φ50 mm折流板脉冲萃取柱吹气法测量存留分数

在柱径为50 mm的折流板脉冲萃取柱中,首先利用吹气法研究了硝酸水溶液和30％TRPO-煤油水溶液体系的单相流时均摩擦压降Δp_f特性.实验结果表明当A′ω≠0,且u_c＝0时,Δp_f可以忽略;而当Aω＝0时,Δp_f与u_c满足Noh模型的线性关系.在Noh模型的基础上,给出了计算Aω≠0时单相流时均摩擦压降的模型,实验结果与模型预测相一致.在单相流摩擦压降的基础上,又研究了连续相分别为硝酸溶液和30％TRPO-煤油溶液体系的两相流时均摩擦压降Δp_f特征.实验结果表明：两相流时均摩擦压降Δp_f可用于计算分散相存留分数,其近似由连续相所对应的Noh单相流模型求得,并可用于折流板脉冲萃取柱分散相存留分数的确定.     

50mm折流板脉冲萃取柱吹气法测量存留分数

在柱径为50mm的折流板脉冲萃取柱中,首先利用吹气法研究了硝酸水溶液和30%TRPO煤油水溶液体系的单相流时均摩擦压降Δpf特性.实验结果表明当A′ω≠0,且uc=0时,Δpf可以忽略;而当A′ω=0时,Δpf与uc满足Noh模型的线性关系.在Noh模型的基础上,给出了计算A′ω≠0时单相流时均摩擦压降的模型,实验结果与模型预测相一致.在单相流摩擦压降的基础上,又研究了连续相分别为硝酸溶液和30%TRPO煤油溶液体系的两相流时均摩擦压降Δpf特征.实验结果表明:两相流时均摩擦压降Δpf可用于计算分散相存留分数,其近似由连续相所对应的Noh单相流模型求得,并可用于折流板脉冲萃取柱分散相存留分数的确定.     

φ50折流板脉冲萃取柱水力学性能

以30％TRPO煤油溶液和1 mol·L^-1硝酸溶液为体系,在φ50折流板脉冲萃取柱中考察了折流板脉冲萃取柱的操作参数（脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比）和结构参数（开孔率和板间距）对其水力学性能（液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数）的影响.结果表明：在乳化操作区,液泛通量随着开孔率增加、脉冲强度和流比的减小而增大,与板间距无关;根据液泛存留分数的结果,给出了最优开孔率为23％;此时正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比和脉冲振幅呈正比,而与脉冲频率无关,浸润性的影响造成了板间距对以硝酸溶液和30%TRPO煤油溶液为连续相时的分散相存留分数影响规律不同.     

ø50折流板脉冲萃取柱水力学性能

以30%TRPO煤油溶液和1 mol·L-1硝酸溶液为体系,在ø50折流板脉冲萃取柱中考察了折流板脉冲萃取柱的操作参数(脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比)和结构参数(开孔率和板间距)对其水力学性能(液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数)的影响.结果表明在乳化操作区,液泛通量随着开孔率增加、脉冲强度和流比的减小而增大,与板间距无关;根据液泛存留分数的结果,给出了最优开孔率为23%;此时正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比和脉冲振幅呈正比,而与脉冲频率无关,浸润性的影响造成了板间距对以硝酸溶液和30%TRPO煤油溶液为连续相时的分散相存留分数影响规律不同.     

折流板脉冲萃取柱水力学性能研究

以体积分数30%三烷基氧膦(TRPO)煤油溶液和1 mol/L硝酸溶液为体系,在100 mm折流板脉冲萃取柱中考察了折流板脉冲萃取柱的操作参数(脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比)和结构参数(板间距)对其水力学性能(液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数)的影响。实验研究表明:液泛通量随着脉冲强度的减小而增大,与流比和板间距无关,并给出其关联式;操作参数和柱结构参数对液泛存留分数的影响均可忽略;正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比成正比关系,而与脉冲频率无关,并随板间距和脉冲振幅的增大而增大,并给出了分散相存留分数的经验关联式。     

折流板脉冲萃取柱的结构参数对孔收缩因子的影响

利用吹气法研究了折流板脉冲萃取柱的结构参数（板间距、柱径和板开孔率）对预测摩擦压降模型中孔收缩因子Co的影响。研究结果表明：当实验体系为硝酸溶液时,Co值随柱径、板间距和板开孔率的增加而减小;当实验体系为30％三烷基氧膦-煤油溶液且柱径不大于0．05m时,Co值与脉冲雷诺数ReAf和板开孔率有关,与板间距无关,而当柱径为0．1m时,Co值与板间距和板开孔率有关,而与操作参数ReAf无关。     

脉冲筛板萃取塔CFD-PBM模型研究

脉冲筛板萃取塔是核工业等领域中最常用的萃取设备之一，为深入了解脉冲筛板萃取塔中两相流行为规律，使用CFD-PBM模型对脉冲筛板萃取塔中由有机相(30%TBP-正十二烷)、水相(HNO₃水溶液)组成的体系进行两相流过程模拟分析，模拟结果与实验数据吻合较好，分散相存留分数和Sauter平均液滴直径的相对偏差仅为8.28%和5.54%；随脉冲速度增加，Sauter平均液滴直径减小，液滴直径分布更均匀，分散相存留分数增加，特性速度减小；两相表观速度对液滴直径影响较小，分散相表观流速增加有利于提高分散相存留分数，而连续相表观流速影响不大；发生液泛时分散相液泛表观速度随连续相液泛表观速度增大而减小，随脉冲速度增加液泛通量先增后减，存在极值。     

新型脉冲萃取塔存留分数与特性速度

为测试锥形穿流塔板的性能,在内径为75mm的脉冲萃取塔中,以煤油-水和10%磷酸三丁酯/煤油-水为实验体系,在无传质条件下,研究脉冲强度与两相表观流速对分散相存留分数和特性速度的影响。结果表明,在实验范围内,存留分数与分散相流速近似成正比,与连续相流速无关。而随着脉冲强度的增大,存留分数先减小,当脉冲强度达到临界值(Af)_t后,存留分数迅速增大。将此临界值与脉冲筛板塔临界值进行对比,两种体系分别减小约9.7%和41.4%,此外,特性速度随着脉冲强度的增大而减小,且界面张力较低的体系减小幅度更大。在实验结果分析的基础上,利用量纲分析方法得到了存留分数与特性速度的工程经验关联式,预测值与实验值符合较好,相对误差均小于20%,可以应用于脉冲萃取塔的设计计算。     

螺旋折流板换热器壳侧结构改进及模拟研究

改进了螺旋折流板换热器的结构,在常规结构的壳侧增加环形挡板。采用雷诺应力湍流模型,运用Fluent软件对螺旋折流板倾角为35°及其改进后的螺旋折流板换热器的流动与传热性能进行了数值模拟。模拟结果验证了RSM模型的可靠性,同时得出在低流量时,改进后的换热效果不如常规结构时的换热效果;而在壳程流体高流速的情况下,改进后换热器的压力降虽然增大,但总传热系数K和单位压降下的总传热系数K/Δp均得到提高,且流量越大,这种提高幅度越明显。     

螺旋折流板换热器管程强化传热行为的对比研究

选用25℃水和125℃煤油分别作为冷热流体,采用FLUENT软件的标准湍流模型对螺旋折流板换热器进行三维数值模拟仿真,对比研究了普通直管、波纹管和螺纹管流场内温度场,速度矢量场以及压力场。随着流速增大,三种管束类型的管程强化的换热量及进出口压降均升高,螺纹管不但增强了管程强化的传热效率,而且弥补了波纹管压降过大的弊端。当进出口流速均为2 m/s时,相比于普通直管,波纹管的换热量提高了12%,螺纹管提高了14%,但螺纹管的压降相比于波纹管降低了16%。     

5mm微肋管内R404A流动沸腾压降特性

为了给冷链用换热器小管径的可行性提供理论支持，对R404A制冷剂在5mm微肋管内流动沸腾压降特性进行了实验研究。实验工况为：饱和温度为0℃、热通量为5～25kW/m²、质量流速为200～500kg/(m²·s)、干度为0.1～0.9。研究结果表明：质量流速的提高不仅会增大摩擦压降，同时使摩擦压降随干度变化的趋势提前转变；摩擦压降受热通量的影响较小，在0.1～0.7的干度区间，摩擦压降不随热通量的增大而改变，热通量仅会使摩擦压降的拐点提前出现；与光滑管相比，微肋管内的两相流动摩擦压降较高，增大质量流速会提高摩擦压降的增量，当干度值为0.4时，增量出现极值，随后增量逐渐上升。本实验研究的数据与理论预测模型的对比显示：修正后的Kim模型能够较佳的预测本实验数据，绝对平均偏差11.54%，偏差幅度±30%以内的数据多达85.23%。     

纵流式换热器壳侧支撑方式的数值研究

提出了一种纵流式换热器壳侧交错短杆支撑方式,并对光滑传热管束的交错短杆、短管、方形折流杆3种管间支承方式及波纹管束自支承、混合管束自支承方式,在流动与传热充分发展区段,采用湍流模型、六面体网格,运用商业软件FLUENT进行了三维数值计算。对各种支撑方式在不同的支撑间距（Ls=4.56和9.13）、不同的Reynolds数（Re＝2630、13150、26300、52600）下的传热特性、流动阻力特性、支撑的可靠性进行了优化研究。得出了各种支撑方式的壳侧Nu、压降及综合指标-h/（LΔp）与Re的关系。     

水平管稠油掺气减阻模拟实验

依托流体可视化环道装置,设计并加工稠油掺气减阻模拟装置,实验研究水平管内两种稠油模拟油掺气流动阻力特性,拍摄不同气液流量比下的管流流型,分析不同实验条件下气相对稠油的减阻效果并建立相应的压降预测模型。结果表明：在气液比0~15范围内,共观察到六种流型,分别是泡状流、弹状流、分层流、段塞流、环状流、雾状流。220^#与440^#模拟油所对应的管路减阻率分别在气液比1.17和0.96时达到最大值48.19%和33.76%,当掺气比为0.9~1.2时,减阻率均可维持在20%以上。其机理可归结为空气使油-油接触转变为油-气-油接触,降低了混合相的层间剪切应力。Dukler法不适用于高黏气液两相流,所建立的稠油-气两相压降模型预测值与实测值吻合良好,平均相对误差在20%以内。     

倾斜圆管内气液两相分层流界面的稳定性分析

<正>l 弓l言 气液两相流分层流界面波特性及界面稳定性分析对理论和应用具有重要意义.50年代,Banjamin”’、Miles”’和 Hanratty’‘’“开始了此方面的研究.以往研究中,均采用 Jeffreys”’的方法,即利用液相动量方程的积分形式,气相的影响只作为液相动量方程的边界条件.另外也有研究者从N-S方程出发,通过对实际问题的适当简化以研究界面稳定性”‘. 本文利用双流体模型研究了倾斜圆管内气液两相分层流的界面稳定性,系统研究了管道几何条件及流动状况对稳定性的影响.2 数学模型 对如图1所示的倾斜管内分层流,假定两相间不存在热量传递和相变过程,其一维双流体流动模型为”-“ ～r 入八人）乃t十别八U。人）/肚一0（I） ltw 8（pkA。U。）/9 t + 3（pkA。厂。ZtZ）/sx 、_/.\—一,。J。士。/;+八。A。slip J>>一二卜 卜。二.t 一洪人八）/gx+AdA/a工（2） 一人二二>二v抑Q厂二厂了 式（1）、式（2）中k—l或g,当k—g时,取 pry——“一”号,k—l时贩“十”号.素流速度分布均 匀,厂。一 l“’‘;层流根据液膜内速度分布可知, 图 1 分层流示意图——”———一’—””—””——～ 八一4/3““二 气液两相静压项用文献〔幻的方 F。Ic0d屯＊r＊donof盯r＊1m叨n0w”‘’-’“‘一‘””—’““——一‘一