超临界压力下纳米流体竖直管内流动换热

对超临界压力下Fe₃O₄-煤油纳米流体竖直管内的换热特性进行了实验研究,分析了不同压力、质量流量、热通量和纳米颗粒浓度对超临界压力下纳米流体换热特性的影响。超临界压力下,纳米流体在竖直管内沿管长呈现不同的换热规律。流体质量流量的提高或者工作压力的提高均会使纳米流体在竖直管内流动换热效果变好。而热通量的增大或纳米颗粒的添加对超临界压力下纳米流体的换热具有恶化效果。最后给出了纳米流体在超临界压力下的传热关联式,其计算值和实验值吻合良好。     

超临界CO2流体从紫菜中萃取EPA和DHA的研究

采用超临界CO2 流体萃取技术从紫菜中萃取EPA和DHA ,研究了紫菜粉碎粒度、萃取温度、萃取压力和萃取时间对萃取率的影响。结果表明 :超临界CO2 流体从紫菜中萃取EPA和DHA的工艺可行 ,最佳的萃取条件为 :紫菜粉碎粒度为 2 0～ 80目 ,萃取温度 3 5℃ ,萃取压力 2 5MPa ,萃取时间 1 .5h。     

超临界CO2/R41混合工质小管径管内流动传热

采用CO_2/R41(氟甲烷)混合物作为一种新型的传热工质,建立其在小管径管内冷却过程的物理模型,并通过数值模拟研究了不同压力、管径和混合比例对管内流动传热的影响。通过对比超临界流体模拟中常用的湍流模型,得到RNG模型能更好地应用于超临界混合工质的管内流动传热过程的数值模拟。结果表明压力对CO_2/R41混合工质的换热系数影响显著,其工况越接近临界点换热系数越大;超临界混合工质的管内换热系数极值随着管径的减小而增大,2 mm光管的换热系数极大值相较4 mm和6 mm光管分别增加了14.4%和30.7%,并且流动传热的均匀性更好,但是Nu数较低;6.5 MPa下的CO_2/R41(20/80)相较于8.0 MPa下的纯CO_2,其管内最大换热系数提高了26.4%。     

超临界流体萃取沙棘油实验研究

建立了一套萃取实验装置 ,对超临界CO2 流体萃取沙棘油进行了实验研究。压力 15— 30MPa,温度 30— 5 0℃。分别考察了萃取压力、萃取温度、颗粒度、物料填充量以及萃取时间等条件对萃取率的影响 ,并就工艺参数对萃取率的影响机理和原因进行了分析与讨论。结果表明 :当压力为 2 5MPa、温度为 40℃时可获得较高的萃取率。流量为 0 .2m3 /h时 ,萃取时间为 4— 5h。化学成分分析结果证明 :沙棘油中饱和脂肪酸含量占 12 .3%,不饱和脂肪酸含量占 87.7%。     

低质量流速下超临界CO2在管内冷却换热特性

开展了低质量流速下超临界CO₂在水平直管内冷却过程的换热特性的实验研究。实验压力为p=7.5~9.0 MPa,质量流速为G=79.6~358.1 kg·m^-2·s^-1,流体温度为25.0~50.0℃。分析了质量流速、压力、流体温度对换热的影响,并引入Richardson数阐述浮升力对超临界CO₂在水平直管内冷却换热影响。实验结果表明: 传热系数随着质量流速的增加而增大。传热系数峰值点随压力的升高向高温区偏移。当质量流速较小时,传热系数峰值点出现在准临界温度之前,且浮升力作用加大,流体处于混合对流状态。将传热系数的实验值和已有的换热关联式计算值作对比后发现在低质量流速下误差较大,拟合了低质量流速工况的超临界CO₂在水平直管内冷却换热的关联式,94%的实验值和拟合关联式误差在±20%范围内。     

超临界CO_2萃取β-胡萝卜素的过程模拟研究

对超临界CO2萃取β 胡萝卜素的过程进行了模拟研究,并结合实验,考察了压力(10～32MPa)、温度(0～60℃)、空塔气速(0 25～1 00m/s)和颗粒直径(0 5～10mm)等各种工艺操作条件对萃取得率和过程经济性的影响;得出了超临界CO2萃取β 胡萝卜素的最佳工艺条件:萃取压力25～32MPa,温度20～40℃,空塔气速0 5～0 8m/s,颗粒直径1～5mm左右;并提出了一种研究超临界CO2萃取技术的新思路:采用计算机模拟技术优化萃取过程的工艺条件以减小操作条件的探索工作量。     

超临界流体增强聚酯薄膜中的质量传递

聚合物中杂质/挥分的存在对聚合物的终端使用将产生负面影响,因此必须将其除去.传统的脱挥方法效率有限,使用超临界流体技术可增强脱挥效率.测定了温度为343 K、压力为30 MPa、CO₂流量为4.0 L•min^-1条件下,PET聚酯薄膜中的乙二醇单体挥分含量与时间的关系,以研究聚合物系超临界流体脱挥过程中的质量传递规律;根据传质理论建立了一个理想的超临界流体脱挥过程的质量传递模型,并用该模型分析处理实验数据,结果表明该模型较好地反映了聚合物系超临界流体脱挥过程的基本特征.     

超临界CO2萃取菊花油的实验研究

用超临界CO2 萃取技术对菊花油进行了萃取试验 ,考察了二氧化碳用量 ( 1 0～ 35kg/h)、萃取压力 ( 1 0～ 5 0MPa)、温度 ( 2 0～ 5 0℃ )等对萃取得率的影响 ,同时考虑设备投资对萃取过程的影响 ,得出了超临界二氧化碳萃取菊花油的最佳工艺条件 :萃取压力 30～ 35MPa,操作温度 2 0～ 4 0℃ ,CO2 的流量选择为 2 0～ 2 5kg/h。     

CO_2-1,3-PDO-PTT三元体系相平衡的研究

溶质-超临界流体-聚合物三元体系相平衡的研究为超临界流体辅助聚合物脱挥技术提供了热力学基础数据,利用自行研制的一套超临界CO_2高压装置,采用静态法,研究了温度为313.15—353.15 K、压力为7—19 MPa条件下,二氧化碳(CO_2)/1,3-丙二醇(1,3-PDO)/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)三元体系相平衡时超临界流体相中的组成。实验测得PTT模拟样品中1,3-PDO在SCCO_2中的溶解度,并计算得到了1,3-PDO在SCCO_2相与PTT相间的分配系数,同时分析了温度和压力对溶解度、分配系数的影响。在上述条件下,1,3-PDO的溶解度为0.262—3.597g/L,分配系数为0.020 5—0.076 2。研究结果显示:当温度一定时,溶解度随压力的增大呈现增大的趋势;溶解度随温度的变化会存在一转变压力(约18 MPa),在转变压两侧,溶解度会呈现相反的变化趋势;分配系数等温线随压力的增大呈现倒U型,即先增大后减小。     

原料状况及超临界二氧化碳流体萃取操作条件对当归油萃取率的影响研究

运用超临界流体萃取技术提取当归油 ,综合考察了原料状况 (粒度、水分 )和萃取釜条件 (温度、压力、萃取釜中原料加入量、是否放置填料、填料位置以及SC -CO2 流量 )对当归油萃取率的影响 ,得到较好的超临界流体萃取当归油的条件为 :1L萃取釜装料量 2 5 0 g ,压力 18- 2 0MPa ,温度 4 0℃ ,釜底放置填料 ,时间为 ( 2 - 2 .5 )hr ,原料粒度 ( 4 0 - 6 0 )目 ,含水量 ( 5 .87- 8.7) % ,SC -CO2 流量Q =( 5 - 15 )kg/hr。当归油萃取率可大于 2 .5 7%。     

邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在超临界CO2中的溶解度研究

采用流动法测定和研究了邻羟基苯甲酸和邻甲氧基苯甲酸在308K、328K下,10．0～24．0MPa范围内,在纯超临界CO2中的溶解度,并简要分析分子极性和结构特点对固体溶质溶解度大小的影响。同时,将超临界流体视为膨胀液体,根据溶液理论,建立了计算溶质在超临界流体中溶解度的膨胀液体模型。应用该模型对试验数据进行回归,得到了令人满意的结果。     

枸杞籽油超临界二氧化碳萃取方法的实验研究

建立了一套超临界流体萃取枸杞籽油实验流程．以CO2为萃取剂,考察了萃取压力、操作温度、CO2流量及原料颗粒度等因素对枸杞籽油萃取率的影响,确定了较佳的萃取工艺条件：压力30MPa,温度313-318K,枸杞籽颗粒40-50目,CO2流量0．3—0．4m^3/h时枸杞籽油萃取率最高,可达155％.     

方形微通道内超临界CO2流动换热特性研究

采用SST k-ω湍流模型对加热条件下超临界CO₂在方形微通道内的流动换热特性进行了数值模拟。通过对比三种壁面平均传热系数、浮升力参数和二次流强度的沿程变化研究了管型、热通量、质量流量和倾斜角度对微通道内流动换热性能的影响。结果表明：水平方形微通道的整体换热性能优于相同水力直径的半圆形微通道。流体域典型截面的温度分布、速度分布和湍动能分布等信息可以很好地解释水平方向流动时上、下壁面传热差异的现象。减小热通量、增大质量流量或减小流体流动方向与重力方向之间的夹角,可提高方形微通道的整体换热水平。该模拟结果对以超临界CO₂为工质的微通道换热器的设计和优化具有一定的理论指导意义。     

超临界CO_2萃取蛋黄油及数学模拟

在萃取器为 1.2L的试验装置上 ,在温度为 45℃、压力为 32 .0MPa、原料粒度 (D)为 1.2mm的条件下 ,进行了超临界CO2 萃取蛋黄油的研究 .考察了CO2 的流量和原料粒度对萃取的影响 .建立了超临界CO2 萃取蛋黄油的数学模型 ,该模型能较好地反映实际萃取过程 .根据模拟结果得到外扩散传质系数和流体流速的 0 .5 48次方成正比     

超临界CO_2萃取β-胡萝卜素的实验研究(Ⅰ)

用超临界CO2 萃取技术对 β 胡萝卜素进行了萃取实验 ,考察了二氧化碳用量 (10～ 35kg/h)、萃取压力 (10～ 5 0MPa)、温度 (2 0～ 5 0℃ )等对萃取得率的影响 ,同时考虑设备投资对萃取过程的影响 ,得出了超临界二氧化碳萃取 β 胡萝卜素的最佳工艺条件 :萃取压力 30～ 35MPa ,操作温度 2 0～ 4 0℃ ,CO2 的流量选择为 2 0～ 2 5kg/h。     

超临界CO2萃取生姜特性组分——姜油的研究

本文以超临界CO2 萃取的方法 ,研究了生姜中特性组分姜油萃取过程中工艺条件的影响 ,得到了优化的工艺 :萃取温度 5 0℃ ;萃取压力 14 4MPa ;二级高压萃取釜萃取浸泡时间 2h ;流体取样量约 5mL ;取样过程气体流速 0 3～ 0 9L/min。对所提取的姜油采用紫外光谱和气相色谱连用的分析方法 ,确定了各组分的相对含量。     

超临界CO_2流体萃取大豆油的研究与数值模拟

本文建立了一套超临界流体萃取的实验装置 ,在压力为 2 0MPa～ 30MPa ,温度为30 8K～ 32 3K的条件下 ,研究了用超临界二氧化碳萃取大豆油。试验证明用超临界流萃取的方法可以较为完全地得到大豆中的油分。基于固定床、积分柱塞流与微分混合流的假设建立了理论计算模型 ,使用这个模型可以根据装料量少耗时短的微分萃取试验结果来较为准确地计算出相同条件下积分萃取的过程。经本试验结果比较证明该方法简便可行 ,在本文条件下误差小于 6 % ,是对超临界流体萃取放大研究的一种探索     

超临界CO2管道减压过程中的热力学特性

基于工业规模CO₂管道（长258 m,内径233 mm）实验装置开展了3组不同泄放口径的超临界CO₂的泄放实验,测量了CO₂减压过程中管内介质压力变化以及介质与管壁的温度分布,分析了减压过程中CO₂相态、密度变化及管壁内外传热过程。研究表明,超临界CO₂泄放导致管内介质压力、温度及管壁温度均下降,最终趋于稳定,介质由超临界相变为气液两相最终变为气相。初始阶段的温降幅度最大,对流换热强度最大。距离泄放端越远,管内顶部和底部介质的温降幅度越大,对流换热强度越小,在泄漏口附近的对流换热最为剧烈。随着泄放口径的变大,泄放时间和管道内介质与管道的换热时间都变小,且沿着管道方向的管道内流体和管壁的温度梯度变大,对流换热强度也变大。     

超临界水氧化工艺降低高氯酸铵废水中氨氮浓度的试验

通过建立超临界水氧化试验装置,采用超临界技术对固体推进剂生产废水进行处理,研究了含高氯酸铵废水NH3N去除率与氧气流量、废水流量、反应釜温度和压力的关系。结果表明最佳的超临界水氧化条件：温度为390～410℃、压力为22MPa、控制氧气流量为0．6～1．0L/min、废水流量为2L/h,NH3N去除率可达99％,处理后NH3N浓度低于3mg/L,达到了国家排放标准。     

超临界流体CO_2提取虎杖中的有效成分

以大黄素为指标对虎杖中的有效成分进行超临界流体CO2萃取。用正交设计法考察了最优萃取条件。影响超临界流体萃取率的主要因素依次是:动态流量、温度、压力、时间;确定了大黄素的最佳萃取条件是:萃取压力25 MPa,萃取温度55℃,动态流量8 kg/h,萃取时间30 m in。超临界流体萃取大黄素的提取率达0.36%。