灭火添加剂对细水雾粒径分布规律的影响

为了优选灭火效能好的细水雾添加剂,根据Lewis—Nukiyama—Tanasawa（LNT）关联公式、表面化学理论、激光粒度仪研究了不同添加剂作用下细水雾粒径分布的变化情况．结果表明：无机盐Ⅰ对细水雾粒径影响较小;增黏剂V1与V2使粒径为75～125μm的雾滴数减少,粒径为225～350μm的雾滴数增加;表面活性剂S1与S2使粒径为25～125μm的雾滴体积分数增加,粒径为150～375μm的雾滴体积分数减少;复合添加剂C1使细水雾的粒径分布向小粒径变化,分布范围变宽;复合添加剂C2则使粒径为75～150μm的雾滴体积分数减少,而在175～250μm之间的雾滴体积分数增加．     

确定雾滴谱的方法和雾的红外辐射衰减特性

利用雾滴尺寸的Γ分布模型推导了雾滴谱特征与雾的含水量及能见度的关系，给出了利用毫米波衰减和能见度测量雾滴谱特征的方法。根据雾的含水量与能见度的经验关系，对平流雾和辐射雾的雾滴谱特征进行了计算和分析，结果表明，平流雾的雾滴浓度的随含水量的增加而增加，而辐射雾则要反，并且对于同等含水量，平流雾的雾滴浓度比辐射雾小约一个数量级，但其模式半径却要大得多。最后利用所导出的雾滴谱得到了辐射雾的10.6μm和11μm红外辐射衰减与含水量的线性关系，与实验结果有很好的一致性。     

基于PDA的电喷雾雾化性能研究

随着科技的发展,感应荷电喷雾技术在越来越多的工程领域得到了应用。采用水、甘油及不同体积比的水-甘油混合溶液这些常见常用液体为介质,以雾滴的尺寸和分布状态作为考察喷雾性能的主要指标,通过粒子动态分析仪（Phase Doppler Anemometry,PDA）,对比研究了感应荷电方式下雾化溶液的粘度、电极电压对液滴雾化性能的影响。结果表明,在感应荷电过程中电极电压越大,雾滴在20~50μm数量级上分布的雾滴越多,电极上加载电压后雾滴粒径明显减小分布更均匀,并且随着液体粘度的增大,粒径也增大且雾滴分布均匀度明显下降。     

负压环境下飞轮造雾系统雾化特性试验研究

为了探究负压环境下飞轮造雾系统的雾化特性,利用FLUENT软件对该系统简化非稳态三维流场进行模拟,并在模拟的基础上搭建实验台进行试验研究。利用LS-2000分体式激光粒度分析仪测量系统出口雾滴索泰尔平均直径,分析负压环境下不同飞轮转速和个数对雾滴平均直径、雾通量和雾场最大射程的影响。结果表明:随着飞轮转速增大,雾滴索泰尔平均直径先减小后增大,转速为1 200 r/min时雾滴平均粒径达到最小值,为88.6μm;雾通量随飞轮转速增大而逐渐增大,而雾场最大射程呈现出先减小后增大的变化趋势;随着加装飞轮个数增多,雾通量增大趋势明显,而对雾滴平均直径影响不明显。     

植保无人机变量喷雾处方图实时解译系统的设计与试验

研制了基于ARM架构的变量喷雾处方图实时解译系统,此系统可以实时提取无人机作业位置、速度、高度等参数,并在处方图中进行寻址从而读取对应的栅格处方值发送至变量喷雾系统。寻址采用了延时算法优化设计,使解译结果满足作业需求。解译系统与变量系统搭建在大疆MG-1植保无人机上,通过试验测试解译系统的可实施性与精确性。试验结果表明,此系统可成功实时解译变量施药处方图,在有效喷幅内,栅格中心与栅格边界变量结果显著,与预设处方值相符,采集带雾滴沉积量为0.005～0.765 8μL/cm2,雾滴覆盖密度为12～72个/cm2,变量转换时间约为0.5 s,变量精度为1 m。     

喷雾参数对猕猴桃精量对靶授粉雾滴沉积量的影响

为了提高猕猴桃在不同倾斜角度下的花粉液沉积量,达到节约花粉液和提高授粉效率的目的,提出了一种基于角度调控的精量对靶授粉方式,并分析了气压、液压、喷雾距离和倾斜角度对雾滴沉积量的影响。首先搭建了精量对靶授粉试验装置;其次针对不同花朵重叠的情况,设计了精量对靶的角度调控方案、控制参数试验方案以及沉积量、雾滴粒径大小测试方法,确定了无倾斜角度下的授粉控制参数;再次分析了倾斜角度对雾滴沉积区域面积、理论授粉时间、雾滴逃逸率以及授粉补偿时间的影响,确定了最终授粉时间;最后通过验证性试验对精量对靶授粉方式进行雾滴沉积量和授粉成功率的分析。试验结果表明：当授粉液压为0.070 MPa、授粉气压为0.150 MPa、授粉距离为40 cm、授粉基础时间为3.50 s时,雾滴沉积量可满足无倾斜角度的充分授粉要求;随着花朵、喷嘴倾斜角度的增大,雾滴逃逸率和授粉补偿时间随之增大,最大雾滴逃逸率为27%;精量对靶授粉方式在不同倾斜角度下花蕊区平均雾滴沉积量稳定在43.0～46.5 mg,平均单朵花所需最终授粉时间3.67 s,授粉成功率达到96.7%。基于角度调控的精量对靶授粉方式在节约花粉液、提高授粉效率以及...     

气雾两相受限射流特性的研究

本文采用自由射流理论研究了有限空间中气雾两相射流的流动特性,考虑雾相的存在对气相流速的作用,并由此推出了受限气雾两相流气速分布和雾相浓度分布计算方法,结果表明雾滴的卷入对气流的流动起到了阻滞作用,使其流速减小,在此基础上对受限射流在排出口附近存在的分离面进行了讨论,并采用单颗粒动力学模型求解了雾滴的速度分布,得知当雾滴的直径dp=5μm,在距喷嘴出口30mm的地方将雾滴加入到出口气速u0=140m/s的气相射流中时,雾滴在15mm左右的距离内就能被加速与气流等速,最后经过实验论证得知模型计算值与实验值吻合较好,该模型能较好的体现有限窨中的气雾两相射流特性。     

管道内喷雾蒸发冷却的数值模拟及优化设计

为研究雾滴粒径、喷头间距、风速和喷雾比等参数的改变对管内喷雾降温蒸发效率的影响,采用DPM模型方法对送风管道内喷雾直接蒸发冷却进行数值模拟和分析.通过单因素和多因素正交试验模拟,得到各参数最佳工况.模拟结果表明:粒径、风速和喷雾比越小时,蒸发效率越高;喷头间距的最佳值,应根据饱和水气比、空气流速、喷头的喷出速度和喷射角度确定.根据模拟结果,考虑系统经济性,对雾滴粒径小于30μm、风速1 m/s以下的工况,喷雾比下限为0.7,蒸发效率最高可达92%,饱和效率可达65%以上.     

掘进面喷雾雾化粒度受风流扰动影响实验研究

利用喷雾雾化粒度测量实验系统,对2种常用压力式喷嘴在受0.4m/s风流扰动前后不同水压、位置处的雾化粒度进行了测量.结果显示:风流扰动前后,喷雾雾化粒度随压力的增大、与喷嘴轴向距离的减小及与雾场轴向横截面中心距离的减小而减小;受风流扰动影响后,雾滴粒度总体有所增大,相对尺寸范围Δs平均值减小了0.06,但是,D10平均值减小了1.12%,粒径在23μm以下的雾滴有所增加,雾场轴向横截面中心处的雾滴粒度减小了6.38%～8.51%.根据实验结论,对掘进机外喷雾进行了改进,水压由2MPa增至8MPa,喷嘴距截割头的距离由1.55m移至1m,喷雾雾场轴向横截面中心正对着截割头与煤的结合部,结果表明:相对于改进前,掘进面全尘、呼尘分别平均降低了60.5%,62.8%.     

风流扰动支架架间高压喷雾降尘雾滴粒度实验

为确定风流扰动综采工作面液压支架架间高压喷雾降尘雾滴粒度变化规律,选用3种喷嘴,基于自主设计的高压喷雾雾滴粒度测量系统进行了模拟实验,并进行了风流扰动架间高压喷雾雾滴降尘应用试验.结果表明:速度为1.2m/s的风流扰动后,雾滴场的雾滴粒径平均值有所增大,迎风侧雾滴粒径小于背风侧;随着喷嘴迎风安设角度α增大,雾滴场的整体雾滴粒度先减小后增大,α=10°时最小,3种喷嘴中喷嘴Ⅰ在8MPa喷雾压力时的雾滴粒度最小;风流扰动后,随着α增大,各测点粉尘质量浓度、全尘与呼尘降尘率平均值的差值均先减小后增大,降尘率平均值反之,α=10°时降尘效果最佳,全尘、呼尘的降尘率平均值分别为80.11%,78.04%,结合实验结果,确定最优α为10°.     

弥雾喷粉机结构参数的优化设计

本文提出了弥雾喷粉机结构参数优化设计系统，推导出了以射程为目标函数的关系式和约束条件，并对解法作了相应的说明，将该优化设计方法用于实际产品设计表明，该优化方法与传统的设计相比，可使弥雾喷粉机的主要性能指标射程提高3m以上，而整机尺寸并不增加。     

生物微胶球处理含酚废水研究

用热带假丝酵母菌株1322作为生物菌种,以海藻酸钠为载体,通过高压静电液滴喷射法制成直径为300～400μm的生物微胶球。考察了生物微胶球在降解处理苯酚浓度分别为500mg／l、1000mg／l、2000mg／l溶液时及连续三批处理苯酚浓度为500mg／l溶液时的降解情况。结果表明：生物微胶球对含酚废水具有良好的降解效果,且胶球机械强度高,溶胀性小,与废水容易分离等特点,为生物降解工业含酚废水提供了理想途径。     

Simulation on spray evaporation processes in Multi-spout bed by modified impinging wall method

Basing on some researchers’ experimental results,the droplet impinging wall model was modified,and We Number and K Number were adopted to determine the mode of droplet impinging wall.The simulation results indicated that the mode of impinging droplet is sticking on the wall in Muti-spout bed.The droplet impinging wall model modified can describe the droplet impinging wall phenomenon accurately in the multistage spouted fluidized flue gas desulfurization reactor.Basing on the study above,the distributions of temperature and relative humidity in the reactor were attained.In atomization region,the distribution of temperature exhibits "M" shape.The relative humidity exhibits"W"shape.The mass concentration of droplet reduces along axis of the reactor.Due to the multi-spouted configuration,droplet concentration increases obviously in the intersection region between the 1st and 2nd stage reaction region.The evaporating intensity reaches its peak value in the area of 200 mm away from the sprayer,and droplets are completely evaporated at 1500 mm.     

自建气动阀式微米按需液滴喷射系统及对细胞活性的影响

为了喷射细胞并保持高的细胞活性,设计并搭建了一套基于气动阀控技术的微液滴按需喷射装置.该装置主要部件包括储液腔体、位于腔体底部的100μm直径喷嘴、以高速电磁阀和放气管为核心的气路以及液滴拍照系统.该装置利用高速电磁阀产生气体压强脉冲,迫使储液腔内液体挤出喷嘴,形成液滴;气体随后经放气管排出,恢复储液腔内气压平衡.经拍照系统验证,该装置实现了稳定的单液滴喷射,喷射频率可以达到20 Hz,液滴直径约200μm,实现了对人外周血淋巴细胞和培养基的喷射.流式细胞检测显示,细胞经喷射过程的存活率接近100%.     

Types and development status of micro-droplet jetting valve

为了喷射细胞并保持高的细胞活性,设计并搭建了一套基于气动阀控技术的微液滴按需喷射装置. 该装置主要部件包括储液腔体、位于腔体底部的100μm直径喷嘴、以高速电磁阀和放气管为核心的气路以及液滴拍照系统. 该装置利用高速电磁阀产生气体压强脉冲,迫使储液腔内液体挤出喷嘴,形成液滴;气体随后经放气管排出,恢复储液腔内气压平衡. 经拍照系统验证,该装置实现了稳定的单液滴喷射,喷射频率可以达到20Hz,液滴直径约200μm,实现了对人外周血淋巴细胞和培养基的喷射. 流式细胞检测显示,细胞经喷射过程的存活率接近100%.

     

减压膜蒸馏过程与热泵耦合技术研究

采用压缩式热泵回收减压膜蒸馏(VMD)过程的相变热,用于加热减压膜蒸馏系统原料液,并研究VMD过程与热泵耦合技术,以获得二者耦合工作的最佳工艺条件.结果表明:在组件进膜温度为70℃、膜组件面积为0.1 m2、膜蒸馏系统的进料流量为2.0 L/min、原料液加热循环流量为2.3 L/min、蒸汽冷凝循环流量为1.6 L/min、真空度为0.09 MPa条件下,热泵COP为3.08,膜通量为17.8 kg/(m2.h),产水电导率小于10μS/cm.这说明热泵较好地回收减压膜蒸馏过程中的蒸汽潜热,达到了能量循环使用的目的.     

Alternating electric field actuated oscillating behavior of liquid metal and its application

As a class of newly emerging functional material, Gallium based liquid metals have attracted increasing attentions in many fields, such as chip cooling, printed electronics and microfluidics, etc. Particularly, the motion control of liquid metal droplet has been recently tried for its importance in microelectromechanical system (MEMS), microfluidics and potential use in micro-machine or reconfigurable soft robot. This paper is dedicated to explore the motion behavior of liquid metal droplet under AC electric field. The quickly induced oscillation phenomena of liquid metal droplet and surrounding electrolyte solution were observed and the major factors to influence such behaviors are theoretically interpreted and experimentally investigated, including the size of the liquid metal droplet, electrode voltage, electrolyte solution concentration and AC signal frequency etc. Moreover, some typical features to distinguish AC filed actuation with DC field are observed, such as intensive fluid waving induced by the resonance stimulation, and the efficient inhibition of solution electrolysis. Finally, two important applications of adopting AC induced surface oscillation of liquid metal droplet to develop solution mixer as well as fluidic pump were demonstrated which successfully avoid gas generation inside electrolyte environment. The bulk oscillation effects of liquid metal as clarified here could be very useful in a variety of areas such as solution disturbance and mixing, and fluid oscillator or pump etc.     

非球面制造中的加工误差修正补偿

非球面镜在军用和民用光学制造领域中得到了广泛的应用,加工误差一直是研究的热点。为了解决在光学加工容易出现加工误差这一难题,对非球面镜的加工方法进行了深入的研究。通过采用CNC数控铣磨机进行光学非球面加工,分析砂轮转速、工件转速、进给量和冷却液等因素对加工误差的影响规律,研究出合理的误差修正补偿方法——砂轮直径补偿法和沥青抛光模修正法,并对该补偿方法进行了实验。经实验,PV值为0.245μm,表面粗糙度值为0.0160μm。结果证明此方法能有效的减小加工误差带来的影响,从而得到较理想的面型。     

Modeling the influence of forced ventilation on the dispersion of droplets ejected from roadheader-mounted external sprayer

In order to reveal the influence of forced ventilation on the dispersion of droplets ejected from roadheader-mounted external sprayer, the paper studies the air-flowing field and the droplet distribution under the condition of gentle breeze and normal forced ventilation in heading face using the particle tracking technology of computational fluid dynamics (CFD). The results show that air-flowing tendency in the same section presents great comparability in the period of gentle breeze and forced ventilation, and the difference mainly embodies in the different wind velocity. The influence of ventilation on the dispersion of droplets is faint under the gentle breeze condition. The droplet can be evenly distributed around the cutting head. However, under the normal forced ventilation, a large number of droplets will drift to the return air side. At the same time, droplet clusters are predominantly presented in the lower part of windward side and the middle of the leeward side around the cutting head. In contrast, the droplet concentration in other parts around cutting head decreases a lot and the droplets are unable to form close-grained mist curtain. So the dust escape channel is formed. In addition, the simulation results also reveal that the disturbance of air flow on the droplet distribution can be effectively relieved when using ventilation duct with Coanda effect (VDCE). Field experiment results show that the dust suppression efficiency of total dust and respirable dust increases respectively by 10.5% and 9.3% when using VDCE, which proves that it can weaken the influence of airflow on droplet dispersion.     

面曝光快速成形系统升降工作台运动精度研究

介绍了面曝光快速成形实验系统的基本原理,构建了由运动控制卡、驱动器、精密滚珠丝杠、直线导轨等组成的升降工作台,并对其运动精度进行了测试和评定．工作台向下进给时,定位精度为10．9μm,单向重复定位精度为10．8μm;工作台向上进给时,定位精度和单向重复定位精度都为7．6μm．测试结果表明,该系统能够满足制作小尺寸零件的精度要求．