超声波场强化解吸的机理分析

在定域吸附的假定条件下，从能量的角色出发，由统计热力学理论得到了有外场作用的吸附平衡关系式。由此进一步讨论了超声波场强化解吸的机理，得到了在超声波场中吸附相分子比基准态分子获得更多的能量是导致吸附平衡等温线降低，即强化解吸的主要原因，由于超声波的“聚能效应”使得吸附相分子比基准态分子能够获得更多的能量，这正是超声波对固液吸附系统能够强化解吸的本质所在，其理论研究与实验结果一致，研究结果还表明，吸附相分子在超声波场中只要获得可与kT 比拟或更高的能量，解吸效果就会明显，这体现了强化解吸中超声波场与温度场之间的协同作用。     

场协同拉伸螺杆强化混合与传热机理的研究

基于聚合物场协同塑化输运混炼原理,设计开发强化混合与换热的场协同拉伸螺杆新结构——场协同拉伸元件,利用ANSYS Polyflow 对普通双头螺纹螺杆和不同拉伸元件排布的场协同拉伸螺杆进行了数值模拟,对比分析了不同螺杆构型对聚合物胶料的混合性能、传热性能以及塑化均匀性的影响。结果表明,场协同拉伸螺杆综合性能均优于普通螺纹螺杆,其中,场协同拉伸元件集中排布的螺杆B传热性能最优,场协同拉伸元件分散排布的螺杆F混合性能最优;场协同拉伸螺杆中拉伸元件的径向收敛流道改变了速度场的方向,使速度矢量产生了径向分量,促进了速度场与温度梯度场、速度梯度场的协同相互作用,增加流场中的拉伸流动和拉伸形变,强化了热质传递输运过程。     

振动圆管外流场的PIV实验研究及场协同分析

采用粒子图像测速（PIV）与CFD动网格相结合的方法,对振动圆管外近壁区流场进行了实验及模拟研究,得到了振幅1.3 mm、频率5～25 Hz范围内的管外流场速度矢量图,计算了不同工况下管外流场的平均场协同角余弦值。实验及模拟结果表明：振动能够显著增加管外近壁区的流体速度,能够在振动方向上的管壁两侧形成有效的冲刷,随着振动频率的升高其管外近壁区的平均速度近似呈线性增加,在共振点出现峰值;相同区域内振动工况的平均场协同角余弦值要明显大于无振动工况,但不同振动频率间的场协同角余弦值变化较小。同时,基于场协同分析初步提出了改善振动表面对流换热的措施。     

扭曲椭圆管换热器的数值模拟及场协同分析

为了分析换热管几何参数对扭曲椭圆管换热器管程和壳程的传热与压降性能以及场协同关系的影响,今运用Fluent 6.3.26对不同几何参数的扭曲椭圆管换热器的管内和管外对流传热进行了数值模拟,并编写UDF程序计算温度场与速度场的夹角,即场协同角。结果表明:Realizable k-ε模型相对更好地模拟出扭曲椭圆管换热器管内和管外的流场和温度场,努赛尔数Nu以及摩擦系数f与实验结果的差别都在5%以内。在扭曲椭圆管换热器的管程和壳程,Nu和f都随着扭曲椭圆管长短轴比的增大而增大,随着扭矩的减小而增大。基于场协同理论分析,协同角随Re的变化不大,但不同几何参数的扭曲椭圆管管内和管外的协同角都存在差异,二次流的出现优化了速度场以及温度场分布,减小了速度场以及温度梯度场之间的夹角,实现强化传热。     

旋流片强化传热的数值模拟和场协同分析

基于壳程周期性单元流道模型;采用数值模拟方法分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管间支撑物的湍流流动与传热特性。数值模拟采用重整化（RNG）κ ε双方程湍流模型;SIMPLEC算法进行压力和速度的耦合;壁面处理采用强化壁面处理法。分析了单元流道横截面流场和湍流强度的周期性变化;以及截面上流场和温度场的协同关系。比较了截面平均Nusselt数和平均协同角的对应变化趋势。结果表明;旋流片使流体在管束间做三维螺旋运动;破坏了流体流动的连续性和稳定性;增强湍流强度从而强化传热;同时改变了管束间流体的速度场与温度场分布;旋流片强化传热的根本机理是改善了两场的协同关系。     

横纹槽管管外强化传热数值模拟与场协同分析

利用FLUENT软件对横纹槽管和光管水平管外的对流传热进行了数值模拟,并比较两种管的换热特性。结果表明,在相同条件下,横纹槽管外侧换热系数是光管的1.2～1.5倍,且随着Re的增加,倍数值逐渐减小。最后应用场协同理论,从局部换热角度分析其强化机理。分析结果说明横纹槽管外侧换热得到强化的原因是协同程度随其周围的速度场与温度场之间夹角的变化而改变。     

螺旋管内对流传质场协同强化模拟

通过计算流体力学方法对层流直管内浓度场的模拟,发现大部分区域浓度梯度在径向比轴向高2个数量级。为了强化传质,应降低浓度梯度矢量和速度矢量的夹角,在径向产生一定的流动。对螺旋管内浓度场和速度场的计算表明,二次流横穿浓度等值线,提高了两场的协同。两种螺旋结构的比较表明,二次流随着Reynolds数的增大而增强,传质增强效果也越显著,正是二次流显著提高了速度场和浓度场的协同。所研究的螺旋结构在Re=1000~2400时,平均二次流速度最大达到主流速度的6.5%~6.8%,Sherwood数增大了4.99~6.43倍。     

场强化——微波、超声波技术在固相多肽合成中的应用

综述了两种场强化技术——微波和超声波在固相多肽合成中的研究进展,重点介绍了它们的作用机理、在强化多肽合成中的应用及反应器设计进展情况。     

缩放管内湍流对流换热(Ⅰ)场协同控制机理

通过对缩放管管内湍流对流换热的模拟研究,考察了热边界层厚度、湍流强度及时均速度与时均温度梯度之间夹角的变化规律,得出了影响对流换热强度的场协同作用沿流动方向的分布规律.通过讨论两种不同结构尺寸缩放管的换热情况,发现流体在收缩段可获得较好的场协同作用,增强换热能力,而在扩张段场协同作用的效果减弱.     

场协同扭转螺杆对胶料挤出性能的影响规律

利用ANSYS Polyflow软件对普通螺纹螺杆和具有不同分割棱倾角的场协同扭转螺杆进行了非等温瞬态流动模拟,分析了不同螺杆构型对胶料混合、传热和塑化均匀性等挤出性能的影响规律。结果表明,场协同扭转螺杆综合性能普遍优于普通螺纹螺杆,其中以分割棱倾角为45°的螺杆为最优;场协同扭转螺杆引起的螺旋流动改善了胶料速度场、速度梯度场与温度梯度场之间的协同作用,加强了混合与换热,提高了胶料的塑化质量。     

超声波强化催化合成碳酸二苯酯

在超声辅助条件下,采用自制的CI催化剂,对碳酸二甲醣与苯酚酯交换法反应合成碳酸二苯酯进行研究,寻找最佳的反应条件。实验结果表明反应在超声功率为55％、175℃下,碳酸二甲酯与苯酚的摩尔比为0．85：1,碳酸二甲酯滴加速率为：1．5mL／min,催化剂添加最3％,反应时间为12h,碳酸二苯酯的产率可以达到56．78％．通过红外光谱分析确定了所制备的产物即为碳酸二苯酯,气相色谱分析确定产品的含量为99．53％。     

超声强化O_3氧化能力的机理探讨

Ｏ３是一种氧化性很强的强氧化剂,具有良好的杀菌消毒和氧化降解污染物的能力,但固运行费用高而限制了其在水处理中的广泛应用。研究发现,超声可以通过超声粉碎作用,增加单位时间内Ｏ３的浓度;超声空化效应产生高能条件,促使Ｏ３空化泡中的Ｏ３直接快速的分解,产生自由基;超声空化效应促使Ｏ３分解产生氧化性强的Ｈ２Ｏ２。     

超声场协同光催化氧化降解苯酚的研究

将超声场与光催化氧化技术相结合,在自制超声强化光催化集成反应器中降解苯酚.研究了超声参数及反应条件对光催化氧化降解苯酚溶液的影响.结果表明,在超声场协同作用下,优化的反应条件为超声功率140 W、超声频率45 kHz、溶液pH值9、催化剂用量2.0 g·L-1、苯酚初始浓度14 mg·L-1、反应温度42℃.与无超声场作用相比,苯酚溶液降解率提高约20%.     

振动强化塑料挤出混合过程的多物理场数值模拟

借助流体动力学软件Polyflow对单螺杆挤出机压缩段进行简化建模与模拟仿真,研究了稳态与动态加工成型条件对螺槽流道内速度场、压力场、剪切速率场、黏度场等物理场的影响。结果表明:振动强化成型时,各物理场随时间动态变化,熔体流动性能得到显著改善,有利于提高物料的塑化性能;振幅及频率较小时,各物理场变化与稳态成型时相差不大,而较大的振幅及频率对各物理场影响较大;振动强化延长了物料的停留时间增,强了横向剪切作用有,利于提高物料的分散混合性能。     

超声波协同铁粉降解水中2,4-二氯酚的研究

采用超声波/铁粉协同降解水中2,4-二氯酚。考察了初始浓度、超声功率、铁粉投加量以及pH对降解效率的影响,并初步探讨了超声波/铁粉协同降解2,4-二氯酚的动力学规律。结果表明,超声波与铁粉对2,4-二氯酚的降解具有明显的协同效应。降解效率随超声功率和铁粉投加量的增大而增大,随初始浓度的增大而减小。pH对2,4-二氯酚的降解有显著影响,在pH为4时,降解效率最高。超声波/铁对2,4-二氯酚的协同降解符合一级反应动力学规律,降解速率常数为1.52×10-2min-1,与铁粉单独作用和超声单独作用相比,分别提高了约5倍和13倍。     

Kao系列桶混助剂的增效作用及其增效机制

室内外试验结果证明,桶混助剂KAOADJUVANTA-134和KAOADJUVANTA-145分别对不同除草剂和杀虫剂具有显著的增效作用,平均可以减少农药使用量三分之一以上。同时,使用助剂后可显著提高耐雨水冲刷的能力。比较添加助剂前后各药剂润湿性能和渗透性能,发现添加这类桶混助剂能显著降低药剂的表面张力和界面张力,使药剂在叶面的铺展性和润湿性更好。添加助剂后,药剂在植物角质膜和气孔渗透方面的性能均显著增加。同时提高润湿性和渗透性是该系列助剂具有显著增效作用的主要原因。     

热脱附技术及其在环境监测和烟草行业中的应用

热脱附技术具有操作方便,富集效率高,不使用有毒有机溶剂等特点,是现代样品前处理的一项重要技术。介绍了热脱附技术的原理及装置的发展,对热脱附技术在环境监测和烟草领域的应用作了简要综述,并分析了其应用前景。     

超声场中35CrMo钢中温锌-钙系磷化的研究

对锌-钙系磷化液施加了超声波振动,在35CrMo钢表面制备了超声磷化膜,同时在常规水浴环境中制备了常规磷化膜作为对比。采用扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和电化学工作站对两种磷化膜的微观形貌、元素组成、显微硬度和耐蚀性进行了表征和测试。结果表明:两种磷化膜都完整地覆盖在35CrMo钢表面,但微观形貌存在很大差异。两种磷化膜都由Zn、Ca、P和O元素组成。与常规磷化膜相比,超声磷化膜中Zn元素的质量分数较高,Ca元素的质量分数较低。两种磷化膜都能在一定程度上提高35CrMo钢的显微硬度和耐蚀性。