角式调节阀两相流模拟与结构改进

为了研究角式调节阀使用时,气体对阀门流通能力的影响,课题组提出使用FLUENT软件进行数值模拟。采用欧拉多相流模型模拟角式调节阀在气液两相流下的速度和流量大小,分析得到进口气体体积分数、阀体结构对流量系数的影响。结果表明:进口气体体积分数对流量系数有较大影响,通过改变密封面角度和流道角度可以提高阀门的流量系数。改进后的阀门拥有更好的流通能力,为同类阀门的改进提供了参考。     

气泡生长及脱离过程的格子玻尔兹曼模拟

为了研究气液相变过程中重力加速度、壁面温度以及成核点间距离对气泡生长及脱离的影响,课题组在ShanChen伪势格子Boltzmann模型的基础上,通过将密度分布函数与温度分布函数进行耦合求解的方式建立了气液相变模型。同时采用此模型计算得到了液滴内外压差与液滴半径倒数之间的关系,发现其符合Young-Laplace定律,从而验证了模型的正确性。进而利用此模型对气液相变现象中的气泡生长及脱离过程进行了二维数值模拟。结果表明:气泡脱离直径会随着重力加速度的增大而呈现出逐渐减小的规律,而且气泡生长及脱离的过程与文献结果甚为相符,此外将模拟得到的气泡脱离直径进行了非线性拟合,发现其结果与新的经验关系式吻合良好;同时较高的壁面温度会增大气泡断裂颈部与壁面之间的距离,而且壁面温度的升高会增大气泡的脱离直径;还发现随着成核点间距离的增加,气泡的脱离直径会呈现出先减小而后增大的趋势。     

基于红外热像的气液两相分层流液膜厚度非介入测量

对于输送高压、易燃易爆、强腐蚀性介质的气液两相流管道,电导探针等传统的介入式液膜厚度测量方法不适用.针对这种情况,提出了通过红外热像测量气液两相分层流液膜厚度的新方法:在管道外壁敷设加热带,通过施加恒定热流密度来增加气液相温差,通过采集红外图像识别气液界面获得液膜高度.在建立VOF多相流模型模拟恒定热流密度条件下管截面上温度分布特征基础上,实验在气液两相流环道上进行,采用热像仪采集管壁红外图像,真实液膜厚度由介入式电容探针测量,在试验范围内红外方法液膜厚度测量最大误差8.2%.     

离心泵内气相体积分数及相对速度分布规律研究

为研究离心泵输送气液两相介质时的内部流动规律,采用FLUENT软件对其内部流动进行数值模拟,研究叶轮内不同截面处的气液两相流动,分析进口气相体积分数和流量对叶轮内部流动的影响,以揭示叶轮内不同截面处气相分布与相对速度随进口气相体积分数与流量的变化规律。研究结果表明:前盖板附近截面气相集中区域较大;大流量对气相的积聚具有一定的冲刷作用;在设计工况下,泵内气相体积分数随叶轮半径的增加先增大后减小;进口气相体积分数对前盖板截面附近相对速度影响较大,中截面和前盖板截面附近相对速度受流量的影响较大。研究结果对气液两相流泵的优化设计及高效运行具有参考价值。     

脉动热管内流动及传热传质数值研究

文章采用Mixture模型对脉动热管内的流动和传热现象进行了数值研究,结果表明脉动热管在1s时刻已经热启,在5s时刻已经达到稳定。从气相的体积分数云图看到热管内出现小气泡聚合成大气泡,并逐渐形成液塞与气柱的现象,从气相速度云图中看出脉动热管内呈稳定的振荡流运动,且气液两相运行速度相对稳定,其数值模拟结果能为脉动热管的运行机理提供理论基础。     

废纸脱墨浮选柱中气泡大小的测量方法

废纸脱墨浮选柱（简称：浮选柱）中的气泡大小对脱除废纸浆中的油墨颗粒和其他杂质颗粒的效率起着相当重要的作用，它不仅决定着气泡在浮选柱中的上升速度，而且直接影响到用于聚集油墨及其它杂质颗粒的气液界面的大小。但是由于废纸浆的成分复杂、纤维在浆中呈现网状结构、废纸浆的弱透光性和在纸浆中气泡的不断上升运动等原因，浮选柱中气泡大小的测量是一个相当复杂的问题，因而给浮选操作中气泡的大小控制带来很大的困难和盲目性。本文介绍了国外相关行业的类似气-液-固三相体系研究中使用的闪光X-射线法、声波检测法和带取样器的CCD照相法三种气泡大小测定的方法。     

旋流板塔内二相流的LDA测试与分析

介绍了利用激光多普勒测速（ＬＤＡ）技术对旋流式板塔内气－液（固）两相流速度场的测试方法，给出了板塔内气体与液滴的真实流动状况。测试结果表示，在研究此类流场时，ＬＤＡ有其他测试仪器无法比拟的优点。     

金属丝径大小对液膜流动影响的CFD研究

精馏过程气液两相流动分布特征对分离效率具有重要影响,为研究金属丝网波纹填料表面液膜流体动力学特性,建立基于VOF法的液膜在金属丝网表面上的气—液两相逆流CFD模型,并根据液膜流动特点考虑了表面张力动量源项和气液界面作用力动量源项。模拟结果与文献流动形式相符,表明文中提出的CFD液膜流动模型具有一定的可靠性。文中主要考察丝径大小对液膜流动的影响,模拟结果表明适当改变丝径的大小有助于改善液膜的稳定,对于提高丝网填料气液之间的传质效率有重要意义。     

含芯棒水平换热管冷凝传热数值模拟

为提高蒸汽换热器换热效率,提出了一种在水平换热管中插入芯棒的含芯棒蒸汽换热管结构,并通过采用Fluent中两相流模型分析了该结构中芯棒直径对换热管管内冷凝换热特性的影响规律。研究结果表明,由于芯棒的插入使得管内两相流流体的平均流速与管道壁面附近速度梯度增大,故换热管的换热效率得到有效提升;定量而言,换热管的换热效率在棒径比值处于0.52~0.57区间范围内时,换热管内蒸汽冷凝率最高及通流截面内速度梯度最大,此时换热效率达到最高,可确保较低的换热管出口温度和稳定的换热效率。此外,场协同性能分析结果还表明,协同角与棒径比值?呈正相关性,且当棒径比值?>0.52后,芯棒对水平换热管的强化传热效果明显。     

气液两相引射器流场分布与液滴分布的仿真研究

随着人们环保意识的不断加强,有害气体的处理设备受到广泛关注,但目前较多有害气体缺乏经济有效的净化方法。因此,高效、低能耗地处理有害气体的设备有利于节能减排与环境保护。文章利用数值仿真软件对一种可用于净化气体的气液两相引射器开展流场分布与液滴分布研究。数值结果发现该气液两相引射器能大幅降低排放气体中有害气体的含量。基于此,文章探究了不同叶片偏转角对净化效果的影响。结果表明随着叶片偏转角度增加,引射量减小但气流起旋效果更佳。     

微纳米气泡在食品工业中的应用与前景

微纳米气泡是将气体分散在溶液中,形成的直径在几十纳米到几十微米之间的微小气泡颗粒。相比于普通气泡（≥600 μm）,由于微纳米气泡尺寸小易受到溶液分子布朗运动影响,具有稳定性强、溶液中存在时间长、气-液界面富含负电荷、气泡崩塌过程中能形成自由基等理化特性被广泛应用于环境污染治理、农业种植、材料科学以及医学等领域。然而,微纳米气泡技术在食品工业中应用仍处于研究阶段。该研究将主要从微纳米气泡的形成过程、制备方法、气泡特性以及目前该技术在食品工业中的应用进行阐述,并对其在食品领域的发展方向以及应用前景进行展望,以期促进微纳米气泡技术在食品工业中的研究和开发应用。     

纸料中泡沫的形成及物理除气法

长网纸机网下白水池中有大量的泡沫,这些泡沫和白水及浆料送到流浆箱,使纸页产生很多针眼,影响纸张匀度,严重时纸机无法正常运行。我们对纸料中泡沫的形成及物理除气的方法进行了总结,撰写此文,以供借鉴。一、泡沫形成的条件纸料中的泡沫是由空气分散于水和纤维、填料的悬浮液中的分散体系,空气是分散相（不连续相）,水和纤维、填料的悬浮液是分散介质（连续相）。由于空气与纤维、填料的悬浮液的密度相差很大,所以在悬浮液中的气泡总是很快上升到液面,形成以少量悬浮液构成的液膜隔开气体的气泡聚集物,即通常所说的泡沫。纸料中泡沫形成的…     

多层静电植绒的空气层保持及亲水尖端仿生

植物人厌槐叶萍由于其表面特殊的"毛发"结构而具有水下保持空气层的能力,试验探讨多层植绒以及仿人厌槐叶萍的亲水尖端对水下空气层保持性能的影响。研究发现,双层植绒可减慢表面气泡流失,提高织物表面气液界面的稳定性;而三层植绒并无进一步减缓气泡流失的作用。在三层植绒样品上进行亲水尖端的仿生试验,发现采用沾取法亲水点施加,可以得到密度、面积比与人厌槐叶萍表面亲水端可比拟的点状亲水结构。试验证明,亲水尖端的存在有利于提高气液界面的稳定性。     

可替代进口的国产纸浆泵

河南省巩义市两相流泵厂、巩义市三环两相流泵有限公司是一家以生产高品质纸浆泵为主导产品的企业。该厂为缩小国产纸浆泵与进口纸浆泵之间的差距,并使进口浆泵国产化,2002年与江苏大学流体技术研究中心合作,成功研制出了可替代进口纸浆泵的“苏奥”牌系列工艺泵、中浓浆泵、冲浆泵。该产品具有以下显著特点:1.蜗室顶部自通风防气锁。大规格泵双螺旋壳设计,减少了径向力,不加除气系统,可使9%含气液、固液浆料高浓输送,专利防堵,并有独特的剪切功能。2.调节盘可以在外面不停机情况下调节叶轮,可使叶轮保持恒定的间隙连续高效运转。3.敞开式叶…     

发酵面团气室结构稳定性调控理论研究进展

均一且细腻的气室结构是衡量发酵面制品品质优劣的关键因素.近年来的研究表明发酵面团气体分散相与面筋蛋白网络半固态连续相基质之间存在黏弹性薄层液膜结构,它对面团调质时气体的渗透、发酵和醒发期间气泡的膨胀、以及面团焙烤过程中气泡黏弹性具有不同程度的影响.本文综述了影响发酵面团气室稳定性的两种理论机制,即面筋蛋白网络稳定理论和...     

溢流染色机圆喷嘴流场建模与涡流场仿真分析

针对喷嘴内部气液两相流流动特性对织物染色产生的影响,建立计算流体动力学数学模型,对喷嘴内部液相的流动特性及液相流动对气相产生的影响进行三维模拟仿真,并根据仿真结果分析喷嘴盖内气体动静态压力的变化及喷嘴内染液的速度场和压力场的分布.研究结果表明:液相的快速运动引起喷嘴盖内气相的动态脉动,喷嘴盖内压力为负值,喷孔处液相的速...     

自吸空气喷射式脱硫再生槽喷管的研究与设计

通过研究脱硫再生槽和喷射器的工作原理,设计了自吸空气式的新型喷射器。它与传统的高塔再生本质区别在于富液与空气的接触方式不同,新型喷射器能使气液两相微分乳化(成泡沫流)并流向下高效充分混合,吸入的空气破碎为很小的微气泡,比表面积增加,气泡在再生槽内停留时间加长,使氧化反应充分,可连续稳定的为制气提供所需氧气。同时,使用自吸式空气喷射器可以省去间歇气化流程中的燃烧室,节能降耗,降低生产成本。     

食品体系中泡沫的稳定性及其影响因素研究进展

泡沫是气体分散在液体或半固体中的分散体系,对稀奶油、冰淇淋、啤酒等界面主导食品的口感、质地和外观等品质的形成发挥着重要作用。研究人员在探索发泡技术与不同界面主导食品创新结合的同时,也期望厘清泡沫在食品体系中形成与稳定的机制。然而泡沫属于高度热力学不稳定体系,极易发生排液、聚结和歧化等现象,如何在复杂的食品体系中得到最佳的泡沫稳定性,需要兼顾多种因素的影响。因此本文从探究泡沫失稳机理出发,系统综述不同物质的泡沫特性及不同食品中泡沫的稳定机制,并重点从气-液界面角度阐释了表面活性剂及加工助剂、固体颗粒、加工条件及技术等因素对泡沫稳定性的影响。旨在为泡沫在界面主导食品中的开发与稳态化提供理论指导。     

新型整流喷嘴式分流器最佳入口工况数值模拟

目的:改善或尽可能消除制冷系统中节流后气液两相制冷剂在蒸发器中分配不均匀导致的制冷系统性能下降的现象。方法:基于多相流模型中的混合物模型,建立整流喷嘴式分流器的物理模型及气液两相流动的数学模型,通过CFD模拟该分流器内部的相分布情况和气液两相分离程度,分析入口工况(流速、干度)对分流器分液均匀性的影响。结果:当入口流速为1 m/s,入口干度为0.2时,流型逐步趋于稳定,形成对称的环形流,分流器在此工况下整体不均匀度达到最小值,分流效果最优。结论:在对分流器结构进行优化的基础上,通过调整入口工况至最佳可进一步优化流型,形成对称环形流实现均匀分液。     

熔盐泵内颗粒属性对固液两相流动的影响

熔盐泵工作环境的特殊性会导致泵内含有熔盐小颗粒,这些小颗粒使泵性能下降,并降低过流部件寿命。为探究熔盐泵输送两相介质时的性能,基于Eulerian多相流模型和标准κ-ε湍流模型,采用FLUENT软件对不同的颗粒属性(粒径、体积分数、密度)产生的影响做了研究。结果表明:颗粒对泵流动产生了较为明显的影响,粒径越大的颗粒在工作面处的体积分数越高,固相离析作用也越来越明显。泵内部存在一些体积分数与进口颗粒体积分数相等的点,这些点形成的曲面的形状和位置不随颗粒的属性改变而改变。这些曲线的形状和位置可用来判断泵内流动的状态和泵结构设计的合理性。该研究发现的一种全新的两相流现象,可用于初步判断固液两相流泵的水力性能。