壅塞空化器设计及其处理污水的可行性研究

在分析直管中气液两相混合流的壅塞空化现象,射流泵发生极限工况时的壅塞空化现象,经过倒角的圆柱管在定常和非定常流动下的壅塞空化现象,在阶梯圆管中的稳态绝热闪蒸流中的壅塞空化现象的基础上,提出了一种新型的空化器——壅塞空化器;通过采集分析空化噪声和处理模拟污水(苯酚溶液)的实验,对壅塞空化器在污水处理应用中的可行性进行了初步研究。实验结果表明:壅塞空化器模拟处理污水的效果较好,其空化能量比振荡腔喷嘴高,从而为国内外研究空化发生器开辟了一条新途径。     

基于正交实验的壅塞空化器数值试验

影响空化强度的因素较多,如空化器结构形状与参数的不同组合,系统水力参数的不同组合,以及它们之间的相互匹配等。基于正交试验的方法,利用Fluent软件对不同结构参数和水力参数的壅塞空化器进行数值模拟试验,建立在不同参数组合下以壅塞空化器内空隙率和背压力为特征的正交试验评价指标,研究各因素对壅塞空化器空化强度的影响程度。结果表明:影响空化强度的因素从大到小依次是流量Q、背压Pb、入口锥角、壅塞管直径d和长度L,最优壅塞空化的参数组合是流量为2.0 m3/h、背压为70 k Pa、入口锥角为35°、壅塞管直径为10 mm和长度为50 mm。     

具有壅塞环的空化器特性数值分析

出现壅塞空化现象时,壅塞管内流场会发生剧烈变化。利用计算流体力学软件Fluent,采用标准模型k-和多相流空化模型,在不同入口速度和背压条件下对具有壅塞环的空化器进行数值模拟,分析空化器壅塞环在不同位置时,空化区域内静压力和空隙率的分布情况。试验结果表明:壅塞环可以增加壅塞截面下游的恢复压力,且壅塞环离环形喷嘴出口越远,作用越明显;壅塞环可以增大产生壅塞空化的最佳背压范围,且壅塞环离环形喷嘴越近,产生壅塞空化流动的背压范围越大。     

壅塞空化与射流空化噪声谱特性的实验研究

水力空化已成为一种很有潜力的水处理技术。利用水听器采集空化噪声信号,通过对比分析不同喷嘴产生的空化噪声的功率谱特性,得出壅塞空化器具有宽频高能量平台的功率谱曲线,特别适合于水动力空化处理污水和净化水等领域。     

旋流式壅塞空化器处理苯酚溶液研究

壅塞空化是一种新型的水力空化技术,在壅塞空化器喷嘴内加入旋流芯即成为旋流式壅塞空化器。在不同背压和旋流芯长度下,利用CFD软件对旋流式壅塞空化器内部流场进行了数值仿真,并对不同初始浓度的苯酚溶液采用高效液相色谱仪检测其处理前后的质量浓度变化。计算结果表明,旋流式壅塞空化器内部产生的涡环对壅塞空化具有促进作用,并存在最佳背压和旋流芯长度。模拟污水处理试验结果表明:当背压为200 k Pa,旋流芯长度为3/4倍导程,苯酚溶液的初始质量浓度为5 mg/L时,旋流式壅塞空化器对苯酚溶液的去除效果最佳。     

壅塞空化器羟自由基产量试验研究

针对空泡溃灭瞬间产生羟自由基和氢基,而羟自由基具有强氧化性,能够与难降解有机物分子发生反应的问题,探讨了羟自由基的产量与壅塞空化器的空化强度的关系。以壅塞空化器作为空化发生元件,亚甲基蓝作为自由基捕捉剂,采用可见分光光度计检测反应前后MB(methylene blue)质量浓度的变化量,间接获得羟自由基的产量,探讨了MB初始质量浓度、背压孔当量直径和反应时间对羟自由基产量的影响。试验结果表明:背压孔当量直径为5.4 mm,亚甲基蓝溶液的初始质量浓度为12 mg/L时,自由基产量最高。     

基于正交试验的壅塞空化器数值试验

影响空化强度的因素较多,如空化器结构形状与参数的不同组合,系统水力参数的不同组合,以及它们之间的相互匹配等。基于正交试验的方法,利用Fluent软件对不同结构参数和水力参数的壅塞空化器进行数值模拟试验,建立在不同参数组合下以壅塞空化器内空隙率和背压力为特征的正交试验评价指标,研究各因素对壅塞空化器空化强度的影响程度。结果表明:影响空化强度的因素从大到小依次是流量Q、背压Pb、入口锥角、壅塞管直径d和长度L,最优壅塞空化的参数组合是流量为2.0 m3/h、背压为70 k Pa、入口锥角为35°、壅塞管直径为10 mm和长度为50 mm。     

壅塞空化技术破解剩余污泥的试验研究

以pH,MLSS,MLVSS,TU,SCOD和DD为指标,试验探究壅塞空化技术破解剩余污泥的有效性,研究流量、背压和破解时间等实验变量对破解效果的影响规律,寻求有利于破解的最优结构参数和水力参数。试验结果表明:壅塞空化技术破解剩余污泥是有效的,破解后MLSS和MLVSS下降,SCOD和TU升高,pH值变化不大,破解的效能随着流量的增大而增强,随着背压的增大而先增大后减小;最佳较优工况是流量为1.273 0 m3/h和背压为238.45 kPa,该工况下循环10次时,DD达13.249%。     

文丘里管空化反应器的空化特性研究

文丘里管空化反应器广泛应用于水处理领域,深入研究其空化特性,对进一步提升其应用水平具有重要意义.文章建立了15个不同喉部直径和入口锥角的文丘里管空化反应器的数值模型,利用数值模拟结果计算了空化出生位置的空化数,分析了空化数变化情况及其与气含率、入口锥角、喉部直径的变化关系.结果表明:喉部直径为3 cm和入口锥角18°的...     

水射流空化噪声的自适应滤波处理

空化水射流中空泡渍灭会产生空化噪声.空化噪声是一种微弱的随机信号,采集系统自身的噪声对空化噪声有着较强的干扰.采用自适应噪声抵消方法对空化信号进行滤波处理,结果表明该方法具有良好的滤除系统噪声干扰能力,得到了真实的水射流空化噪声信号.     

空化喷嘴混沌特性的辨识

通过实验,使用高频水听器采集3种常用不同结构空化喷嘴产生的空化噪声信号,选取其中的信号,以Takens定理为基础,进行相空间重构,并分别计算其最大Lyapunov指数值。实验对空化喷嘴的混沌特性进行辨识以及比较分析,为空化喷嘴的设计、检测提供了一种新的途径。在采用的实验条件下,选取的空化噪声信号的最大Lyapunov指数值大于零,即这些信号都是混沌信号。实验显示,具有自激振荡腔结构喷嘴的最大Lyapunov指数值最大。     

小型制冷系统两相流致噪声研究进展

系统地回顾了制冷剂两相流致噪声研究的主要进展. 两相流理论研究表明,流致噪声的根本原因是压力降随时间的变化,流型对压力降的变化有显著影响,压力降的波动会引起管道的振动和噪声. 空泡动力学理论指出流型会影响气泡尺寸和形状,表现出声学特性的变化. 从热力学效应、管系和节流元件结构等方面出发,阐述各因素对流致噪声的影响,综合比较两相流致噪声抑制手段的效果. 从实验和数值模拟2个方面,概述了两相流致噪声研究方法的发展. 展望了两相流致噪声研究的发展方向,可以通过评价噪声特性的关键指标参数,系统地考察特征参数对流致噪声的影响,提出噪声抑制措施,未来指导制冷系统的优化设计.     

柱塞泵阻尼槽噪声特性研究

提出了一种研究液压动力元件中阻尼槽噪声特性的新方法，通过把柱塞泵配流盘上的阻尼槽映射到滑阀上，隔离其他噪声源，对阻尼槽的气穴噪声特性进行单独研究。对两种典型阻尼槽（V形槽和U形槽）进行了压力分布测量、流场仿真及噪声信号测量，分析了阻尼槽结构、压力分布和噪声之间的内在规律。研究发现，配流盘吸油槽侧的渐扩形阻尼槽（V型槽）容易导致在柱塞腔卸压时出现气泡析出，诱发严重的气穴噪声，而具有等截面的阻尼槽 （U型槽）压力回升快速，可以显著抑制气泡析出。     

基于流声耦合的调节阀空化噪声数值预测

针对工程应用中调节阀普遍出现的空化以及由其产生的噪声问题,提出基于流声场耦合法的调节阀空化噪声数值预测方法,首先选择大涡模拟和空化模型对调节阀进行瞬态流场计算,然后联合声学边界元法利用流场信息计算噪声场特征,分别数值计算一种轴流式调节阀在空化和无空化工况时的噪声。结果表明:监测点处的声压级频率响应曲线整体趋势基本一致,计算结果符合实际规律;空化工况时的声压级频率响应曲线具有较多的峰值点,而无空化则较为平稳,可作为判断调节阀是否产生空化的依据;数值计算得到的监测点处总声压级与理论预测计算的相对误差低于7.1%,证明了数值计算的准确可行性。     

转速对离心泵反转用作透平空化特性的影响

透平运行中产生的空化会影响其能量的转化,因此,使用离心泵反转用作透平,利用数值模拟的方法,对透平分别在5种不同转速下的、不同空化余量的内部流动规律进行了数值模拟,得出了不同转速下透平空化的特性曲线和内部流场特性.通过分析不同转速下的空化规律,得到了透平能量转化的最佳性能临界点,并且建立了转速与透平产生空化的临界空化余量...     

节流槽结构对气穴噪声的影响

为了消除液压阀中的噪声，对不同节流槽内部压力分布、气穴形态和噪声频谱进行了研究.在对节流槽结构特征及流动模型进行分析的基础上，预测了节流阀内气穴噪声的声压模型.通过高速观测及噪声频谱分析对模型进行了验证，并估计了节流阀内的气泡尺寸.结果表明，节流槽结构特征对阀内压力分布、气穴与噪声特性有直接的影响，U形槽内部压力超调量明显高于V形槽，可以显著抑制气穴的析出与生长.不同类型节流槽通过压力分布决定了气泡的成长过程，与U形槽相比，V形槽内部气泡尺寸较大，气泡尺度大小是影响节流槽气穴噪声的主要因素.     

超高压管线系统气固耦合振动特性的仿真研究

基于工程气固耦合理论和伽辽金法,以某石化企业内压为300MPa的某管段为研究对象,建立了超高压管线系统气固耦合振动的数值模型,并应用任意拉格朗日-欧拉分析方法对管段充气前后的振动特性进行数值分析计算,通过与现场测试结果对比,验证了有限元模型和计算过程的合理性和可靠性,为超高压管线系统减振降噪研究提供理论参考。