气固同轴射流流场特性PIV实验与CFD模拟

以粒子图像流场测量(PIV)与计算流体力学(CFD)数值模拟相结合的方法,对气相和气固两相同轴射流流场特性进行了研究,探究了射流速度比、喷嘴直径、射流空间直径和射流出口直径对回流量和回流区域的影响规律。结果表明:射流区和壁面之间存在沿轴向延伸至整个射流长度的回流区域,中等Stokes数颗粒会随回流气体改变运动轨迹,聚集在低涡量高应变的回流涡点;射流速度比、喷嘴直径和射流空间直径对回流量影响显著,实验工况下的最大回流量是射流量的10.29倍;当射流充分发展后,射流出口直径对回流量没有影响。通过气固两相同轴射流流场特性的研究,为进一步阐明气固耦合的颗粒弥散机理提供了理论指导。     

不同射流速度的油罐旋转喷射搅拌器数值模拟

油罐旋转喷射搅拌器应用于原油罐清罐和油品调和,为了研究旋转喷射搅拌器射流速度对搅拌效果的影响,使用ANSYS15.0实现喷射搅拌全流场数值模拟,并以密度的标准差作为评价搅拌效果好坏的量化参考。在模拟计算的设置中采用了滑移网格、混合模型和湍流的标准k-?模型。数值分析得出喷嘴射流速度越大则油罐喷射搅拌器的效果越好,但在速度较大、时间较长时,喷嘴射流速度对油罐喷射搅拌器的效果并没有显著的影响。因此在实际运行中,应设置合适的射流速度。     

二次氧量对分级气化炉气化特性的影响

分级给氧气流床气化炉具有碳转化率高、炉内混合过程强烈、喷嘴附近温度较低等优点。本文采用CFD数值模拟的方法研究了二次氧量变化对气化炉运行特性的影响,分析比较了不同二次给氧量下相交射流火焰特性的变化,及相交射流对煤气化炉炉内整体混合过程、煤气化特性的影响。发现当二次给氧量下降时,受炉内回流流场的影响,二次火焰明显随回流发生偏斜,壁面温度升高。当二次给氧量小于总给氧量的8%时,其射流动量不足以影响主射流产生的宏观流场。     

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.     

射流倾角对喷射器性能影响的数值模拟

对喷射泵内部流动进行了数值模拟,计算了喷射泵在不同射流倾角下的性能参数,分析了喷射泵喷嘴偏离泵体轴线的倾角对其性能和流场的影响。结果表明：随着射流倾角度数的增加,喷射泵喷射系数和气体卷吸量逐渐下降。在喷嘴速度较低时,射流倾角对喷射泵的卷吸量影响较小;随着喷嘴速度的增大,当射流倾角增大时,喷射泵造成的卷吸量下降加剧。     

氯磺化聚乙烯脱挥射流喷嘴的结构设计与优化

提出了一种应用于氯磺化聚乙烯(CSPE)乳液脱挥的射流喷嘴结构,通过实际试验和Fluent软件数值模拟相结合的方法,分析了影响CSPE脱挥效果的主要因素。结果表明,在一定范围内,随着射流喷嘴入射角和扩压角的增大,CSPE乳液受到的剪切作用力和挤压作用力越大,最终CSPE产品中低挥发组分含量越低,脱挥的效果越好。     

矩形喷嘴射流近喷口流场的大涡模拟

采用Smagorinsky提出的亚网格应力模型对三维矩形喷嘴射流近喷口处流场进行了大涡模拟,着重研究了较高Reynolds数下小宽高比矩形射流近喷口处流场的流速、脉动量等特征量的分布特性,并与实验结果进行了对比.气相运动控制方程的离散采用有限容积法,时间步进格式采用二阶精度的隐式Crank-Nicolson差分格式.模拟结果与实验结果具有较好的一致性.     

基于工业煤粉喷嘴的气固两相射流数值模拟研究

运用Fluent平台中气固两相离散模型(DPM)对工业煤粉喷嘴出口弥散过程进行数值模拟,通过水平方向上平面射流与引入旋转射流后颗粒弥散特征的对比分析,获得结果表明:平面射流与旋转射流有不同分布特性,旋转射流气固两相混合程度显著加强,保证了流场浓度分布均匀,弥散形态良好,有效改善了弥散特性。     

地沟油生物柴油在旋流喷嘴中的雾化实验及模拟

对地沟油生物柴油在旋流雾化喷嘴中的内部流场及外部流场进行数值模拟,考察了喷嘴孔径、旋流芯螺距、螺柱槽道横截面积和槽道形状等结构参数对出口雾化速度及索特平均直径的影响,通过实验对模型进行了验证。结果表明,0.7 mm孔径的喷嘴的韦伯数最大,索特平均直径与雾化锥角最优。螺距4 mm的喷嘴雾化特性最优,旋流芯螺距越小,流体在喷嘴内旋流次数越多,阻力损失越大,流体在切向分量上速度越大。梯形槽道的雾化效果最好,相同横截面积下槽道的水力直径越大,雾化效果越好;截面积1 mm2槽道的喷嘴最优,槽道横截面积越小,流体在槽道中的湍流程度越大,流体内部剪切应力越大,液体表面不稳定波急剧增大。     

高压水射流撞击推进剂壁面稳态流场的数值模拟

针对固体推进剂装药销毁和破碎工程的实际需求,采用N-S控制方程和标准k-ε湍流模型,基于FLUENT商用软件数值模拟了高压水射流撞击固体推进剂壁面的稳态流场。计算结果显示,喷嘴出口直径、靶距和射流攻角对射流轴向速度、壁面压力均有显著影响;在射流压力为50M Pa时,自由射流等速核区长约34mm,其直径小于喷嘴出口直径,说明射流受到空气的干扰,外围液态水发生了汽化。     

氯磺化聚乙烯流变性能研究

研究氯磺化聚乙烯(CSM)的流变性能，特别是剪切速率、剪切应力和温度对CSM熔体表观粘度的影响。试验结果表明，CSM熔体在试验温度范围内为假塑性流体，随温度的升高其非牛顿性减弱；CSM熔体的表观粘度随表观剪切速率和剪切应力的增大以及温度的升高而降低；剪切应力对CSM的粘流活化能影响不大。     

膜对低浓度苯富集技术研究

本文用扫描电镜对CSM膜进行结构表征,照片显示出膜表面均匀平整,膜与支撑层结合紧密,增强了膜的强度和稳定性。利用CSM膜对C6H6/空气体系进行富集。考察了原料气浓度、原料气流量、渗透侧压力和操作温度对富集效果的影响。实验结果表明：随着原料气中苯浓度的增加,富集率先增大后减小;随着原料气流量的增加,富集率明显降低;随着真空度的增大,富集率明显增大;温度对富集率的影响不大。当原料气操作温度为293.2K、苯的浓度为40×10-6、渗透侧压力0.067MPa、流量为150L.h-1时,CSM膜对低浓度苯的富集效率可达25%。     

PA1010／CSM／EPR共混物的流变性能（Ⅱ）

本工作用机械共混方法,以氯磺化聚乙烯(CSM)为增容剂,制备得PA1010/CSM/EPR共混增韧尼龙材料.用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪研究了PA1010/CSM/EPR共混物的流变性能,重点讨论了CSM对共混物流变性能的影响.结果表明:共混物的非牛顿指数n<1,符合假塑性流体的流动规律;共混物的表观粘度随着表观剪切速率和剪切应力的增大而降低:共混物中CSM含量增大,共混物的表观粘度降低,流动性增大,非牛顿指数呈减少趋势,但不太明显.本研究为共混物的配方设计及成型加工提供了重要依据.     

氯磺化聚乙烯高温水射流法破乳脱挥动力学模型的建立及应用

建立了氯磺化聚乙烯(CSM)胶乳破乳脱挥过程的总动力学模型,并采用高温水射流法对CSM胶乳进行脱挥实验,通过体视显微镜分析了CSM胶乳的颗粒形貌,考察了热水温度和流速对脱挥效率的影响。结果表明,在CSM胶乳脱挥的总动力学模型中,热水流速和温度是影响脱挥效率的关键因素;在水射流实验过程中,随着热水流速和温度的增加,脱挥效率提高,与脱挥动力学模型的结论相吻合,从而验证了动力学模型的正确性。     

影响氯磺化聚乙烯/丁腈橡胶共混物耐热老化性能的因素

研究了氯磺化聚乙烯(CSM)和丁腈橡胶(NBR)的共混比、硫黄用量、炭黑、防老剂及软化剂诸因素对CSM/NBR共混物耐热老化性能的影响。结果表明,将CSM与NBR共混,可以改善NBR的耐热老化性能,当CSM/NBR共混比(质量比)为50/50时,耐热老化性能得到显著提高。适当减少硫黄用量,有利于保持较高的耐热老化性能,硫黄用量以0.25~0.75份为宜。炭黑用量对共混物的耐热老化性能有影响,随着炭黑N 550用量的增加,老化后的力学性能保持率先增加后减小。防老剂NBC的耐热老化效果较好。软化剂选用邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯时,CSM/NBR共混物具有较好的耐热老化性能。     

Fabrication and characterization of novel nanofibers from cress seed mucilage for food applications

Cress seed mucilage (CSM) as a new source of biomacromolecule has gained attraction in food science due to its biodegradability and biocompatibility. In this research CSM–poly(vinyl alcohol) (PVA) nanofibers were produced under different conditions by electrospinning technique. Viscosity and electrical conductivity of the produced biopolymers were analyzed. The effect of CSM to PVA volume ratio and applied electrical field were evaluated on nanofiber morphology by scanning electron spectroscopy. The optimum nanofibers showed smooth and uniform surfaces with diameter size range of 95–278 nm. The results of Fourier transform infrared spectroscopy of CSM–PVA nanofiber with volume ratio of 60:40 showed characteristic peaks of CSM and PVA. X‐ray diffractometer data clearly revealed the amorphous structure of the electrospun nanofibers. Thermogravimetric and derivative thermogravimetric analysis indicated that thermal stability of electrospun nanofibers increased in comparison to CSM and PVA. The results of this study indicated that CSM can be applied as a new source of biopolymer for production of nanofibers that could be used for different applications such as delivery systems and packaging film fabrication. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 45811.     

氧化铅硫化体系的配合对氯磺化聚乙烯橡胶性能的影响

采用对比试验法和正交试验法,研究了氧化铅硫化体系中配合剂的种类和用量对氯磺化聚乙烯橡胶性能的影响。结果表明,在CSM氧化铅硫化体系配合中,氧化铅和促进剂TRA是影响性能的主要因素;促进剂TRA并用促进剂DM后,可提高CSM硫化胶的拉伸强度、定伸应力;促进剂TRA与TT相比,CSM硫化胶拉伸强度和定伸应力大,永久变形小;氢化松香作为活性剂与松香、SA相比,CSM硫化胶拉断伸长率和撕裂强度高,拉伸强度和定伸应力较大;采用PbO/MgO并用硫化剂,CSM硫化胶硬度、拉伸强度和定伸应力提高,拉断伸长率和撕裂强度下降。     

硫化剂TCY对丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯共混物性能的影响

研究了硫化剂TCY对丁腈橡胶／氯磺化聚乙烯共混物性能的影响。结果表明，硫化剂TCY的加入，使NBR／CSM共混物的正硫化时间、最低扭矩和最高扭矩增大，同时缩短了焦烧时间。当硫化剂TCY用量为0．8份时，共混物具有较好的力学性能。适当增加硫化剂TCY用量，可提高NBR／CSM共混物的耐热老化性能和耐油性能。     

固相法氯磺化聚乙烯改性聚氯乙烯的研究

本文着重讨论了氯磺化聚乙烯（ＣＳＭ）的氯含量，硫含量以及ＣＳＭ的用量对聚氯乙烯（ＰＶＣ）增韧性能的影响。实验结果表明随ＣＳＭ中的氯含量、硫含量的增加．ＰＶＣ—ＣＳＭ共混体系的位伸强度增加，冲击强度下降；随ＣＳＭ加入量的增加，体系的拉伸强度下降，冲击强度上升。ＣＳＭ作为增韧剂改性ＰＶＣ可取得比ＰＶＣ─ＣＰＥ体系更好的效果。ＰＶＣ─ＣＳＭ体系可在其冲击强度满足工业生产要求的基础上最小限度的降低拉伸强度，使拉伸强度保持在９０％左右。     

均匀设计在交联淀粉微球合成中的应用

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用反相悬浮法合成了新型交联淀粉微球CSM。采用均匀设计实验法,考察了影响产率、溶胀度、平均粒径的因素,对实验结果进行了回归分析和多目标综合寻优。结果表明,影响产率和溶胀度的主要因素是交联剂质量分数、反应温度和引发剂浓度,而平均粒径则更多地取决于搅拌速度和分散剂质量分数。调节这些因素,可以在一定程度上实现微球结构与形态的控制。在最佳工艺条件下合成CSM的产率是77.5%,溶胀度是246%,平均粒径是16.5μm。