单螺杆挤出机物料停留时间分布的在线检测

挤出机停留时间分布(Residence time distribution,RTD)反映物料在挤出过程中所受的热历史,可以表征其轴向混合能力。基于荧光原理,借助转矩流变仪的单螺杆挤出平台搭建一套挤出机RTD在线检测装置。利用荧光分光光度计确定不同示踪剂的最佳测量波长,进一步探明示踪剂浓度和光信号的线性关系;在优选蒽(EN)为示踪剂的基础上,通过重复实验考察此荧光在线检测装置的可靠性,并确定示踪剂用量同时也考察螺杆转速对聚苯乙烯(Polystyrene,PS)在单螺杆挤出过程RTD的影响。结果表明:该荧光在线检测装置可以成功检测到PS在单螺杆挤出机中的停留时间分布且稳定性良好;螺杆转速越快、最小停留时间越小、停留时间分布变窄,表明挤出机的轴向混合能力减小。     

新型塔式混合澄清萃取器及其流体力学性能的研究

分析了混合澄清萃取器与传统塔式萃取器的优缺点，对新型塔式混合澄清萃取器进行了流体力学的研究，结果表明，一级塔式混合澄清萃取器的停留时间分布在较低搅拌速率时与两个全混釜串联的模型值较为接近，搅拌速率对停留时间分布以及分散相滞留量影响较小，分散相滞留量与分散相流量的关系可以拟合为经验关联式φ=0．252lnVd-0．298。     

自我造粒型流化床中颗粒流态的试验测定

介绍了用高岭土染色制成颗粒示踪剂考察自我造粒型流化床颗粒流动规律的试验方法．用这种方法能比较直观地了解固体颗粒在流化床内部的混合和运动情况,并能通过流化床出口处示踪剂浓度变化掌握颗粒在流化床中的停留时间分布规律．文章根据试验数据的分析整理,提出了平推流——完全混合流串并联模型,该模型能较好地概括床中颗粒流动的一般规律     

抛射式双轴混合制粒机混合机理及参数优化

通过固体颗粒在高速混合器内进行的搅拌混合的试验,研究了混合器内各结构参数与混合效果的关系,如筒体直径、主搅拌桨离筒底的间隙、主辅搅拌桨间距、辅搅拌桨离筒底的距离;分析了混合效果与各结构参数及操作参数的关系.通过固定1个物料体系,进行3因素(主搅拌桨转速、辅搅拌桨转速、混合时间)3水平的正交试验.找出最佳混合参数组合,给出最适混合转速及最适混合时间.此型混合机与传统的混合装置相比大大缩短了混合时间,提高了混合效率、降低能耗.同时还具备制粒、干燥的功能.     

改进的受限空间撞击射流反应器混合效果多尺度模拟

受限空间撞击射流反应器(CIJR)是一种具有高强度混合效果的反应器型式,但其应用受到必须是两股等量物料进料的限制。本研究提出了克服其限制的一种改进的CIJR型式,对其在3种进料方式、3种结构尺寸设计原则下获得的9种情况的混合性能进行了研究,结果表明:采用大流量组分从顶部进料,小流量组分等分成两股从两侧相对进料的方式可以获得最优的宏观混合效果;采用三股物流等速度原则设计的结构可以获得最优的微观混合效果;总体混合效果则在采用小流量分成两股等量从两侧相对进入,大流量组分从顶端进入,而结构尺寸利用三股物流等动量(雷诺数)原则计算的情况下获得最优效果。研究成果可以为进一步开发多组分、多股进料的CIJR提供基础。     

镇海炼油厂RFCC装置第一再生器的冷模实验研究

本文为了考察镇海炼油厂RPCC装置第一再生器的操作状况,根据几何相似原理建立了冷模实验装置,并采用示踪剂脉冲响应技术,测定了不同实验条件下催化剂在流化床再生器中的停留时间分布,对影响再生器操作的主要因素进行了分析研究,从而提出了改进第一再生器操作的具体措施。     

磷酸陈化槽两相流搅拌的数值模拟

为建立相对精确的磷酸陈化槽的固-液两相混合过程数值模拟的方法,指导此类搅拌器的设计并优选搅拌结构,使用计算流体力学软件FLUENT对磷酸陈化槽内的固体颗粒与液体的搅拌混合过程进行了三维数值模拟,根据Zwietering的关联式得出搅拌临界转速,利用多相流模型中的欧拉模型来解决悬浮液中的固体颗粒沉降问题,采用多重参考系法(MRF),选用标准κ-ε湍流模式,模拟出平底磷酸陈化槽中液体的流动情况和体积分数的分布、分析垂直面内和水平面内液相的流场分布规律、固相颗粒体积分数特点,并探讨了产生这种情况的原因.模拟结果表明PBT搅拌桨所产生的轴向流流型比较适合固-液搅拌操作.     

混合机混合均匀度样本分析

本文通经过对在测试混合机混合性能时抽取样本的基准分析,探讨对比了以样本中颗粒数量(示踪剂)和以示踪剂添加比例为基准时不同抽样基准与混合均匀度变异系数之间的关系.在以颗粒数量为基准时,主要考虑示踪剂颗粒数量的泊松分布效应影响;在以示踪剂添加比例为基准时,影响的主要因素是抽取样本中示踪剂的抽取概率.对比分析的结果是可以通过缩小示踪剂颗粒几何尺寸增加颗粒数量或增大添加比例量取得好的混合均匀度结果.对不同的示踪剂,仅在颗粒数量上等效,在抽样概率上是不等效的.     

三层搅拌桨排列方式对流场影响的数值研究

为了对在役聚苯乙烯反应装置的反应器进行优化设计和结构改进,利用计算流体力学方法(CFD)分析了在役反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了三层搅拌桨3种排列角对物料流动特性的影响。结果表明,在役聚苯乙烯反应器(三层搅拌桨排列角为0°)内物料的流动以周向流动为主,下层搅拌桨附近物料的径向混合效果好于上层搅拌桨附近的物料。由于受到上下桨叶的干扰,三层搅拌桨之间形成的循环涡流区受到抑制,涡流区面积较小。综合比较发现:排列角为120°的三层搅拌桨混合效果最好,其次是排列角为90°的三层搅拌桨,而搅拌桨排列角为0°的反应器的混合效果最差。     

圆柱形ABR反应器在不同HRT下的水力特性研究

以染料为示踪剂进行示踪脉冲响应实验,研究了圆柱形厌氧折流板反应器(CABR)在不同水力停留时间(HRT)下的停留时间分布(RTD)曲线和水力特性参数.实验结果表明:当HRT在1h至9h变化时,CABR反应器的C-θ曲线趋于正态分布;死区容积率Vd/V在0.154～0.026之间;完全混合槽串联数N值介于6.76～8.26之间.这说明CABR反应器具有容积利用率高和推流化程度强的特点.     

无冷却螺旋管式苯胺重氮化反应工艺试验研究

用正交试验方法分析了苯胺农度、进料温度和停留时间等对螺旋管式苯胺重氮化反应工艺的影响,并着重试验了进料温度因素对反应的影响.试验在无强制冷却的室温条件下进行,其中苯胺浓度为0.5～2 mol/L,进料温度为5～50℃、停留时间为2.3～33.1 s.试验结果表明,在苯胺浓度为1 mol/L,进料温度为25℃,停留时间为11 s时反应转化率达92.4%;苯胺浓度、进料温度、停留时间对反应影响程度各不相同,其中进料温度的影响最大,停留时间次之,苯胺浓度高于1.5mol/L后,对反应影响加剧,导致反应异常;从进料温度对反应的影响试验分析可得,反应转化率最高的进料温度在20～30℃之间.     

气-液撞击流过程中液相停留时间分布的实验测定

气-液撞击流接触器中液相平均停留时间及停留时间分布是重要的性能指标和设计参数.采用脉冲示踪法,测定了气-液撞击流过程中,液相的停留时间分布;以水为介质,黑色碳素墨水作示踪剂,采用光电非接触法检测,经计算机数据采集、处理,得到撞击流过程中液相停留时间分布曲线.初步考察了不同气体流量,液体流量,对停留时间分布曲线的影响;并与无撞击流的气液过程作对比.结果表明,该实验方法简便、可靠,利于后期数据处理;液体流量的增加使液相的停留时间减小,而气体流量的改变对液相的停留时间分布影响不大.撞击流过程使液相在撞击区的平均停留时间增加30%～50%.     

抛射式双轴混合制粒机混合机理及参数优化

通过固体颗粒在高速混合器内进行的搅拌混合的试验 ,研究了混合器内各结构参数与混合效果的关系 ,如筒体直径、主搅拌桨离筒底的间隙、主辅搅拌桨间距、辅搅拌桨离筒底的距离 ;分析了混合效果与各结构参数及操作参数的关系。通过固定1个物料体系 ,进行 3因素 (主搅拌桨转速、辅搅拌桨转速、混合时间 ) 3水平的正交试验。找出最佳混合参数组合 ,给出最适混合转速及最适混合时间。此型混合机与传统的混合装置相比大大缩短了混合时间 ,提高了混合效率、降低能耗。同时还具备制粒、干燥的功能     

抛射式双同混合制粒机混合机理及参数优化

通过固体颗粒在高速混合器内进行的搅拌混合的试验,研究了混合器内各结构参数与混合效果的关系,如筒体直径、主搅拌浆离筒底的间隙、主辅搅拌浆间距、辅搅拌浆离筒底的距离;分析了混合效果与各结构参数及操作参数的关系。通过固定1个物料体系,进行3因素（主搅拌转速、辅搅拌浆转速、混合时间）3水平的正交试验。找出最佳混合参数组合,给出最适混合转速及最适混合时间。此型混合机与传统的混合装置相比大大缩短了混合时间,提高了混合效率、降低能耗。同时还具备制粒、干燥的功能。     

SK静态混合器内停留时间分布的影响因素分析

采用脉冲示踪法对SK静态混合器内停留时间进行了实验测试,设计混合正交实验并且采用极差分析方法研究各因素对停留时间分布的影响。结果表明,影响平均停留时间的各因素大小依次为流速、管径、截面、旋片排列方式;影响方差的各因素大小依次为管径、截面、流速、旋片排列方式。从停留时间分布曲线中可以看出,在相同流速和直径下,沿着轴线方向,静态混舍器内流动趋于活塞流。采用幂函数形式对混合元件数、管径及流速等对平均停留时间的影响进行了量化分析,并针对Di=40mm的静态混合器对此幂函数的正确性进行了验证,平均误差为12％。在较低流速下,由于“壁流”的影响靠近混合器入口处方差值偏大。总的来说,方差分析结果与停留时间分布曲线分析结果相一致。     

脉冲式静态混合器的混合分散特性研究

测定并分析了ＷＭＨ－Ⅰ型脉冲式静态混合器内物料的停留时间分布和分散相粒径分布。给出了停留时间和分散相粒径的数字特征与物料流量间的关系曲线。研究表明，具有脉冲元件的混合器，混合分散效果及操作稳定性均优于无脉冲元件的普通混合器。     

三螺杆挤出机螺杆组合流体流场及流固耦合特性分析

采用有限元法对4种三螺杆挤出机组合螺杆流体进行流场分析,重点分析了速度场、压力场、最大剪切速率、最大拉伸速率、停留时间的分布情况。结果表明,组合螺杆在一定程度上能够削弱轴向速度,延长停留时间,有利于物料充分混合。在此基础上,采用ANSYS/workbench软件进一步分析了流固耦合作用对三螺杆挤出机组合螺杆变形的影响。分析结果表明,组合4混合性能较好,耦合场作用下螺杆变形相对较小,设计较为合理。     

连续操作状态下结晶器内颗粒悬浮状态的研究

使用计算流体力学的方法,在连续操作状态下,模拟研究结晶器内晶体悬浮状态.重点考察在不同搅拌速度下,不同粒径的晶体在结晶器内的混合状态和分布与排料位置的关系.对在容积为10,L的DTB结晶器进行模拟.结果表明,晶体的粒径和搅拌速度对混合状态有很大的影响,而排料口的高度则对结晶器的混合状态无明显影响.     

梅钢40t板坯中间包的工业试验与仿真分析

梅山钢铁公司炼钢厂有2座150t的LD转炉,配40t板坯连铸中间包。为了了解和掌握中间包内部过程的基本特征,在实际中间包内对流动控制装置、钢水停留时间分布及熔泡内温度分布情况进行了现场测试,并结合数学和物理模拟方法进行分析。研究结果表明：钢包与中间包内钢水的温差对中间包内钢水的流动状态有很大影响,进而影响着中间包内许多冶金过程;实际中间包熔泡内温度分布不均,即使没有任何流动控制装置,熔池内上部温度也高于下部温度,现场测定的停留时间曲线与传统的等温水模型实验结果相差较大;在大多数生产条件下,中间包内的流动是非等温流动,以等温条件为前提的挡板设计、控制参数可能与实际情况不符,应该重新鉴别。     

基于信息熵的OTSU二次分割算法

OTSU算法是以图像的背景和目标之间的最大类间方差为测度准则,该算法由于未考虑到目标与背景内部像素分布的均匀性问题而影响分割效果.当背景和目标的类内方差的差别较大时,OTSU算法求出的阈值将偏向方差大的那一类,从而将类内方差较大的那一类数据中的部分像素划分到类内方差较小的那一类中,造成图像的错分割.针对这个问题,本文提出了一种基于信息熵的OTSU二次分割算法,将信息熵理论与OTSU算法相结合,在OTSU算法的基础上加入信息熵.该算法首先用OTSU算法求出图像的阈值,然后根据该阈值对图像进行分割,最后根据信息熵的理论对错分割像素进行分割.为了证明本文算法的有效性,将本文算法与常用的分割算法进行了比较,并采用分割精度来判断分割的性能.实验结果表明,本文算法相较于其他算法,能够得到更高的分割精度,有效地改善图像的错分割现象.