鼓泡塔内气液两相流速度分布

用激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）详细测量了气液彭泡塔内气液并流和气液逆泫时的流速分布。鼓泡塔内为复杂的三维流动。气液并流时，在升力作用下气泡集聚在塔中心区。气液逆流时，气泡集聚在塔壁面附近。中心速度较大且随着表观气速的增大而增大，同时径向速度梯度也随之增大。塔壁附近出现返混区，零轴向速度发生在相对半径ｒ／Ｒ＝０．７左右。气液逆流时，在气泡诱导下，壁面附近液体流速与主流区方向相近，出现向上的速度。本研究     

穿流栅板塔冷模实验

为解决穿流式栅板塔操作时气液两相的接触状态、流体力学和传质特点缺乏实验依据的状况,从而更准确地选取穿流栅板塔设计中的重要参数,在φ150的试验塔内,以空气水为系统,通过冷模实验分别对采用堵缝法确定的开孔率为11%、13%和15%的穿流塔板进行研究.考察了其气体流量、喷淋密度对板压降的影响以及气含率与气体流量的关系,验证了板上气液接触状态的演变过程,得出了塔板的负荷性能图,导出了计算起泡点和液泛点气速的经验公式,并对热模操作做出推测.结果表明,穿流栅板塔的气液接触状态可分为润湿区、鼓泡区和液泛区;起泡点和液泛点气速的计算可采用本文导出的经验公式;气含率随气流量的增大而增大;可采用堵缝法降低塔板的开孔率,使气体动能增大而进入良好的操作区,从而提高塔效率.     

液喷式鼓泡塔性能研究

本文研究了液喷式鼓泡塔的鼓泡状态,气含率以及产生自吸的临界条件,并与普通式鼓泡塔做了比较。实验结果表明,液喷式鼓泡塔具有气液两相接触良好、气泡细小,分布器的结构简单和易于操作等性能,而且可以自动循环进气。     

鼓泡流化床内颗粒速度分布的研究

在内径0.185m 的鼓泡床内,采用PV-5A型速度仪考察不同表观气速下两种粒径GeldartB类物料 (玻璃微珠)在不同轴向位置颗粒速度径向分布规律。结果表明,在床层底部颗粒速度分布与分布器设计密切相关, 而远离分布器的上部区颗粒速度主要受气泡行为影响,表现为中心区域大而边壁附近小,且随着表观气速的增大这 种趋势变的更加明显;同时在这两个区域之间存在一个过渡区,该区域内分布器的影响明显减弱,导致颗粒速度的 径向分布逐渐趋于一定的规律;而在相同轴向位置处颗粒速度变化幅值的影响会随着表观气速的增大变得剧烈。     

固定床鼓泡反应器的混合特性

以空气-水为模拟介质,选用5种不同粒径的氧化铝球形载体作为填充颗粒,采用电解质示踪法考察在低气液比和微鼓泡条件下,操作条件和填料直径对固定床鼓泡反应器内停留时间分布以及返混程度的影响.研究发现,在实验条件下,平均气泡直径随着填料直径的增大先增大后减小;返混程度随着表观液速的增大而减小,随着表观气速的增大而增大,液速对返混程度的影响比气速显著;返混程度随着填料直径的增大先减小后增大.通过对多组实验数据的回归分析,提出Pe准数与气液两相雷诺数及填料直径的经验关联式,公式预测值与实验值的相对偏差在±20%以内.     

鼓泡床中电石渣液相碳酸化反应流动特性表征

搭建了气液固鼓泡床实验系统,对碱性固体废弃物电石渣固定CO₂进行实验研究. 流动特性对鼓泡床反应器传质、产率和产品质量都有较大的影响. 通过压力脉动信号采集与分析,对实际反应体系CO₂-H₂O-电石渣的流动特性进行表征,给出重要参数液固比对三相反应流流动特性的影响机制. 结果表明:基于时间域的概率密度函数和自相关函数分析发现,在低气速0.062 m·s^-1下,增大液固比,压力脉动分布变化较小,但自相关分析可进一步揭示液固比的增大加大了气泡运动的不稳定性. 在气速0.102 m·s^-1下,液固比增大会加大压力脉动分布范围,且延迟时间增大,自相关性降低,表征床内流动表现出更多的随机性和混沌特征. 结合流动图像,液固比增大使大气泡容易聚并生成. 基于时频域的Hilbert-Huang变换分析,获得了时间-频率-幅度谱图. 低气速下,三相流运动频率高,幅值低,增大液固比后,三相流运动频率降低,幅值增大,揭示液固比增大后,三相流系统中高频的小气泡运动特性降低,大气泡聚并发生促进能量幅值增大,该结果为进一步研究流动对碳酸化反应影响机理奠定了基础.     

微通道气液柱塞流尾部流场三维实验研究

为研究微通道气液柱塞流尾部流场规律,采用三维Micro-PIV可视化技术对微通道气液柱塞流进行实验研究。通过对实验图像处理,绘制出微通道柱塞流气泡尾部区域的三维速度分布图。证实在气泡尾部附近区域的流场具有较大速度,气泡顶端存在滞止点。在气泡尾部区域存在两个对称的方向相反的环流区,增加了微流道在径向上的质量和动量混合。远离气柱尾部的区域,流场为层流,与单相流有类似的抛物线速度分布,即流道中心区域速度大,两边小。在气液界面和壁面之间的流体,运动较复杂,有可能流向气液界面,也有可能流向壁面或者回流。     

气-液两相鼓泡塔反应器液体流速分布的实验研究

用示踪剂电子电极法对气-液两相鼓泡塔反应器液体的轴径向速度进行了测量。测试结果表明,塔中心处的液速最大,靠近塔壁处最小。且当表观气速增大,初始流体流动处于由均匀流型向过渡流型的转变,轴向液体速度在径向的梯度非常小;当表观气速继续增大,平均液体速度有明显的增加,轴向液体速度的径向分布呈线性关系,表明流体的流动进入非均匀流型;进一步增加表观气速,平均液体速度无明显增加。另外,应用3种不同结构的气体分布器考察了其对反应器中心线处轴向液体速度的影响。实验发现,环状气体分布器的反应器底部存在一个回流区。     

气液鼓泡床中气含率的实验研究

采用差压变送器测不同高度的床层塌落曲线 ,提出了根据此曲线计算大小气泡含率的新方法 ,研究了直径 2 84mm的鼓泡床反应器中表观气速、表面张力、床层静液高度和分布器对气含率的影响。结果表明 ,在不同表面张力条件下 ,气含率随表观气速升高而升高 ;气含率随表面张力升高而降低 ,从能量角度解释了鼓泡床中气含率随表面张力升高而降低的动力学原因 ,并得出了气泡聚并的能量公式 ,将此公式应用于系统压力、温度对气含率的影响 ,得出了与前人实验一致的结论 ;指出了床层内分布板区的存在 ,且分布器不同 ,分布板区高度及分布板气含率也随之变化 ;静液高度不同 ,床层内的平均气含率变化很小 ,并根据分布板区体积占整个床层体积比例很小对其进行解释     

立体旋液式并流塔板压降试验研究

以空气-水为试验物系,分别测量了叶片扭转角为30 °、45°、60 °的立体旋液式并流塔板在不同空塔气速和液流通量下的干板、湿板压降,并分析各因素对压降的影响规律,以考察该塔板的流体力学性能.试验结果表明:立体旋液式并流塔板独特的结构保证了其高性能.叶片扭转角为60 °的并流塔板在高空塔气速和大液流通量下,压降明显低于...     

臭氧接触装置的传质与吸收试验研究

根据对臭氧接触反应装置影响吸收与传质的主要因素进行的试验研究，归纳出不同孔径扩散器气泡直径与空塔气速关系的经验公式，并对进气中臭氧浓度，鼓泡塔的水力停留时间，水深与臭氧中吸收率的关系进行了试验和分析。     

射流浮选柱气泡发生器及其充气性能的研究

根据射流泵原理设计了一种浮选柱气泡发生器，并对其充气性能进行了试验，研究了气泡发生器结果参数、流体压力、负压与柱内含气率的关系；探讨了浮选过程中浮选药剂浓度、矿浆浓度变化对含气率的影响．结果表明：气泡发生器的射流面积比对含气率有较大影响，最佳面积比为6～10；含气率随压力增高而增加，压力升到一定程度后，含气率趋于平稳；当气泡发生器吸气室负压达到一定数值后，含气率也将趋于饱和；随起泡剂用量加大，含气率呈上升趋势；随矿浆浓度的增加，含气率则呈下降趋势．研究结果为射流浮选柱气泡发生器的设计和结构优化提供了依据。     

曝气池清水曝气气泡云团形态特征

目前各种曝气池运行时曝气产生的气泡云团形态差别很大,气泡群时空分布不均,导致氧转移效率在曝气池中的分布差异,能耗高。为了弄清楚盘式曝气气泡云团的形态特征及其时空分布,本文利用高速摄像技术和摄影测量技术,对室内清水曝气实验模型中的气泡云团轴线长度、径向尺度和形态演化进行了观测。结果表明,实验范围内气泡云团轴线形状与水流流速分布曲线形状基本类似,气泡群轴线长度与水深之比介于1.03~1.30之间。曝气量由0.25m3/h增大到2.0m3/h,气泡云团轴线长度和气泡的驻留时间先增大后减小。随着曝气量增大,气泡云团形状变得不规则,且随时间变化越频繁。多个曝气盘曝气,上游的气泡云团会影响下游气泡云团的形态。在流向和展向,气泡云团宽度基本相同;在水深方向上,由曝气盘向水面沿程增大,0.5h0、0.8h0处气泡云团平均宽度明显大于0.2h0处的宽度。不同水深处气泡云团的宽度随时间随机变化;0.8h0处气泡云团宽度随时间的变化最剧烈。气泡群的平均宽度随曝气量增大而增加,曝气量为0.25m3/h、1.0m3/h、2.0m3/h时,气泡云团的平均宽度分别为曝气盘直径的1.0~1.5倍、1.6~2.5倍和1.75~3.5倍。盘式曝气形成的气泡云团在水中可被划分为三个区域：底部的调整区、近自由面区和中部的紊动扩散区,不同区域内的气泡的受力和运动特性不同。气泡云团分区为气泡受力和运动的建模计算提供了依据。     

气液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在气液固循环流化床(GLSCFB)内,以空气、水和玻璃珠为气液固流化介质,利用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,在室温常压条件下,采用欧拉模型系统研究了预分布器结构、液速对反应器内固体径向速度分布和液相湍动能的影响。计算结果表明,在预分布器附近,液相湍流动能随表观液体速度增大而明显增大;预分布器可以有效地改善固体颗粒径向速度分布的不均匀性,变孔径分布器效果最好;低表观液速下,颗粒径向分布的计算值与实验值吻合良好,随液速增大误差增大。通过实验值与计算值的比较,证实了数值模型的可靠性。     

射流搅拌发酵罐自由射流气泡区的气泡直径和气含率研究

研究了气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜度等因素对射流搅拌发酵罐自由射流气泡区的气含率与气泡直径的影响。由理论分析与实验数据关联了气含率、气泡直径与气速、清液层高度、混合器尺寸和倾斜角度等之间的关系。关联式与实验数据吻合较好。     

Separation of Oil from Wastewater by Column Flotation

A new type of device, a dissolved-air flotation column, was developed for separation of oily wastewater.The unique design idea of the dissolved-air flotation column is the combined use of dissolved-air flotation and column flotation.The dissolved air release occurred within the column separation system.As a potential application the column was investigated for its performance in separating emulsified oil droplets in oily wastewater.A high separation efficiency was obtained in a series of tests.The aeration performance of the bubble generator used in the dissolved-air flotation column was also studied in particular.     

Adhesion forces for water/oil droplet and bubble on coking coal surfaces with different roughness

Surface roughness plays a significant role in floatability of coal. In the present paper, coking coal surface was polished by three different sandpapers and the surface properties were characterized by contact angle and roughness measurements. The effect of surface roughness on floatability was investigated by adhesion force measurement system for measuring interaction forces between droplets/bubbles and coking coal surfaces with different roughness. The results showed that the contact angle decreased with increasing roughness yet the adhesion force between the water droplet and coal surface increased owing to the increased contact line and the appearance of line pinning. Maximum adhesion forces between water and surfaces were 111.70, 125.48, and 136.42 μN when the roughness was 0.23, 0.98, and 2.79 μm, respectively. In contrast, under a liquid environment, the adhesion forces between air bubble/oil droplet and coal surfaces were decreased with increasing roughness because of the restriction by water. Maximum adhesion forces of increasing roughness were 97.14, 42.76, and 17.86 μN measured at interfaces between air bubble and coal surfaces and 169.48, 145.84, and 121.02 μN between oil droplet and surfaces, respectively. Decreasing roughness could be beneficial to the spreading of oil droplets and the adhesion of bubbles which is conducive to flotation separation.     

射流搅拌发酵罐中循环液量气含率和气泡直径的研究

本文测定了射流搅拌发酵罐中自由射流气泡区的气含率、气泡直径和液体循环量。研究了混合器、喷嘴尺寸、气速、清液层高度、液体粘度、表面张力对自由射流气泡区的液体循环量、气含率、气泡直径的影响。由理论分析及实验数据获得了液体循环量、气含率、气泡直径的的关联式。模型关联式与实验值吻合良好。     

气体搅动对填料塔和喷洒塔的性能影响

气体搅动作用可以强化液-液两相接触和传质性能.在填料塔和喷洒塔中,气体搅动对萃取塔性能的影响有很大的差异.在气体搅动下,通过对填料塔和喷洒塔流体力学性能和传质性能的试验研究,发现填料对气泡和液滴均有破碎作用,因此填料塔的气含率和分散相滞存率均明显高于喷洒塔,传质单元高度和液泛速度则相反;对填料塔和喷洒塔,气体搅动都可以显著提高液-液两相的接触与传质性能.