旋转床内液体流动的实验研究

旋转床是一种强化传质与反应的高效分离设备。本文首次利用高速频闪摄影的办法对旋转床内液体流动进行了实验研究,得到了不同操作条件下,液体在填料空间呈现出的液滴、液膜和液线等形态照片,并测得填料主体区液滴尺寸,为旋转床流体流动和传质模拟及基础研究打下了基础。     

多开口方腔内自然对流的流动与传热特性

以计算流体力学与传热学理论为基础,建立三开口方腔内有热源驱动自然对流的物理数学模型,利用CFD方法对多开口方腔内流体的流动特性进行数值模拟和理论分析。在4种不同的通风模式下,比较热源强度和活动开口位置对热源表面的Nusselt数和方腔的量纲1有效流通量等流体流动、传热参数的影响。结果表明,在有热源驱动的自然对流条件下,与开口通风位置相比,热源强度对方腔内热流场的均匀性有更加重要的影响,揭示了三开口方腔内流体的流动特性与换热规律。     

起旋粗螺纹间隙中流体流动特性的PIV实验研究

利用粒子图像测速(PIV)技术对不同介质流体在垂直粗螺纹间隙中的螺旋流动进行全流场测量。用Tecplot软件进行粗螺纹间隙中螺旋流场显示并对沿流动方向上的流体速度进行提取。分析了不同流量条件下,粗螺纹间隙中不同介质流动流场瞬时特性、沿流动方向上流体速度分布特征和涡量场分布特征。结果显示:流体在粗螺纹间隙中存在高速区和低速区,随着流量的增加,高速区速度逐渐增大,面积逐渐减小,涡旋强度增加,正涡逐渐下移,负涡位置基本保持不变。在粗螺纹间隙中流体介质的粘度对螺旋流场的影响较小。     

屏蔽泵后泵腔液体流动特性数值分析

采用SST湍流模型对屏蔽泵模型进行了数值模拟,对屏蔽泵后泵腔内速度场、压力场、轴向力和叶轮后盖板摩擦损失进行了计算和分析。结果表明:在径向压差作用下,后泵腔内流体速度随半径的增加而增加,中间截面流体速度大于两侧壁面;液体压力随流量的增加而减小,大流量下压力对流量变化更为敏感;轴向力在设计流量工况下最小,各轴向力分量随流量的增加而减小;随着流量的增加,后泵腔的盖板摩擦损失先减小后增大至定值;可以通过减小后泵腔间隙等措施来减小盖板摩擦损失。     

旋转填料床与盘管组合反应器中的流动特性

以饱和的NaCl水溶液为示踪剂,采用脉冲法考察了液体流量、转子转速对旋转填料床与盘管组合反应器停留时间分布(RTD)曲线的影响。用轴向扩散模型对流动状况和返混程度进行了表征。结果表明,组合反应器内的流体流动型态与盘管相同,接近活塞流,且流量越大,平均停留时间越短。旋转填料床转子转速对组合反应器停留时间分布影响很小。     

旋风分离器内旋转流偏心旋转对速度计算的影响

采用Fluent软件对旋风分离器内流场进行了数值模拟,结果表明其旋转流存在着偏心旋转现象,即旋转流的旋转中心与旋风分离器的几何中心不重合。用CFD计算旋风分离器内强旋流的三维速度是基于旋风分离器的几何中心给定的,而进行气固分离计算用的三维速度是基于旋转中心的,二者之间存在着一定的差别,尤其是径向速度分布上有很大的不同。这就需要对基于几何中心的旋风分离器内旋转流的三维速度值进行修正,将参考几何中心计算的流场变换为参考旋转中心的流场。在旋风分离器流场数值模拟的基础上,分析了基准不同所产生的三维速度分量之间变化,给出了将参考几何中心计算的流场换算到参考旋转中心的流场的方法。     

盘40馆III^7流动单元分布规律研究

为改善盘40断块Ng3^7的开发效果,针对该块为多期河流相沉积的形成原因,采用了流动单元的分析方法进行了研究,搞清了该块流动单元分布。     

盘40馆Ⅲ7流动单元分布规律研究

为改善盘40断块Ng37的开发效果,针对该块为多期河流相沉积的形成原因,采用了流动单元的分析方法进行了研究,搞清了该块流动单元分布.     

旋转弯曲管内流动的数值模拟

为了分析弯曲管内流动的稳定性、解的分支产生以及流动类型的变化,对正方形断面弯曲管内的流动进行了数值模拟计算。这个流动除了外墙以外的其他墙壁随着弯曲管中心轴旋转,沿着管的轴向具有压力梯度。使用波谱分析法对内圆筒旋转和由压力综合作用下所产生的流动进行了计算。流动是以螺旋泵为模型的。获得了断面二次流动的变化规律,相对于断面中心线得到了2涡流,4涡流,8涡流以及非对称的流动类型,并获得了多重解。对得到的解,进行了线性稳定性分析,并且求解了流量的变化特性。     

极板凹凸结构形状对电解槽内部流动特性的影响

目前压滤式水电解槽极板普遍采用球形凹凸组合结构,目的是能够增强流动的扰动程度,使电解液分布更加均匀.为了进一步改善流场分布,将五种不同形式的凹凸组合结构与电解单元极板结构相结合,采用数值模拟方法分析并比较了不同凹凸组合结构通道内部的流动特性和流场分布特点.结果表明,五种结构通道内的速度分量uz均存在负速度分布区域,且该...     

折流式旋转床气相流场实验研究

在转子直径488mm、高104mm的折流式旋转床中采用五孔探针测量了不同转速和气量下旋转床转子内腔的三维气相流场,对测定结果进行了分析,得到了气相流场矢量图.结果表明,旋转床转子内腔的气体螺旋式上升和下降,以切向气速为主,轴向气速和径向气速均较小.根据气体角动量守恒定律,越靠近旋转床轴心切向气速越大.同时分析了气体流量和转子转速对流场的影响,并获得了转子内腔的气体总压和静压分布.依实验数据计算出,当距离旋转床轴心的半径减小16.97%、转子转速增加54.18%、气体流量增加3.11倍,气体切向速度分别增加12%～41%,58%～88%和29%～73%.由无因次气体雷诺数、无因次半径和离心加速度,得到了计算无因次切向气速的经验公式,预测与实验结果吻合较好.     

折流式旋转床出口气相流场研究

采用实验的方法对折流式旋转床气体出口流场进行研究。实验在旋转床壳体直径为724mm,气体出口直径为152mm的折流式旋转床中进行,在常温常压空气单相的情况下采用5孔探针测量了不同转速和气量下旋转床出口位置的气相流场。实验得到了不同转速不同气量下气相切向、径向和轴向速度随无因次半径变化的流场分布情况,从而为折流式旋转床的设计提供理论基础。     

超疏水表面上的流体流动

本文以超疏水圆管内的流体流动为例,推导出一系列有滑移速度时的流体流动表达式,分析具有一定滑移速度时的流动特征,在液体与超疏水表面接触符合Cassie模型的前提下,对滑移速度和超疏水表面特征之间的关系进行了简单推导。     

固定床中错流流动的流场研究

实验分别测定了气体垂直于单根和两根圆管呈错流流动时固定床内的压力分布,经数学模拟获得床层中流体的压力分布、速度分布及流函数。对于固定床中内置单根圆管,沿主体流动方向的速度分量u在圆管左右两侧离管中心的2．0Dt范围内显著增大,其影响范围一直延伸到床层边缘;而在圆管正前、后方近壁处,由于管的阻挡,“显著下降,约为主体流速的40％,影响范围在1．5Dt左右;随着离开圆管距离的增大,其影响减弱。垂直于主体流动方向的速度分量v,在圆管前后被影响范围约相当于圆管直径,而在圆管左右两侧的影响范围约相当于2．0Dt。影响的深度随雷诺数的增大而增加。对于内置两根圆管的错流流动,沿主体流动方向的速度分量“在圆管前后呈现流速下降、管间流速增大的波形曲线,其波峰和波幅的大小与管间距、离管中心的距离及Rep有关。     

固-液导流简搅拌槽内流体流动和颗粒悬浮特性

在直径0．8m的导流筒搅拌槽内，对单相液体的三维速度分布、固-液两相的固体颗粒浓度分布和离底悬浮特性进行了系统的实验研究．结果表明，导流筒内外的轴向液相速度远大于径向和切向速度，导流筒外壁附近存在一个与主体轴向流动方向相反的二次流区域；搅拌槽底部结构对固体颗粒的临界离底悬浮转速（NJS）有显著的影响，浅锥底的NJS比平底的低14％以上；NJS随固相浓度的增加而增加，但当浓度超过50％时，NJS略有降低；槽内固相浓度分布的均匀性随固相浓度的增加而得到改善．本研究结果对导流筒搅拌槽的优化设计具有一定的指导意义．     

错流旋转填料床气相压降的研究

利用空气-水系统对错流旋转填料床的气相压降进行了实验研究。采用因次分析的方法推导出错流旋转填料床气相压降的无因次关联式。结果表明,错流旋转填料床欧拉准数在旋转填料床转速与气速之比(旋流比)小于30时,欧拉准数随旋流比的增大反而减小;当旋流比大于30时,欧拉准数随旋流比的增大而增大。旋流比小于30时欧拉准数与填料层轴向厚度的0.9次方成正比,旋流比大于30时欧拉准数与填料层轴向厚度的0.5次方成正比。湿床旋流比小于30时,欧拉准数随进液量的增大而上升;旋流比大于30时,欧拉准数随进液量的增大而下降。     

固-液导流筒搅拌槽内流体流动和颗粒悬浮特性

在直径0.8 m的导流筒搅拌槽内,对单相液体的三维速度分布、固-液两相的固体颗粒浓度分布和离底悬浮特性进行了系统的实验研究. 结果表明,导流筒内外的轴向液相速度远大于径向和切向速度,导流筒外壁附近存在一个与主体轴向流动方向相反的二次流区域;搅拌槽底部结构对固体颗粒的临界离底悬浮转速(NJS)有显著的影响,浅锥底的NJS比平底的低14%以上;NJS随固相浓度的增加而增加,但当浓度超过50%时,NJS略有降低;槽内固相浓度分布的均匀性随固相浓度的增加而得到改善. 本研究结果对导流筒搅拌槽的优化设计具有一定的指导意义.     

密炼机转子系统流场特性研究

采用瞬态计算方法,对4WS型密炼机转子流场进行模拟分析。结果表明,流场的最大速度位于转子棱顶部位,这一位置容易发生回流,转子间隙的流体速度随着转子运行时间逐渐增大直至稳定;转子转动方向的改变会对流体中心区域造成很大影响,对近壁区影响较小;随着转子转动,推进区和背压区的压力差逐渐减小,回流现象随之减少。     

离心气力分级机的流场分析和性能研究

利用流体力学的能量方程,分析了分级机内的速度和压力分布.运用气流中颗粒分级原理.研制成功了一种干法气力分级机.并且通过实验,研究了不同操作参数对分级机分级性能的影响.