跨临界CO2在短管内的非平衡流动特性

建立了跨临界CO₂在短管内流动的两流体模型和均相流模型.两流体模型考虑了汽液两相间的速度滑移和温度差异,而均相流模型则认为汽液两相的速度和温度相同.分别用两种模型进行了计算,并与实验数据进行了对比.结果表明：两流体模型90%的流量计算值与实验值偏差在±20%以内,并能合理预测压力的沿程分布;均相流模型对流量的预测结果与两流体模型接近,并未因忽略非平衡特性而严重偏低.另外,汽液两相温度差异和速度滑移的分布计算结果也证实了短管内跨临界CO₂流动的非平衡性并不显著.本文从理论上对此现象进行了解释.     

等温气液混合器压降研究

实验研究空气-水两相流体通过等径90°T型管混合器进行混合的压降.结果表明,在实验范围内,混合后气液两相混合物的流动流型为环雾流,其压降主要与两股混合物流的动量比有关.根据混合后气液两相混合物的流动流型,模拟计算空气-水系统的压降,计算结果与实验结果较为吻合.利用该计算模型分析气液流量对混合器压降的影响.     

气升式内环流反应器流场及传质特性数值模拟

采用双流体模型和气液二相流体动力学理论建立了气升式环流反应器流体流动的数学模型,在此模型的基础上利用溶质渗透理论和各向同性湍流理论建立了局部液相体积传质系数数学模型。采用计算流体软件F luent对气升式环流反应器内气液二相流动状况进行模拟,模拟结果较好地解释了气升式环流反应器内的流动行为及传质特性。模拟计算值与文献实验值的吻合说明了模型的可行性。     

高气液比倾斜管临界携液流速研究

天然气在管道输送过程中,随着温度和压力的降低会产生凝析液,凝析液聚集在管道的低洼处形成积液,不仅堵塞管道影响输气效率,而且腐蚀管线。生产中,通常采用提高气速的方法排出管道积液,能够使得管道积液从低洼处被携出的最小气速为该管道的临界气速。文中根据倾斜管内液相的基本动量方程,进行适当假设,建立倾斜管临界携液模型,并设计地势起伏的管路与实验管架,进行不同工况的实验,以确定管道的临界携液气速。另外还挑选出合适的气液界面摩擦系数,代入临界气速方程进行求解。结果对实验值与模型计算值进行对比,吻合度较好,其中Linehan的气液界面系数更适用于黏度较小流体模型的计算,Wongwises的气液界面系数则更适用于黏度偏大的流体。     

用UNIFAC方法预示多组份汽液平衡数据

用UNIFAC基团贡献预测液相活度系数,按非理想汽相计算多组分汽液平衡数据。对所得结果进行了热方学一致性检验。对极性和氢键组分的混合物的计算,其结果与实验值比较,汽相成分的平均绝对误差在0.004～0.03克分子数之间,平衡温度的平均绝对误差在1～1.5°K 之间,平衡压力的平均相对误差3.5～5.4%之间。适用于水、醇、酮、酸、卤代烷、酯、胺、烷烃、芳烃、硝基烷等类化合物成分的混合物的汽液平衡数据的计算。CROMEMCO 系列微机上建立了全部程序(Fortran Ⅳ)。包括了1983年前全部的43个主基团(84个付族基团)近千个基团相互作用参数。     

丙烯腈装置尾气催化燃烧本征动力学

消除内外扩散影响后, 在微型固定床积分反应器中开展了国产HPA型负载贵金属催化剂上一氧化碳、丙烯和丙烷单组分及其三组分混合物催化燃烧的实验研究。采用程序升温脱附（TPD）手段考察了反应物在催化剂上的吸附脱附情况, 据此推测可能的反应机理, 建立了单组分催化燃烧的Eley-Rideal速率模型。运用最小二乘估计和单纯形优化搜索方法对模型参数进行了估值, 反应物转化率的模型计算值与实验值吻合良好。同时, 将所得单组分动力学模型叠加用于预测多组分催化燃烧时, 转化率的计算值与多组分实验结果相容。     

海水脱硫散堆填料塔的流体力学计算

采用体积平均法建立了描述散堆填料塔内气、液两相的流动模型；通过数值计算，获取了在不同液气比下塔内流体速度、孔隙率分布及压力分布，并就压力损失与实验值进行了对比，预测值与实验值吻合较好，趋势完全一致。分析海水速度分布图发现，靠近壁面处存在显著的壁流现象，并在沿流方向上液体有向壁区积聚的趋势，壁流现象变得更严重。由3种填料径向孔隙率分布图可看出，近壁面处的孔隙率明显高于中间区域，这是形成壁流的原因所在。     

循环流化床多组分颗粒气固两相流动模型和数值模拟

基于稠密气体分子运动论和颗粒动力学,考虑多组分颗粒中颗粒组分与颗粒组分、颗粒组分内颗粒之间的相互作用以及气体与颗粒之间的相互作用,提出多组分颗粒非等温颗粒气固两相流动模型.以颗粒压力、径向分布函数、黏度、颗粒碰撞耗散等耦合各颗粒组分间和颗粒间的相间作用.采用大涡模拟方法模拟气相湍流流动.提出了多组分颗粒的径向分布函数计算方法.对循环流化床上升管中双组分颗粒气固两相流动特性进行了数值模拟,模拟结果揭示了上升管中双组分颗粒气固两相流动的环-核流动结构,得到了平均颗粒粒径的轴向和径向分布规律,计算结果与文献中实验结果相吻合.     

混合热和汽液平衡数据间的相互推算

本文评述了混合热和汽液平衡数据间相互推算的方法。由文献知,从混合热推算非理想混合物的汽液平衡的精度要比从汽液平衡推算混合热的精度高。从苯一丙酮和甲苯一乙腈两体系的等温混合热计算了汽液平衡,汽相组成的计算值和实验值间的符合程度是满意的。     

垂直管中气,液两相上升流动摩擦压降测定的改进

本文研究了气、液两相垂直上升流动的摩擦压降，改进了两相液中流体的压差与持液量的测定技术，实验在内径为１９ｍｍ、高度为１５００ｍｍ的垂直玻璃管中完成，实验介质采用空气与水，两相流摩擦压了值通过测定压差与持液量实验数据计算得到，流型通过观察决定。