液液静电雾化特性

对水静电雾化弥散于玉米油的液-液雾化过程进行了实验研究。通过拍照对雾滴形态进行了观察。观察表明,不同电压下液-液雾化会呈现出滴状和云状雾化两种较为典型的雾化形态,在两种形态下液滴具有不同的形貌和运动特点,本文给出了两种雾化形态的出现条件及特征描述。通过Winner99颗粒图像分析仪及雾滴尺寸的分布理论,对不同静电电压下雾滴直径的分布规律进行了定量分析。研究结果表明,液-液静电雾化中雾滴的直径分布服从Rosin-Rammler分布规律。随着电压的升高,雾滴直径分布趋向均匀,雾化细度得到改善。与在空气中雾化有所不同,液-液雾化中雾滴分布的概率密度曲线峰值两边呈现出显著的不对称性,小液滴数尺寸分布较窄而大雾滴数的尺寸分布较宽。随着电压的升高,大雾滴尺寸分布有所变窄,概率密度曲线趋近对称。     

圆盘式磁流变液传动装置传递力矩分析与测试

针对所设计的一种圆盘式磁流变液传动装置进行了磁流变液传动的转矩分析与实验测试研究。以B ingham模型为基础,推导出转矩、转速及磁感应强度之间的数学关系式;应用有限元数值分析,研究了圆盘式磁流变液传动装置在不同电流强度下磁感应强度沿半径方向的分布规律,进一步利用数据拟合的方法确定了磁感应强度、电流和半径之间的关系,将拟合的表达式代入转矩的计算表达式,最终得到传递转矩和电流强度之间的函数关系式,并进行了相关的实验测试。对实测转矩数据与理论分析得到的转矩数据进行了对比分析及相对误差分析。     

预测水平管气-液环状流周向液膜厚度分布的理论模型

针对水平环状流液膜厚度沿周向分布的不对称性 ,用 5组双平行电导探针测量了水平管内气液环状流沿周向的瞬态液膜厚度 ,得到了平均液膜厚度沿周向的分布规律 .分析了液膜向上输送的机理 .为更为准确地预测液膜厚度 ,综合考虑了扰动波抽吸作用机理、气体二次流机理及液滴沉降和携带机理 ;通过量级比较和应力平衡的方法 ,提出了一个预测液膜厚度沿周向分布的理论模型 .数值模拟结果表明预测值与实验测量结果符合较好     

制碱废清液兑卤后高度卤水析盐规律研究

本文研究了制碱废清液与高度卤水兑卤后卤水的蒸发浓缩及盐类析出规律。实测了蒸发过程中卤水的组成及密度,并用物料衡算法得到了兑卤后卤水蒸发浓缩过程中体积变化、蒸发水量及硫酸钙和氯化钠的析出规律。     

螺旋管外凝结液膜厚度的测量

本文用电导法测定了水平螺旋管外凝结液膜的厚度，得到了液膜厚度沿管圈的分布规律。结果表明，不凝气体（空气）含量的大小对液膜厚度有重要影响，并对液膜厚度与换热特性的关系进行了研究。     

流化床液固两相传质过程的模拟研究进展

液固两相流化床具有液固相接触效率高、传质和传热性能好、颗粒分布均匀等优点,已被广泛应用于众多工业过程中。然而,流化床中与传质过程耦合的颗粒流化的复杂非线性特征及其湍动特性,使得对传质过程特性的研究十分困难。且仅依靠实验观测和理论预测难以揭示多相流相互作用规律,无法获得全面和详细的速度场和浓度场分布情况。近年来,数值模拟的快速发展为深入探索流化床中液固两相流动行为及其与传质过程耦合问题提供了重要的途径。本文对流化床液固两相流动与传质过程模拟方法进行了综述,并对其未来研究趋势进行了展望。借助于计算传质学理论可以更精确地预测局部浓度的分布情况,进而可以深入分析液固两相流化床中的传质过程规律与传质特性,为液固两相流化床的设计和优化提供理论基础。     

搅拌槽中液——液分散的放大研究 Ⅱ、苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则

本文提出了液—液分散体系的放大准则,并推出了各个波数域内的几何相似和非几何相似放大准则。在5L 和130L 聚合釜中得到了苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。苯乙烯悬聚合中影响粒径及其分布的因素甚多,如搅拌转速,分散剂浓度,相比,界面张力及两相粘度等,对反应器放大规律研究带来很大的困难。Hoff、Reichert 等在不同尺寸的聚合釜里对上述因素进行了比较系统的研究,得到一些经验的粒径关联式和放大方程,见表1。经验放大方程因实验条件不同而相差很大。本文在液—液分散理论分析的基础上,提出了液—液分散体系的放大准则,结合5L 和130L 聚合试验,确定苯乙烯悬浮聚合反应器的放大准则。     

气液喷射反应器内液滴粒径分布PLIF研究

气液喷射反应器是一种高强度反应器,反应器内部液滴粒径大小和分布对反应收率和选择性具有决定性影响。本文建立了气液喷射反应器内液滴粒径分布测量实验装置,并利用面激光诱导荧光（PLIF）技术对气液喷射反应器内液滴粒径分布进行了研究,得到不同气液流率情况下的液滴粒径的分布规律,结果显示：液相流率不变时,随气相流率的增大,反应器内液滴平均粒径逐渐减小,分布范围变小; 气相流率不变时,随液相流率的增大,液滴平均粒径逐渐减小,粒径分布趋于集中。     

气固两相流穿越液池过程颗粒运动及分布特性

为了揭示气固两相流穿越液池过程中的气液固三相流动特性,建立了气液固三相实验平台和基于Euler-Lagrange框架下的数值模拟平台,对该过程中的气液固三相流动过程及颗粒运动分布规律进行研究。获得了5～15 μm、80～110 μm和380～530 μm 3种典型粒径颗粒在三相体系中的微观运动过程及其分布规律。实验与数值模拟结果均能反映出一致的客观规律。研究发现,颗粒浓度沿液池高度方向和径向均呈现多峰分布特征;5～15 μm粒径颗粒更易跟随气体一起穿越液池,其在液池内的浓度分布较为均匀;380～530 μm粒径颗粒与气体的跟随性较差,其浓度峰值主要集中在液池底部。随着下降管出口静态浸没深度的增加,液池内颗粒浓度分布趋于平缓。     

正丁醇-水-氯化钙体系液液平衡的测定和预测

测定了 2 98.15K和 32 3.15K下氯化钙在 1%～ 2 0 % (质量分数 )范围内的正丁醇 -水体系液液平衡。应用作者提出的强电解质混合溶剂体系过量自由焓模型 (1994年 ) ,仅用二元信息回归出参数后 ,对该体系的平衡双液相联结线和盐浓度分布进行预测 ,所得结果与实测相一致     

不同流量条件下导叶式旋流器内部流动的数值模拟

应用Fluent软件和雷诺应力模型(RSM)对导叶式旋流器内部三维强旋湍流流动进行了数值模拟,考察了不同入口流量对旋流器内速度场的影响。研究结果表明,旋流器内径向速度远小于切向速度和轴向速度,锥段的切向速度明显小于柱段的切向速度;随着流量的增加,各向速度均增加,最大切向速度的分布直径并不随流量的变化而改变,且最大切向速度位于准自由涡与准强制涡的分界处。通过计算还发现,在旋流器圆柱段存在循环流和短路流,锥段的上行区域均小于柱段,而且截面越靠底流口,上行区域越小。     

三次曲线管型水力旋流器的速度场研究

对设计的三次曲线管型水力旋流器的速度场进行研究。结果表明,在大、小锥段交接处附近的流场更加顺畅,特别是水力旋流器轴向速度的波动明显减少。水力旋流器内部流场的稳定减小了聚并油滴再次破碎的机会,为提高水力旋流器的处理效果提供了保证。     

不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。     

导叶式液液旋流器内油相浓度分布数值模拟

采用雷诺应力模型（RSM）和双流体模型对导叶式液液旋流器内的油相浓度分布进行数值模拟,考察了操作参数、物性参数和空气柱对油相浓度分布的影响,将模拟所得分离效率与实验结果进行对比,可靠性得到验证。结果表明：油水两相流场中,油相浓度随径向位置的增大而减小,随轴向位置的减小而减小;结合Stokes定律分析,发现在入口流速增大、油水密度差增大和入口油相浓度增大时,油相更易向轴心处聚集由溢流口排出,有助于提高分离效果;空气柱的存在从根本上改变了旋流器内原有油水两相的浓度分布规律。     

基于雷诺应力模型的脱油旋流器流场特性研究

采用雷诺应力模型(RSM)对油水分离用水力旋流器进行了数值模拟,模拟出了循环流和短路流现象,得到了内部流场的轴向速度、径向速度和切向速度的分布规律;模拟结果与实验结果吻合较好,说明该湍流模型和计算方法的选取是正确的;另外,针对油相体积分数为2%,油滴粒径为40μm的混合介质进行分析,得出了油水二相的体积分数分布。在旋流器的轴心处油相体积分数最大,最大处混合介质中含油体积分数高达98.9%;在壁面附近体积分数很小,说明该水力旋流器的分离效果较好。通过数值模拟为进一步研究水力旋流器内部流场的分布和结构优化设计奠定了基础。     

锥角对水力旋流器压力场和速度场的影响

针对所建立的静态水力旋流器结构模型进行了简要的分析,采用CFD软件中基于各相异性的雷诺应力湍流模型,应用PC-SIMPLEC算法,对双锥水力旋流器内部流场进行了的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性和速度分布特性.结合流体力学及旋流器理论分析验证模拟结果的正确性.研究发现:在一定范围内,水力旋流器内部压力降...     

水力旋流分离器内流动和油水分离的数值模拟

The fluid flow and oil-water separation were simulated using a Reynolds stress transport equation model of turbulence in water flow and a stochastic model of oil droplet motion,Simulation results give the axial and tangential velocity components,the pressure and turbulence intensity distribution and droplet trajectories for a hydrocyclone of F type and a hydrocyclone proposed by the present authors.The flow filed predictions are in qualitative agreement with the LDV measurements.The results show that the proposed hydrocyclone has better performance than the hydrocyclone of F type due to creating stronger centrifugal force and lower axial velocity.     

多进口旋流器流场特征及分离性能

为了改善单进口旋流器稳定性差、分级效率低等问题,本文提出了多进口旋流器结构。通过数值模拟方法,在恒定入料工况下,对比分析了单、二、三、四进口旋流器的流场特征和分离性能。研究结果表明：增加旋流器进口数量,会对旋流器流场和分离性能产生积极影响,有利于旋流流场径向压力的增大,且进口数量为偶数时,流场径向静压力增强效果更好;旋流器柱段区域流场切向速度增大,有利于强化旋流器分离能力。同时使用Mixture耦合RSM模型预测了离散相CaCO₃颗粒的分离效率,结果表明多进口旋流器可以在低速度入口条件下完成离散相的高精度分离。入料速度为3m/s的工况条件下,多进口旋流器分离50μm、57.5μm颗粒的底流分配率较单进口旋流器分别提升了10.60%、5.59%,对抑制旋流器溢流产品错配率和提高分级精度有积极的影响。因此,增加旋流器进口数量,可以有效提升旋流分级效率和分离精度。     

含聚浓度对旋流器性能影响的数值模拟与试验

以螺旋导流式旋流器为研究对象,选用幂律流体模型和离散相模型（DPM）计算了不同含聚浓度条件下的分离性能,对旋流器流场（速度场、压力场）及油滴运移特性进行了细致的分析,并采用高速摄像技术（HSV）开展了相应的分离特性试验。研究发现：聚合物浓度为0时,油滴存在明显的乳化效应,实测效率81.7%;浓度增大后,乳化效应减弱,油滴分散在旋流器内,中心油核消失,效率急剧下降,4000mg/L时旋流器基本无分离效果;浓度增大对压降影响较小,底流压降最高增幅5.6%,最大值不超过200kPa。分析表明,效率下降与切向速度衰减、径向压力梯度减小有关;浓度增大后油滴轴向向下运动的距离增加,呈现向旋流器外壁面运动的趋势,分离时间延长。     

用于超细分级的水力旋流器的研究

介绍了用于细粒煤泥分级的水力旋流器的工作原理;分析了旋流器内流体质点的切向速度、径向速度和轴向速度的分布规律及在分离过程中的作用;同时,给出了水力旋流器结构参数的设计标准。