方孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的实验研究

传统的饮用水消毒技术是在原水中投加氯,但近年发现,氯在消毒的同时与水中有机化合物反应生成消毒副产物DBPs,其中最为常见的DBPs为三卤甲烷THMs、卤乙酸HAAs等,这些副产品具有"三致"(致癌、致畸、致突变)作用,严重威胁着人们的身体健康。为探索新的饮用水消毒方式,本文利用多孔板型水力空化反应装置,以大肠杆菌为原水病原微生物指示菌种,处理含有大肠杆菌的水样,使用平板菌落计数法求得不同时刻水样中大肠杆菌浓度。通过对不同孔口流速、不同几何参数多孔板、不同初始浓度菌液进行空化试验,提出了空化数、孔口流速、初始浓度、处理时间、孔口数量、孔口大小、孔口排列方式与大肠杆菌杀灭率的关系。试验结果表明,提高孔口流速、选取最佳初始浓度、延长处理时间、增多孔口数量和减小孔口大小可以提高大肠杆菌的杀灭率,水力空化对大肠杆菌具有显著的杀灭效果,可以作为新的消毒技术进一步研究。     

方孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的实验研究北大核心CSCD

传统的饮用水消毒技术是在原水中投加氯,但近年发现,氯在消毒的同时与水中有机化合物反应生成消毒副产物DBPs,其中最为常见的DBPs为三卤甲烷THMs、卤乙酸HAAs等,这些副产品具有"三致"(致癌、致畸、致突变)作用,严重威胁着人们的身体健康。为探索新的饮用水消毒方式,本文利用多孔板型水力空化反应装置,以大肠杆菌为原水病原微生物指示菌种,处理含有大肠杆菌的水样,使用平板菌落计数法求得不同时刻水样中大肠杆菌浓度。通过对不同孔口流速、不同几何参数多孔板、不同初始浓度菌液进行空化试验,提出了空化数、孔口流速、初始浓度、处理时间、孔口数量、孔口大小、孔口排列方式与大肠杆菌杀灭率的关系。试验结果表明,提高孔口流速、选取最佳初始浓度、延长处理时间、增多孔口数量和减小孔口大小可以提高大肠杆菌的杀灭率,水力空化对大肠杆菌具有显著的杀灭效果,可以作为新的消毒技术进一步研究。     

水力空化去除水中难降解亲水性和疏水性污染物

利用自制的文丘里型、多孔板型及其组合式水力空化反应器,试验研究了水力空化对难降解亲水性污染物、疏水性污染物及其混合物去除效果的影响。重点研究了文丘里管的喉部相对长度对难降解疏水性污染物,以及多孔板三角形孔口的数量与大小对难降解亲水性污染物去除效果的影响,进一步采用文丘里管和三角形孔口多孔板的组合形式研究其对含亲、疏水性混合污染物的去除效果。结果表明:喉部相对长度为L/R=40时,疏水性污染物的降解率最高;适当地增加多孔板的孔口数量和减小孔径,有利于亲水性污染物的去除;文丘里管与孔口为棋盘式排列的多孔板组合是发生空化较优的水力条件。此外,提高流速,降低空化数,延长空化作用时间,选取适宜的废水初始浓度等,也有利于提高空化空蚀作用强度。     

变扩散角文丘里式水力空化杀灭原水中病原微生物试验研究

本文采用自主研发的变扩散角文丘里式水力空化发生装置,对杭州上塘河原水不同配比浓度水样进行灭菌处理,菌落总数和大肠杆菌作为指示微生物。水力空化对原水中病原微生物的杀灭效果可以通过检测分析菌落总数和大肠杆菌的杀灭率来表征。试验研究了文丘里式水力空化装置的扩散角、原水配比浓度、喉部流速、空化数以及水力空化作用时间对菌落总数和大肠杆菌杀灭率的影响。试验研究结果表明:选取合适的文丘里扩散角和原水配比浓度,提高喉部流速或降低空化数,延长水力空化作用时间等有益于原水中病原微生物的杀灭。水力空化作用能够杀灭原水中的病原微生物,是一种安全、高效、无消毒副产物的饮用水消毒新技术。     

多孔板压力特性的试验研究

本文基于浙江工业大学水力学实验室设计的多孔板水力空化装置,采用SINOCERA-YE6263动态数据采集分析系统对多孔板下游压力的时均和频谱进行了试验研究。探讨了不同孔口形状、数量、大小、布置方式对多孔板下游压力的影响,结果表明:孔口按梅花形分布对多孔板下游压力的恢复有一定的抑制作用,孔口形状对多孔板下游时均压力的影响不大。孔口数量、大小、布置方式对脉动压力功率谱有直接影响,试验结论可为多孔板的设计提供依据。     

高速水流空化区和空蚀区掺气特性的试验研究

本文用先进的量测仪器在浙江工业大学水力学实验室直流式水洞中分别对高速水流空化区、空蚀区的掺气特性进行了较为系统的试验研究.实测了空化区掺气前后压力的变化,分析了压力波形的可压缩流特征以及马赫数与压缩比的关系;实测了空蚀区不同掺气浓度的时均压力分布,分析了压力随掺气浓度的变化及背压对空蚀的影响;提出减免空蚀的最低掺气浓度与流速的关系,比较了掺气前后水流的空化数.     

三角孔多孔板下游空化流场的PIV剖析

采用粒子图像测速仪(PIV)对不同类型的三角形孔口多孔板下游空化流场的流动特性进行了量测,分析了孔口大小(边长a=2.6 mm,4.0 mm,5.1 mm和6.7 mm)、孔口数量(n=9,16,25和64)和孔口排列(棋盘式和交错式)对多孔板下游时均流速、紊动强度及紊动切应力分布的影响。结果表明,多孔板下游的时均流速、紊动强度及紊动切应力呈现不同程度的锯齿状分布,适当地缩小孔口、增加孔口数量,并将孔口布置为交错式排列有利于多孔板下游水流的掺混、紊动和剪切作用;在试验设计的不同规格三角形孔口多孔板中,孔口边长a=4.0 mm、孔口数量n=25且孔口为交错式排列的多孔板下游空化流场的流速梯度最大、紊动剪切作用最为剧烈。     

掺气条件下水流空化特性的研究

通过对水流的空泡动力学研究,建立了掺气条件下空泡溃灭时所诱导的泡周围水体压力脉冲方程,考虑了不同流速不同掺气浓度对空泡溃灭的影响,揭示了空泡在水体中的溃灭特性,数值模拟了空化数对空泡溃灭的影响规律。结果表明:空化数随着掺气浓度的增加而增加,减弱了空泡溃灭时的空蚀破坏能力,低流速下空化数随掺气浓度增加较大,高流速下空化数增加较小;流速越高,掺气浓度越低,空化数越小,计算结果与试验结果吻合较好。     

减免空蚀掺气浓度的试验研究

本文在直流式水洞中用先进的量测仪器设备对减免空蚀的最低掺气浓度进行了系统的试验研究。通过对不同掺气浓度、不同配合比混凝土试件的空化空蚀试验，提出减免空蚀最低掺气浓度与高速水流速度的关系，给出不同掺气浓度时空化区的流态，比较了空蚀区掺气与不掺气情形的时均压力，并系统地观察了空化空蚀噪声随掺气量的变化。     

空蚀磨损翼型流场特性试验研究

在建立了能够模拟水力机械内部流动特征的翼型空蚀磨损试验装置后,针对翼型表面的流场流动特性进行试验研究.试验采用PIV系统对不同空化数下翼型表面不同断面流场进行大量图像采集,对无空化工况各断面计算其涡量流线及速度分布,对空化工况获取不同时刻翼型表面空穴结构.试验结果揭示了翼型表面涡量流线和速度分布以及其随空化数变化的特征,同时给出了翼型表面空穴结构周期性变化规律及原因,为开展翼型空蚀、磨损及两者联合作用提供了理论支持.     

水平管内流型转换区湿气流经多孔板的压降特性

较之于传统的单孔板,多孔板有压损系数小、整流、低噪声等多方面优点,在湿气流量测量中具有重要应用价值。以空气和水为两相工质,在水平管内湿气流型转换区对小孔分别呈圆形和矩形的2个多孔板的压降特性进行了实验。结果表明:圆孔、槽孔多孔板的湿气压降特性无明显差别;多孔板的气相压降倍率与气相、液相弗劳德数均密切相关;与实验结果相比,现有均相流模型的预报结果均偏高,现有分相流模型的预报结果均偏低;通过气相、液相弗鲁德数双参数对孔板湿气压降模型进行修正,可明显提高压降关联式的预报准确度;基于均相流模型双参数修正所得的多孔板压降关联式的预报精度最优,对圆孔多孔板、槽孔多孔板的预报偏差分别在±7%、±10%以内。     

多级孔板泄洪洞水流空化特性

多级孔板泄洪洞是一种利用水流强剪切混掺而实现消能的内消能工形式,而抗空化空蚀性能是影响多级孔板泄洪洞安全运行的重要指标之一。本文以小浪底1号孔板泄洪洞为例,在水力学原型观测资料的基础上系统分析了多级孔板泄洪洞的空化特性,并结合几何比尺为1:40的减压模型试验资料分析了缩尺效应对初生空化数的影响。结果表明：水流空化数对库水位的变化不敏感,而初生空化数则随着库水位的升高而增大,受此影响,库水位越高时各级孔板发生空化水流对应的闸门开度越小;缩尺效应对多级孔板泄洪洞初生空化具有显著影响,经模型试验测得的初生空化数须进行缩尺效应修正;对于多级孔板泄洪洞,其结构尺寸和水流流速是影响初生空化数的主要参数,基于此提出了减压试验初生空化数的缩尺效应修正方法,经与原型观测资料对比,误差小于2%。相关成果利于深化对多级孔板泄洪洞水力特性的认识,有助于多级孔板泄洪洞的推广应用。     

节流孔板在发电厂的应用

通过对液体汽蚀现象的分析,提出了采用节流孔板来降低发电厂汽水管道压力,从而防止流体产生汽蚀的方法。介绍了选择节流孔板的计算方法,包括节流孔板级数、压力差和孔径的计算。     

多喷孔活塞式调流调压阀空化流动特性分析

以DN200多喷孔活塞式调流调压阀为研究对象,基于数值模拟,结合Realizable k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,研究了小开度、中等开度和大开度下空化流动特性以及节流孔内空化的形成机制,并且分析了开度和空化数对空化流动的影响.结果表明,节流孔处存在较大的压力和流速梯度,节流孔进口边...     

超超临界锅炉水冷壁节流圈结构对结垢的影响

基于FLUENT平台,建立超超临界锅炉水冷壁节流圈的三维数学模型并进行数值求解,利用水动力标准计算方法验证数值解法的正确性.分析了节流圈的结垢机理,并进一步分析了节流圈入口倒角、出口倒角、孔径和长度等结构参数对结垢的影响,最后指出减少结垢的方法,并对节流圈的结构设计提出建议.     

Inactivation of Escherichia Coli by a Coaxial Microwave Plasma Flow

An atmospheric low-temperature plasma flow generated by a microwave discharge utilizing a coaxial cable for microwave transmission was utilized for the inactivation of a bacteria. The employed device consists of a cavity, a quartz discharge tube, a coaxial cable, a microwave power source, and a gas supply system. Using this argon plasma source, we attempted to clarify the effects of exposure temperature, exposure time, exposure distance, input power, and gas flow rate on the number of surviving cells of Escherichia coli. A log reduction number of E. coli of at least 2 (10^-2) was obtained at an exposure temperature of 353 K when the exposure time was 600 s with a gas flow rate of 5 Sl/min and an input power of 400 W. The number of surviving cells decreased with an increase of exposure time under any sterilization condition.     

介质阻挡放电用于细菌灭活的机理研究

为研究低温等离子体灭菌的机理,利用介质阻挡放电(DBD)低温等离子体来进行了细菌灭活实验。试验选取了两种典型细菌:革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性的大肠杆菌。将载有细菌悬浊液的盖玻片放置在下平板电极的中央,通过调整电源电压、气隙间距和处理时间来考察电场和等离子体对两种不同细菌的作用;利用电子透射电镜(TEM)观察了等离子体处理后的细菌细胞,以确定细胞的完整性;测量了等离子体处理后的两种细菌悬浊液中蛋白质,核酸和K+的浓度。实验结果表明:在<10s时间内金黄色葡萄球菌死亡率接近100%;<7s内,大肠杆菌死亡率接近100%,取得了良好的灭菌效果。分析认为电场作用不是细菌灭活的主要因素,而等离子体中的氧自由基可以破坏细胞壁和细胞膜,以及细胞质中的蛋白质和核酸,从而起到杀菌的效果。     

基于BS 7910的异种钢焊缝缺陷安全性评定及实验验证

介绍了BS7910-1999的平面缺陷的2种评定方法（1A和2A）;并用这2种方法对异种钢焊缝缺陷进行安全性评定。评定结果表明,8个具有焊接缺陷的节流孔板均通过了2A评定。同时进行了焊接件的疲劳和爆破实验。实验结果显示,疲劳试验并没使原有裂纹扩展,爆破压力与无缺陷管相当。BS7910—1999的评定结论和实验结果基本吻合。