逆流喷雾式饱和器内两相速度场的实验研究

应用三维粒子动态分析仪(PDA)和二维粒子速度分析仪(PIV)对逆流喷雾式饱和器内湿化过程的气液两相流流场进行了实验测量。通过稳态和瞬态速度场的测量结果,获得了饱和器内各点上水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量,以及饱和器中心线上的测量区域内水滴的瞬态速度分布和流线,给出了逆流喷雾式饱和器内液相水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量的分布规律,揭示了其内部流动的高紊流特性。图4表1参7     

新型加压填料饱和器及其关键结构研究

为了进一步揭示HAT循环的集成和运行的规律,促进HAT循环的商业化,搭建了100kW级的HAT循环示范系统。本文主要工作是研制HAT循环的关键部件加压饱和器及其内部气体分布器、液体分布器、气液两相测量装置等。在前人工作基础上,设计了分布性能好、压力损失小的双向环流式气体分布器。利用FLU-ENT软件对其进行了数值分析,结果显示该气体分布器可以满足饱和器内气流分布均匀性的要求。     

模型饱和器冷态喷雾场的实验研究

针对HAT循环关键部件增湿饱和器内典型的传热，传质过程现象，为了最优化该过程和为今后数值分析提供有效的数据，设计了模拟饱和顺内传热，传质过程中的开放式冷态实验系统。使用相位多普勒分析仪DualPDA（Phase Doppler Analyzer）对冷态模型饱和器的喷雾场进行了详细的实验研究，测量了不同水压，不同气流速度下的喷雾场，得到喷雾场内液滴的三维平均速度分布，脉动速度分布，平均粒径大小分布等，分析了喷雾水压和鼓风气流速度对喷雾场的影响，分析结果表明，改良设计的离心喷嘴具用良好的喷雾性能和轴对称性，水压增大可以增大喷雾场中粒子速度，通量及降低平均直径，喷嘴喷雾长度随气流速度减小，气流速度可以改变喷雾场的分布，有利于液滴蒸发和液滴破裂。     

逆流式空气湿化器实验系统的研制

增湿湿化器是HAT循环的关键部件，本文利用相位多普勒分析仪Dual PDA(Phase Doppler Analyzer)详细测量湿化器内气液两相流场和内部温度场、相对湿度分布等，掌握传热传质机理以及研究分析影响湿化器性能的主要因素，从而进一步研制设计和改进、完善了湿化器实验系统。     

HAT循环中加填料饱和器的实验研究

建立了饱和器实验台,对空心饱和器和加填料饱和器进行了对比性实验.分析了喷雾颗粒直径对饱和器性能的影响,比较了空心饱和器和加填料饱和器的热力性能,同时对饱和器内压力损失进行了实验研究.     

液幕状气液两相流流动特性的实验研究

提出了一种名为“液幕状气液两相流”的新流型。对液幕状气液两相流的流动特性进行了实验研究,着重研究液幕状气液两相流的床层高度和阻力特性以及气相和液相流动速度之间的关系,得到了当量床层高度、实际床层高度以及液幕床层阻力系数计算的关联式。这些关联式为液幕状气液两相流的研究提供了基础性的科学实验数据。     

HAT循环饱和器数学模型及实验研究

在分析饱和器内的传热传质过程基础上,建立了一维数学模型,并通过引入广义传质系数CC,简化了饱和器的计算过程。经实验验证表明该模型具有较好的精度,可以比较准确的模拟饱和器内加湿过程,并且对含有填料的饱和器也具有通用性。通过计算得到的饱和器性能曲线图对设计和研究饱和器工作性能和传热传质规律有较大帮助。     

气化炉内气体穿越液池过程中气泡特性的数值模拟

采用数值模拟方法对含尘气体通过下降管穿越液池过程中的气泡特性进行了研究,展现了该过程中池内气泡生成、破碎和液滴飞溅等一系列行为过程,分析了下降管出口气流速度、静态液位和突扩比等实际操作参数对气泡分布和气液界面面积等气泡特性的影响．结果表明：轴向含气率分布随气流速度的变化存在一个转折点;液面以上空间的含气率随着突扩比的减小而降低,而在液面以下区域,含气率随着突扩比的增大而降低;随着气流速度的增大、静态液位的升高及突扩比的减小,气液界面面积增大．     

利用FLUENT模拟连铸结晶器内的气液两相流动

基于FLUENT平台,通过编制UDF来模拟结晶器中的气液两相流动问题。结果表明,基于FLUENT来研究气液两相流动过程是完全可行的。同时可以看出,CFD的发展方向应该是以商业模拟软件为基础,经过开发满足用户的个性化需要。     

填料式饱和器稳态和动态特性的试验研究

对填料式饱和器进行了稳态及动态特性试验研究,分析了进水流量、进气流量、进水温度对空气加热加湿过程的影响,主要考察了出水温度、出气温度、进出口空气含湿量差、填料段压降和持液量等性能参数的变化规律.结果表明：在相同进水流量下,提高水气比和进水温度,可显著提高加热加湿性能;当气相速度升高时,进出口空气含湿量差减小,填料段压降及持液量升高;在动态工况下,当进口参数发生扰动时,持液量及出水温度比压降需要更长的时间才能达到新的稳定点.     

前置式喷雾加湿风机的实验研究

在喷雾轴流风机的基础上，开发研制了一种前置式喷雾加湿风机。建立了专门的试验装置对其进行了加湿性能和风机效率测试，通过正交试验确定了喷嘴与风机叶片的距离、喷嘴孔径和喷水压差的最佳水平。试验结果表明，前置式喷雾加湿风机最佳参数为喷嘴孔径2．5mm；喷嘴与叶片距离25cm；喷水压差0．3～0．5MPa。风机水汽比为0．02—0．04时，相对湿度增加量已可达到30％以上，而风机仍可以在相对较高的效率下运行，完全可以满足纺织行业各个车间的需求，在纺织厂空调系统中具有广阔的应用前景。     

HAT循环饱和器工质(火用)计算分析及(火用)效率

饱和器是HAT循环中的关键部件,对其性能的认识关系到整个系统的性能分析。运用的方法,计算了饱和器工质湿空气和水的值,分析了不同参考点的温度和湿度对值的影响规律,以及物理和化学扩散随湿空气温度的变化情况。通过建立饱和器平衡模型,采用了目的效率作为饱和器效率。计算结果表明：湿空气值随参考点的温度和湿度变化规律为：先减小,直到最低点为零,然后不断增加,值始终大于(等于)零,并且与参考点参数差距越大,值越大。当湿空气温度增加,物理所占比重减少,而化学扩散的比重增加,在到达一定温度后,化学大于物理。     

HAT循环中关键部件_饱和器实验台的研制

本文指出了研究ＨＡＴ循环中的饱和器性能的必要性。并初步建立了饱和器性能实验台,为掌握饱和器性能深入研究ＨＡＴ循环作好了实验准备。     

顶吹管内流型与气泡群周期性变化的实验研究

贫化电炉还原油枪中,气、油混合顶吹是典型的气液混合两相流过程,管内流型随气液混合比例变化,从而引起气液混合顶吹管口气泡群的形态变化.基于气液两相流研究,用气、水进行不同气液混合比两相流研究,得出不同气液混合比例时的管内流型,及与之对应的气泡群下潜深度和宽度的周期变化.通过将其进行对比分析,得出气泡群形态随流型和气液混合比的变化趋势,以便得出更好的搅拌效果.     

HAT循环逆流式湿化器的热力性能实验研究及冷却数计算

在理论分析湿化器内部传热传质机理的基础上，进行了湿化器总体热力性能试验，得出了在不同实验工况下，各测量参数对湿化器热力性能的影响规律，同时计算了冷却数，得出了其变化规律。结果表明：随水气质量比的增大，湿化器出口湿空气的温度、温升和出口水温都增大，而冷却数减少。在同一水气质量比下，随进口水温升高，出口湿空气温度、温升和出口水温都增大，冷却数减少。在各实验工况下，湿化器的出口湿空气都具有很高的相对湿度，达到或接近饱和状态。冷却数降低对系统有利，但不是越低越好，应该优化选择最佳值。