45000 m3/h恩德气化炉气固流动特性模拟

将常规45 000 m³/h恩德气化炉对冲布置的喷嘴结构改良为旋切均布喷嘴结构,炉膛内流场发生了变化。为了研究旋切结构喷嘴恩德气化炉炉内的流场结构以及喷嘴气化剂速度对气固流动特性的影响,应用欧拉-欧拉双流体模型(TFM)对炉膛内的流场进行冷态数值模拟。得到了炉膛内颗粒轴向速度分布、颗粒体积分数分布以及流场结构分布结果。研究表明：旋切喷嘴结构下恩德气化炉炉内颗粒流动轨迹为螺旋上升式结构,并在炉膛中下部形成颗粒内循环;增大喷嘴气化剂速度能够提升颗粒内循环倍率;随喷嘴气化剂速度的增加,炉内气固流动特性越佳,喷嘴速度为50,60 m/s时,炉内流场较为紊乱,喷嘴速度增加到70,80 m/s时,颗粒分布更加规则,但气固流动特性变化已不明显,考虑到喷嘴速度过大会影响系统的稳定性,则喷嘴速度70 m/s时,为较优工况。模拟结果为热态数值模拟以及提高工业气化炉气化效率的研究提供一定的理论依据。     

固定床熔渣气化高速射流区气固运动行为研究

为研究固定床熔渣气化炉中气化剂喷嘴安装角度、喷嘴口径、气化剂射流速度与高速射流区深度的关系,利用模化原理对工业级气化炉高速射流区建立50 cm二维冷态模型,采用精密皮托管测量颗粒床层中的气体速度分布,并采用无量纲分析方法,对试验数据进行处理。结果表明:射流穿透深度与喷嘴口径的二次方大致成正比关系;射流深度随喷嘴安装角度的增大呈现先增加后减小的趋势,使得射流深度最大的安装角度为17°~20°;射流深度随射流气速增加呈增大趋势,并拟合出气化剂喷嘴安装角度、射流速度、喷嘴口径与射流区深度的无量纲关系式。     

双出口分级气流床气化炉内颗粒速度和浓度分布

煤炭分级利用是煤炭高效低碳利用的主要途径之一,提出一种同时制备热解气和合成气的分级气流床气化炉,炉体上部为煤热解室,下部为煤焦气化室。采用PV6M颗粒测速仪对气化炉内固体颗粒的速度和浓度分布进行测量,并运用CFD软件对气化炉内气固两相流场进行模拟。结果表明,在射流发展区域与射流碰撞后的折射流发展区域,颗粒速度较高;边壁区域颗粒速度较低且出现回流现象。在惯性和气流曳力作用下,热解室内大部分颗粒自流进入气化室。热解室上部径向颗粒浓度中心高边壁低;气化室下部径向颗粒浓度中心低边壁高。热解室与气化室进气量比、喷嘴角度及颗粒直径等对气化炉出口颗粒流出量分配有重要的影响。热解室进气量增大,颗粒从热解室出口流出占比先减小后增大;热解喷嘴偏转角与颗粒Stokes数增大,颗粒从热解室出口流出占比减小。     

双出口分级气流床气化炉内颗粒速度和浓度分布

煤炭分级利用是煤炭高效低碳利用的主要途径之一,提出一种同时制备热解气和合成气的分级气流床气化炉,炉体上部为煤热解室,下部为煤焦气化室。采用PV6M颗粒测速仪对气化炉内固体颗粒的速度和浓度分布进行测量,并运用CFD软件对气化炉内气固两相流场进行模拟。结果表明,在射流发展区域与射流碰撞后的折射流发展区域,颗粒速度较高;边壁区域颗粒速度较低且出现回流现象。在惯性和气流曳力作用下,热解室内大部分颗粒自流进入气化室。热解室上部径向颗粒浓度中心高边壁低;气化室下部径向颗粒浓度中心低边壁高。热解室与气化室进气量比、喷嘴角度及颗粒直径等对气化炉出口颗粒流出量分配有重要的影响。热解室进气量增大,颗粒从热解室出口流出占比先减小后增大;热解喷嘴偏转角与颗粒Stokes数增大,颗粒从热解室出口流出占比减小。     

二维喷嘴内稠密气固射流稳定性实验

利用高速摄像仪对二维喷嘴内稠密气固射流稳定性进行了实验研究,考察了颗粒粒径、料仓压力以及喷嘴收缩角等因素对射流流动模式及稳定性的影响。结果表明：对于颗粒粒径为78μm的气固射流,随着料仓压力的增大,射流出口速度增大,射流固含率降低,在料仓压力≥0.03MPa、射流速度≥4.82m/s、射流固含率≤0.168时,喷嘴内稠密气固射流出现气泡型的不稳定流动模式;随着颗粒粒径的增大,气固射流固含率降低,喷嘴内稠密气固射流从气泡模式转变为颗粒团不稳定流动模式;改变喷嘴收缩角对射流不稳定模式影响不大。利用微型压力传感器对喷嘴直管不同位置压力进行测量,结果表明压力脉动主要是由于气固射流中气泡及颗粒团的产生及演变导致的。研究表明,随着料仓压力增大,颗粒在喷嘴内向下运动过程中压降增加,渗透进颗粒流的气体分率增加,将导致喷嘴内气固相互作用增强,进而引起气固射流不稳定。     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

顶置七喷嘴气化炉冷态速度场研究

为研究顶置七喷嘴气化炉流场情况,基于相似准则设计并模拟工业规模干粉气化炉条件,采用激光多普勒动态分析仪(PDA)在高4 000 mm、直径800 mm的模型炉中测定了顶置七喷嘴的速度场分布,并与单喷嘴速度场进行对比。结果表明:单喷嘴偏向于中心射流,而顶置七喷嘴轴向速度沿径向分布速度剪切小,更倾向于平推流,且顶置七喷嘴中心轴向速度衰减快,颗粒不易"短路"。此外,相比单喷嘴而言,顶置七喷嘴回流区域更小且中心气固混合效果更好。而通过计算出的回流比结果表明,顶置七喷嘴在喷嘴出口附近的回流比较高,能有效促进气化剂与燃料的混合,提高气化碳转化率。     

水刺加固喷嘴高速喷射流场的数值模拟及验证

以水刺加固喷嘴高速射流对聚合物纤维进行水力缠结加固成形的过程为研究对象,通过建立水刺加固喷嘴喷射流场理论模型,经过数值模拟研究了4个不同水刺加固喷嘴高压喷射流场的运动特征,并与粒子图像测速仪系统测试的结果进行了对比。结果表明：采用Realizable k-ε湍流模型描述水刺工艺水腔内喷嘴的喷射流场正确,建立的数值模拟计算求解方法有效,与实验测试值十分吻合;适当增大喷嘴喷口的高度,可使流体在喷嘴喷口轴向方向的速度增大;适当增大射流初始段的长度,可使流体的流量和压力增大,提高水刺非织造纤维网缠结效果;随着射流过渡段长度的增大,混合段(即过渡段和充分发展段)出口压力增大,喷射流体的速度增大,纤维网所受到的冲击力增大;适当减小喷嘴过渡段高度,混合段出口处压力增大,可以实现较大范围内喷射流体速度的增大,改善水刺非织造纤维网缠结效果。     

固定床熔渣气化炉内冷态气固两相流动特性

为了研究固定床熔渣气化炉喷嘴射流速度和安装角度对炉内流场的影响,搭建了固定床熔渣气化炉冷态试验平台,并结合Fluent软件进行了建模。结果发现:(1)随着气体流量和射流速度的不断增加,气体在物料内部的穿透距离不断加长;(2)随着喷嘴下倾角度的增加,射流深度、回流区径向深度及回流区高度呈不断减小趋势;当喷嘴下倾5°~10°布置时为最优工况,料层内部喷嘴方向射流穿透深度适中,炉内流场分布较好;(3)随着喷嘴切圆角度的不断增大,喷嘴对冲碰撞作用越小,气流逐渐偏离径向区域,喷嘴轴截面气体分布量逐渐变少,料层内部射流穿透深度先增大后减小。综合考虑各因素,喷嘴下倾5°并切圆旋转10°布置时,料层内部水平方向射流穿透深度最大,炉内流场分布较好。     

氧气射流作用下的电弧炉熔池两相流数值模拟

建立了单氧枪供氧强度为3000 m3/h时炉壁氧气射流冲击电弧炉熔池的三维两相流数值模型. 流体动力学数值模拟结果表明,在超音速射流作用下,熔池中形成的涡流促进了钢液循环流动,涡流中心位置处于液面下0.3 m、距熔池中心1.6 m处,位于氧枪轴线上、涡流中心以下的钢液流的速度呈分段线性分布. 竖直方向每降低1 cm,熔池中下部的钢液速度降低0.0015~0.002 m/s,靠近炉底的钢液速度降低0.006~0.007 m/s. 熔池表层钢液直接受射流的冲击作用,在喷吹初期钢液速度即可达0.1~0.5 m/s,之后基本不变;熔池中下部和偏心炉底区钢液速度最低,速度随喷吹时间增加而增加.     

基于环糊精的纳米功能组装体的研究进展

通过分子自组装形成稳定和结构可控的材料是现在功能材料学、生物学的焦点,构筑纳米尺寸的功能性分子自组装体更是接近生命现象和过程的本质。基于环糊精的超分子组装以其选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。本文就近十年来基于环糊精的纳米尺寸的功能组装体的研究进展进行简要综述,包括修饰环糊精的软连接自组装,环糊精轮烷、聚轮烷、纳米线、纳米管、纳米笼的设计、构筑及其更高级组装,以及环糊精与纳米粒子的分子组装和基于环糊精的分子机器。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

表面活性剂对钙指示剂影响的研究

由于钙指示剂（又称NN指示剂）的水溶液不稳定,通常将其配制成固体指示剂使用,但是存在着生成的络合物不够稳定、终点变色不敏锐、准确度不高等问题。研究了固体钙指示剂的最佳使用条件,以及表面活性剂对钙指示剂稳定性、灵敏度的影响等问题。实验结果表明：固体钙指示剂的最佳配比是钙指示剂与氯化钠的质量比为1∶100、液体钙指示剂中钙指示剂-十二烷基硫酸钠,以及钙指示剂-乳化剂OP-10-苦味酸效果最佳,终点变色更加敏锐,精密度以及准确度都有显著提高,体系稳定性好。     

Micro-viscometer based on electrowetting on dielectric

A viscometer used to measure the viscosity of 10 μl of a liquid, must be miniaturized down, and the liquid velocity gradient in the channel used to determine the viscosity coefficient. Two major factors that affect the liquid velocity are the mechanical forces exerted by the mechanical motors and electromagnetic forces. In this study, electrowetting on dielectric (EWOD) is adopted to drive liquids. Variously sized electrodes on a chip, and two shapes of channel are employed to measure the velocity gradient to determine the viscosity coefficient. The device is fabricated by microelectromechanical system (MEMS) technology. The dielectric layer used in EWOD has a high dielectric constant, BST (Ba_0.7Sr_0.3TiO₃), to reduce the required applied voltage; its surface is coated with hydrophobic polymer, polytetrafluoro-ethylene (PTFE, Teflon^® AF DuPont). Experimental results demonstrate that liquids can be pulled at 660 μm/s in linear channels by applying a voltage of 15 V.     

漆酶用于木质纤维板结合的研究

研究了温度和pH值对漆酶酶活以及漆酶处理纤维压制纤维板性能的影响。结果表明,pH较低、温度较高时漆酶酶活较高,压制的纤维板强度性能较好。但温度太高(60～80℃),延长加热时间,漆酶稳定性变差,酶活明显降低,压制纤维板的强度下降。     

株洲化工集团管理改革经验探讨

探讨了株化集团在企业管理及改革等方面的经验。该公司为适应市场经济的变革制订了科学的发展规划、思路和目标;确定了目标管理实施方案和各项制度;强化销售工作和质量管理,加大科技投入,加强科技创新活动;理顺各种关系,做好各项有关工作,使企业的经济效益和对社会的贡献逐年增大。     

基于四氢呋喃聚醚聚氨酯弹性体力学性能的研究

以四氢呋喃聚醚（PTMG）、二异氰酸酯（TDI、或MDI）和扩链剂（MOCA、或BDO）为原料,制备了浇注型和热塑型聚氨酯弹性体。研究了预聚体的NCO基质量份、PTMG的分子量和硬段质量份数对PU弹性体力学性能的影响。结果表明：PU弹性体的硬度和模量随NCO含量和硬段质量份数增加而增加。逐渐提高PTMG的分子量,PU弹性 的拉伸强度降低,而拉断伸长率增加。2000分子量的PTMG－PU弹性体的冲击弹性比1000分子量的PTMG－PU好。     

轮胎滑水特性的CFD分析

以205/50R16子午线轮胎为研究对象,建立带有纵向花纹沟的轮胎有限元模型(FEM)和计算流体动力学(CFD)模型。基于流固耦合的FEM模拟轮胎滑水产生的过程,采用重整规化群和流体体积组分方法的CFD模型得到轮胎接地区域内的水膜流场分布。两种模型计算结果对比表明,CFD模型能够用来分析胎面微花纹沟内流体流动特性。随着水膜厚度的增大,轮胎受到的流体压力也变大,容易出现滑水现象。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。