动态混合絮凝器内絮团浓度分布的研究

实验测定了平直叶轮动态混合絮凝器内絮团浓度的空间分布。结果表明,沿絮凝器半径方向,絮团浓度先是随半径的增大而增大,在达到某一最大值后则转而降低;在絮凝器的轴向,絮团浓度在叶轮上方附近存在极大值,在上下两侧,则逐渐降低;但在器壁附近,絮团浓度的轴向分布有所不同。文中运用沉降-扩散理论,结合絮凝器内的流体动力条件,对上述现象进行了合理解释。     

ANSYS辅助弹塑性状态下的内压厚壁圆筒应力分析

采用ANSYS有限元软件对弹塑性状态下的内压厚壁圆筒的三向应力进行应力分析,直观展示厚壁圆筒的径向应力σ_r、环向应力σ_β和轴向应力σ_z的分布规律。ANSYS计算结果与解析解吻合较好:弹塑性状态下厚壁圆筒的径向应力为压应力,随半径而减小;环向应力为拉应力,其值在塑性区随半径增大而增大,在弹性区随半径增大而减小,在临界面处取得最大值;轴向应力在塑性区随半径增大而增大,在弹性区为一恒定值。ANSYS为厚壁圆筒的应力分析提供了可靠且高效的手段。     

不同折板絮凝器对薄荷水提液的絮凝效果研究与比较

为了优化折板絮凝器结构及提升折板絮凝器对中药液的絮凝效果，利用FLUENT软件对同波/对波折板絮凝器的内部流场进行了模拟，分析了两种折板絮凝器内的涡旋分布及涡量。以薄荷水提液为研究对象，壳聚糖为絮凝剂，采用不同折板絮凝器对薄荷水提液进行絮凝处理，以薄荷水提液澄清层高度、絮体沉降速度、总黄酮保留率、絮凝率、药液吸光度及絮体形态为指标，考察了两种折板絮凝器在不同进液流速下对薄荷水提液的絮凝效果。结果表明，同波折板絮凝器流场内以单侧涡旋为主，对波折板絮凝器内在折板两侧均产生涡旋，相同进液流速下，同波折板絮凝器产生的涡量小于对波折板絮凝器。随进液流速增加，同波/对波折板絮凝器对薄荷水提液的絮凝效果均呈先升高后降低的趋势，同波折板絮凝器最佳进液流速为0.068 m/s，药液总黄酮保留率为91.2%，絮凝率为85.3%；对波折板絮凝器最佳进液流速为0.051 m/s，药液总黄酮保留率为91.8%，絮凝率为85.4%。     

环流循环除尘系统的开发(Ⅱ)设备内的静压分布

测定了环流循环除尘系统内的静压分布.实验物系为空气,入口气速为20～40m/S.实验结果表明静压分布呈轴对称分布.轴心处静压最低,随半径增大而增大;半径较小处,变化较大;半径较大时,静压基本不变.随轴向高度增加,静压分布不稳定.锥体底部静压沿径向基本不变.     

立式管壳式换热器封头内部气相数值模拟研究

基于FLUENT软件,采用RNGk-ε湍流模型对立式管壳式换热器进气封头内部含二氧化碳浓度为42％的窑气流场进行数值模拟.结果表明:封头内部压力较大区域的平均值约为0.347MPa;压力较小区域的平均值约为0.31 MPa;分布于径向半径240 mm至400 mm的环形区域内的换热管入进气口下端形成了一定强度的涡流,且涡流的轴向范围在100 mm以内;气流轴向速度最大与最小的换热管分别位于径向半径为100 mm和300 mm左右的区域内,这两个区域的气流轴向速度差随着轴向距离的增大而增大.     

浆态鼓泡床新型锐孔分布器气含率分布

在空气-水系统中,应用双头电导探针法,测量了采用新型锐孔分布器时浆态鼓泡床中气含率的轴向分布和径向分布规律,考察了表观气速、分隔板和液体循环等因索对床层气舍率分布的影响.结果表明,在实验范围内,气含率随轴向高度的增加而增加,表观气速较大时,主体区径向气含率分布比较均匀;气含率随表观气速的增加几乎成直线上升;加入分隔板,局部气含率增大且分布均匀.在主体区,对多组实验数据进行回归分析,得出了不同表观气速下气含率分布的关联式,关联式计算值与实验值吻合良好.     

氧热法电石合成气流床反应器的流动特性

针对氧热法电石合成的电石生成吸热和碳燃烧放热耦合特点,构思并研究了适用该过程的两相气流床反应器。采用空气-氯化聚氯乙烯(CPVC)-磷酸钙颗粒[Ca3(PO4)2]模拟物系,实测了不同喷射气速、固体颗粒进料速度情况下气流床床层内局部气速的轴径向分布、固体颗粒浓度的轴径向分布。结果表明:床层局部气速沿反应器轴向高度的增大而减小,并在轴向位置H=0.90 m时达到最小;在同一喷射气速下,床层局部气速沿反应器径向分布随着无因次半径r/R的增加而减小;当喷射气速Ug在68.80 m/s到98.29 m/s之间变化时,固体颗粒浓度在床层轴向位置上先增大后减小,并且其值在H=0.40 m时最大;同一进料速度下,在反应区固体颗粒浓度从床层中心到床层壁面处一直在增大。上述结果表明,电石生成反应与燃烧供热反应原位耦合于气流床中是可行的。     

气固逆流下行流化床中颗粒速度的径向与轴向分布

在内径90 mm、高7 m的逆流下行床冷态实验装置中,研究了气固逆流下行床中循环锅炉灰(dp=300 mm)颗粒速度的径向分布及其沿轴向发展. 结果表明,局部颗粒速度沿径向分布是不均匀的,在完全发展区,颗粒速度中心和边壁低、在r/R=0.85附近颗粒速度最大. 由大量实验数据回归出预测充分发展段局部颗粒速度的关联式,该公式计算值与实验值的平均相对偏差小于±11%. 不同径向位置的局部颗粒速度沿轴向的变化趋势不同,边壁区域(r/R>0.622)颗粒速度沿轴向单调递增,而中心区域(0相似文献   

提升管反应器中颗粒浓度径向分布的力学特性

采用空气动力学中的Kutta-Joukowski升力定理分析了提升管内颗粒的受力,得到了Kutta-Joukowski力FK-J的计算公式FK-J=ρg(vg,Z-vp,Z)(?vp,Z/?r)r.根据在大型冷模实验装置上由PV-6D型颗粒密度两用仪测量的局部固含率和颗粒速度径向分布的实验数据,计算了Kutta-Joukowski力在提升管内的分布特征,分析了颗粒循环量、表观气速、轴向位置对其径向分布的影响.结果表明,当无因次半径r/R=0时,FK-J=0,在r/R=0.85时,FK-J最大;FK-J随颗粒循环量增大而增大,表观气速对FK-J的径向分布没有显著影响;在提升管内的充分发展段FK-J的数值明显大于提升管加速区和出口约束区.由实验数据回归出了提升管内FK-J径向分布的经验关联式,计算值与理论值吻合较好.     

液氮过冷沸腾空泡份额分布规律的研究

为了分析低温流体在过冷沸腾中的相分布特性,对液氮在竖直圆管内的过冷沸腾过程进行了CFD数值模拟。通过修正气泡参量模型和改变过程的操作参数,系统地分析了空泡份额在加热上升管内的分布情况。结果表明,气液相间的热质传递决定着空泡份额的分布,截面平均空泡份额沿轴向非线性递增,沿径向呈U形分布。轴向截面平均空泡份额随着热流密度的增大而增大,随着入口质量流率和过冷度的增大而减小。     

液液旋流器内径向速度分布计算

根据实测得到的轴向速度分布的数据及其规律,通过取控制体内质量守恒的方法,计算得到了导叶式液液旋流器内的径向速度分布及其规律,发现与相关学者的实测结果基本一致。     

导向叶片对导叶式旋流器内流场的影响

借助Fluent软件,采用雷诺应力模型对导叶式水力旋流器进行了数值模拟,得到了内部流场的轴向速度、切相速度和径向速度的分布规律,对比不同结构参数的导向叶片对旋流器内速度场的影响。通过分析,导叶式旋流器的叶片有最适宜的角度,它可减小湍流脉动,增加旋流器分离的稳定性。     

湍动流化床过渡段固含率分布特征的实验及数值模拟

在湍动流化床中,过渡段对于包括甲醇制烯烃在内的气固催化快反应有着重要的作用。采用PV6D反射型光纤探针对内径95 mm的湍动流化床内过渡段的固含率分布和脉动参数进行了测量,分别考察了表观气速和静床高的影响,并采用修正的基于颗粒动力学的三段曳力双流体模型进行模拟。实验表明,湍动流化床过渡段中固含率的轴向分布呈现S型和指数型两种类型,固含率轴向与径向分布都在过渡段内出现最大梯度,表明过渡段中固体浓度分布比稀相段和密相段更不均匀。表观气速和静床高的变化将导致S型和指数型分布的相互转变,并且对过渡段底部与壁面附近的固体高浓度区影响最为显著。局部固含率脉动概率密度分布表明,在静床高较小时,随着气速的增大,床层下部气含率最大值位置将从中心区移动至环隙区,呈现气含率的双峰型分布。本文提出的修正三段曳力模型考虑了颗粒团聚的影响,对过渡段中分布板影响区之外的固含率分布均能较好地模拟。     

Three-dimensional CFD study of liquid–solid flow behaviors in tubular loop polymerization reactors: The effect of guide vane

A three-dimensional (3D) computational fluid dynamics (CFD) model, using an Eulerian–Eulerian two-fluid model incorporating the kinetic theory of granular flow, is adopted to describe the steady-state liquid–solid two-phase flow under conditions employed in a tubular loop propylene polymerization reactor composed of loop and axial flow pump. The model is validated by comparing its simulation result with the classical calculated data as well as a set of data collected from certain pilot plant in China. The entire flow behaviors and the effects of guide vane on them in the reactor are also investigated numerically. Especially, the whole field in the loop reactor with the guide vane is obtained via the above model. The results show that a guide vane weakens the turbulent intensity, reduces the component of the rotating velocity, and contributes to the uniform distribution of the particles in the reactor. The second flow phenomenon is successfully predicted in the loop reactor with the guide vane.     

轴流桨搅拌槽内轴向流动速度的研究

为研究轴流桨搅拌槽内轴向速度的分布,在直径为300 mm的平底圆筒搅拌槽内,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对轴流式搅拌器主流区的流场进行测量。在不同转速和离底间隙条件下,对挡板前轴向时均速度在径向和轴向的分布进行分析和研究,采用壁面射流理论,建立搅拌槽内壁面射流流动模型,揭示轴向流动特性。结果表明:轴向速度沿径向的分布具有相似性;轴向最大速度沿轴向衰减;轴向流边界沿轴向线性扩展。研究结果有助于进一步了解搅拌槽内部流动特性,为固-液悬浮操作、过程放大和搅拌设备的优化设计提供理论依据。     

气液固三相流化床局部相含率轴径向分布

应用开发的微电导探针测试技术，对小尺寸颗粒玻璃珠（粒径分别为0.48、0.80、1.25 mm）和1.45 mm苯乙烯树脂为固相，空气和水分别为气相和液相的三相流化床的各相局部含率进行了同时测定.在较宽操作条件下，获得了一系列局部相含率实验数据.通过对实验数据研究发现：在充分发展段，局部固含率在r/R=0.75～0.85范围内有一个极大值，床层截面平均气含率随表观液速的变化存在一个极小值.在气体分布器区，在距气体分布器轴向一定距离范围内，三相局部含率的径向分布存在明显的不对称分布.随着轴向距离的增加，局部气含率径向不对称分布逐渐消失，最终过渡到对称分布,而局部固含率的径向不对称分布消失得不明显.     

Effects of geometric and operating parameters and feed characters on the motion of solid particles in hydrocyclones

The effects of geometric and operating parameters and feed characters on the motion of solid particles in hydrocyclones were experimentally investigated by using a new type of laser surveying instrument named particle dynamics analyzer. The absolute radial velocity of solid particles decreases with increasing the positional radius, and the axial distribution curves of the particle radial velocity are parabolic. The particle radial velocity increases with increasing the inlet pressure or with increasing the diameter of the underflow pipe. When the particle density or the particle size increases, the absolute radial velocity of the solid particles decreases. The particle radial velocity also decreases with increasing the feed particle concentration. The axial distribution curves of the particle axial velocity are also parabolic. The axial velocity in the inner helical flow increases with the increase of the flow rate of overflow; while that in the lower positions in the outer helical flow increases with increasing the flow rate of underflow.     

鼓泡塔中气泡尺寸分布和局部气含率研究

在内径为0.38 m的鼓泡塔中采用双电导探针法对不同通气速率下的气泡尺寸分布和局部气含率进行了实验研究,分析了气泡尺寸的概率密度分布。结果表明:气泡尺寸随轴向高度的增加而增大,随径向距离增加而减小;鼓泡塔中气液流动可分为过渡流域和充分发展流域,在过渡流域气含率随轴向高度增加而增大,在充分发展流域气含率趋于均值,径向局部气含率分布呈抛物线型下降。高气速下气泡尺寸概率密度分布比低气速下宽,且随轴向高度的增加分布变宽。     

Focused beam reflectance technique for in situ particle sizing in wastewater treatment settling tanks

Due to the complexities involved with measuring activated sludge floc size distributions, this parameter has largely been ignored by wastewater researchers and practitioners. One of the major reasons has been that instruments able to measure particle size distributions were complex, expensive and only provided off‐line measurements. The Focused Beam Reflectance Method (FBRM) is one of the rare techniques able to measure the particle size distribution in situ. This paper introduces the technique for monitoring wastewater treatment systems and compares its performance with other sizing techniques. The issue of the optimal focal point is discussed, and similar conclusions as found in the literature for other particulate systems are drawn. The study also demonstrates the capabilities of the FBRM in evaluating the performance of settling tanks. Interestingly, the floc size distributions did not vary with position inside the settling tank flocculator. This was an unexpected finding, and seriously questioned the need for a flocculator in the settling tank. It is conjectured that the invariable size distributions were caused by the unique combination of high solids concentration, low shear and zeolite dosing. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry