面厚度的影响不大。随着壁面作用势能的减小,接触角线性增大;当壁面作用势能为1.674 k J/mol时,接触角约为90°。随着温度的提高,汽—液界面厚度逐渐增大;疏水壁面的接触角随温度的提高而逐渐增大;对于中性壁面,温度对接触角影响不大;亲水壁面的接触角随温度的提高而逐渐减小。     

异丙醇汽液界面特性的平衡分子动力学模拟

采用OPLS刚性联合原子模型,以异丙醇分子的作用位点为统计对象,对异丙醇的汽液界面特性进行了平衡分子动力学模拟研究。模拟结果表明,随着温度的升高,液相主体密度减小,汽相主体密度增大,汽液界面厚度增大;截断半径和薄片数对汽相主体密度体、液相主体密度及汽液界面厚度的影响不大;随着模拟分子数的增大,汽液界面厚度有所增大。     

低压蒸汽环境中水蒸发界面温度和蒸发速率的实验研究

蒸发相变广泛存在于薄膜过程及晶体生长等工业生产和日常生活中，液层表面蒸发和热毛细对流相互影响、相互制约，使得蒸发界面能量传递机制变得非常复杂。为了深入了解水在低压纯蒸汽环境中的蒸发特性，对环形液池内水蒸发时的温度分布和蒸发速率进行了一系列实验研究。环形液池壁温控制在3~15℃之间，蒸发环境压力在394~1467 Pa之间变化，开始测量时液层深度为10 mm。结果表明，蒸发界面气相侧温度总是高于液相侧，气液界面存在明显的温度跳跃。随着压比减小，蒸发速率增加，界面温度跳跃随之增大；随着距壁面距离增加，局部蒸发速率降低，温度跳跃值减小；相同压比下，随着壁面温度的升高，气相侧热通量减小，蒸发界面温度跳跃值整体降低；在实验范围内测得的最大温度跳跃值为2.56℃。由于蒸发冷却效应和热毛细对流的耦合作用，蒸发界面下液相侧存在一个厚度为2 mm左右的温度均匀层，且壁面附近温度均匀层厚度大于中间区域厚度。在温度均匀层内，径向温度梯度诱导的热毛细对流将热量从壁面传输至气液界面以补偿蒸发所需汽化潜热；在温度均匀层以下，浮力对流和导热共同作用使得液相温度迅速升高。     

二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡的测定与计算

利用自吸式搅拌静态平衡釜,测定了333.15、353.15、373.15、393.15 K下二甲醚-甲醇-水三元体系的等温汽液平衡数据.二甲醚在气液相中的含量随压力的提高而增大,随温度的升高而减小.采用状态方程-活度因子法,由PR方程计算气相各组分的逸度因子, NRTL方程计算液相活度因子,进行了二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡数据的热力学计算.模型计算值与实验值吻合良好.     

壬基酚聚氧乙烯醚溶液与原油组分界面张力的研究

制备了不同氧乙烯基团数的系列千基酚聚氧乙烯醚二聚体(GNP)和系列壬基酚聚氧乙烯醚单体(NP)两组表面活性剂.用旋滴法测定了GNP和NP水溶液与原油各组分在不同温度(25℃～50℃)和不同pH(5～9)下的界面张力.实验结果表明,在25℃,pH=7时,GNP和NP降低油水界面张力的大小顺序相同.尽管两组表面活性剂的HLB值近似相等,但GNP系列水溶液与原油各组分界面张力的吸附平衡浓度随着氧乙烯基团数的增大而降低,而NP系列水溶液与原油各组分界面张力的吸附平衡浓度随着氧乙烯基团数的增大逐渐升高.随着温度的升高,油水界面张力呈线性降低.随着pH的增大,油水界面张力减小.     

立式蒸发式冷凝器传热传质的CFD模拟

基于VOF算法,建立了立式蒸发式冷凝器气-液两相顺流传热传质的计算模型.根据CFD模型,计算了在不同气、液相进口条件下,管壁温度的分布、气-液相界面处潜热和显热换热量的关系,模拟得到的管壁温度分布与实验数据吻合很好.计算结果表明,降低进口空气的相对湿度、增大气相流速或者液相流量,都可增强气-液相间热质交换的剧烈程度;气-液相界面处的换热主要形式是由于水蒸发引起的潜热换热,占80%以上,它远远大于由于温度梯度而引起的显热换热量;气-液相界面处的蒸发潜热主要受空气的相对湿度影响,其次是气相流速和液相流量.     

纳米氩液膜蒸发行为的分子动力学模拟研究

采用非平衡分子动力学模拟技术,探讨模拟温度、能量系数、粗糙度因子、相面积分数等对纳米氩液膜蒸发行为的影响。模拟结果表明:纳米氩液膜在光滑壁面或纳米结构粗糙壁面上的蒸发,存在恒速蒸发和降速蒸发两个阶段;在各个蒸发阶段,蒸发通量相差不大;蒸发过程达到平衡后,纳米栏栅形粗糙壁面吸附的氩原子数最多,纳米方柱矩阵形的次之,光滑壁面的最少。对于光滑壁面上的纳米氩液膜蒸发,随着模拟温度的提高,恒速蒸发阶段的时间变短,蒸发通量迅速增大;在恒速蒸发阶段,能量系数对蒸发通量几乎没有影响;在降速蒸发阶段,随着能量系数的增加,固体壁面吸附的氩流体分子数增大。对于纳米栏栅形粗糙壁面上的纳米氩液膜蒸发,随着粗糙度因子或相面积分数的增大,恒速蒸发阶段的时间增加,蒸发通量减小;当蒸发过程达到平衡后,固体壁面吸附的氩原子数增多。     

HD低温蒸发系统中填料蒸发器传质传热的分析

通过研究系统中填料蒸发器的蒸发传质传热过程以及两相流动特性，采用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）中离散相与连续相耦合的方法来模拟规整填料内部通道的蒸发传质传热过程，实现了填料蒸发器中两相传质传热的过程以及液滴流动的可视化，为研究气液两相在规整填料内的流动提供了一种模拟方法。通过与实验结果的比较，最终选用RNG k-ε湍流模型来分析规整填料内部气液两相传质传热以及流动情况。数值模拟研究了规整填料板间距对填料内部气液两相传质传热以及液滴运动影响，发现随着板间距的增大，填料内部压力降逐渐降低，出口空气中水蒸气的含量不断减小，液滴蒸发速率降低，液滴进出口质量差减小，气相出口温度逐渐降低，蒸发传质传热效率降低。随着气速的增大，出口空气中水蒸气的含量不断减小，液滴蒸发速率增加，气相出口温度降低，气液两相传质传热效率降低。     

二氧化碳汽—液界面特性的分子动力学模拟

采用EPM2二氧化碳分子势能模型,以二氧化碳分子内各原子作为统计对象进行统计计算,探讨温度、薄层切片数及截断半径对其汽—液界面特性参数的影响规律。结果表明,随着截断半径的增大,液相主体密度逐渐增大,汽相主体密度逐渐减小,界面层厚度有所减小;薄层切片数对界面层厚度、液相主体和汽相主体的密度影响不大;随着温度的升高,汽相主体密度增加,液相主体密度降低,汽—液界面厚度增大,界面张力逐渐减小。     

氩流体扩散行为的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟技术(MD),利用L-J势能模型,研究了非受限空间和受限空间中,氩流体的扩散行为。考察了非受限空间中截断半径、粒子数、温度和受限空间中能量系数、狭缝宽度及温度等对氩流体自扩散系数的影响。模拟结果表明,在非受限空间中,氩流体的自扩散系数随温度升高而逐渐增大,其随温度的变化规律符合Arrhenius方程。在受限空间中,随着能量系数的增大和狭缝宽度的减小,氩流体自扩散系数逐渐减小;温度对氩流体自扩散系数的影响规律与非受限空间的类似。在相同温度下,受限空间氩流体的自扩散系数比非受限空间的要低。     

纳米水液膜蒸发行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,从分子层次研究了纳米水液膜的蒸发过程,探讨水分子数、壁面能量参数、温度等因素对纳米水液膜密度分布、汽-液界面厚度的影响。模拟结果表明,水分子数和壁面能量参数对汽-液界面厚度影响不大。随着模拟温度的增加,汽-液界面厚度逐渐增加;液相主体密度逐渐减小。     

喷淋塔氨法脱硫实验研究

文章在喷淋实验塔中,研究了氨法烟气脱硫的特性。将空气和气态二氧化硫按一定比例混合后的气体作为模拟烟气,用氨水作为脱除二氧化硫的吸收剂,对模拟烟气的进气温度、进气浓度、气速、液气比以及吸收液的pH五个因素对脱硫率的影响进行了逐一考察,获得了各因素与脱硫率之间的关系,并得到较适宜的操作参数。实验结果表明：随着液气比和吸收液pH的增大,脱硫率增大。随着模拟烟气进气温度、进气浓度和气速的增大,脱硫率降低。其中温度因素对脱硫率的影响不明显。实验得到适宜的操作参数为：常温下,模拟烟气气速为2．0m／s,液气比为10,pH为6．4时,对浓度为2000mg／m^3的烟气操作,收率可维持在85％以上,并在理论上对各因素和脱硫率之间的内在联系作了理论分析。