蒸汽射流压力振荡主频研究

在稳定射流区,对饱和蒸汽在过冷水中浸没射流凝结引起的压力振荡特性进行了研究,测量得到了不同汽水参数下的压力振荡特性。通过FFT方法得到了压力振荡的主频,并分析了蒸汽质量流率和水温对压力振荡主频的影响规律,蒸汽射流凝结换热特性决定了压力振荡主频随着蒸汽质量流率和水温的增大而降低。同时,利用先前学者提出的公式并引入量纲为1的蒸汽质量流率和凝结势给出了计算主频的实验关联式,结果表明在本实验参数范围内计算值与实验值具有相同的变化趋势,且吻合的较好,误差在±8%以内。     

蒸汽喷射压缩器的变工况特性模拟与分析

采用改进热力学,建立了蒸汽喷射压缩器变工况特性数值计算模型。结合水蒸气物性程序,对热压缩海水淡化系统中的蒸汽喷射压缩器的变工况性能进行了计算,分析了工作蒸汽压力、引射压力、混合蒸汽压力的变化对引射系数的影响。计算结果表明,当压缩蒸汽的压力高于设计值时,引射系数随压缩压力的增大而减小,而当压缩低于设计值时,引射系数保持不变;提高引射蒸汽压力会引起引射系数的增大;主动蒸汽压力偏离设计值时,主动蒸汽压力的降低（低于设计值）或提高均会引起喷射器性能的降低。     

水平矩形通道内含不凝气的蒸汽凝结换热

对质量流量为38～132 kg·m^-2·s^-1的蒸汽/氮气混合气在水平矩形通道内的凝结换热过程进行了实验研究,研究了氮气含量、混合气质量流量以及冷水质量流量对蒸汽凝结换热的影响。结果表明：在蒸汽流速较高时,不凝气对蒸汽凝结换热的削弱相对较少--8%的不凝气使汽侧凝结传热系数平均下降了26.4%;蒸汽的凝结传热系数随着混合气质量流量的增加而增加、随着冷水流量的增加而下降;此外,通过研究还发现,沿着混合气流动方向,蒸汽凝结传热系数逐渐减小。     

蒸汽喷射器混合室两相流动的数值模拟

应用适用于跨声速流动的湿蒸汽两相流模型对蒸汽喷射器内流体的流动进行了数值模拟研究。重点研究了蒸汽喷射器混合室内流体的流动过程,并比较了采用湿蒸汽模型和理想气体模型计算结果差异。研究结果表明,湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器引射系数略高于理想气体模型的,混合室内喷嘴出口和引射蒸汽入口附近激波产生的局部高压明显小于理想气体模型的,工作蒸汽速度、温度的降低也要比理想气体模型的小。     

主喷嘴直径对蒸汽喷射器性能的影响

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算,并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究,重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明：蒸汽喷射器存在一个临界出口压力,主喷嘴出口直径存在一个最优范围,此时喷射器的引射性能达到最佳,而且激波的耗散损失较小。     

蒸汽喷射压缩器的变工况特性分析

蒸汽喷射压缩器工作特性对系统性能产生很大的影响。文中采用气体动力函数法,建立了蒸汽喷射压缩器变工况特性数值计算模型,对热压缩海水淡化系统中的蒸汽喷射压缩器的变工况性能进行了计算,分析了工作蒸汽压力、引射压力、混合蒸汽压力对喷射系数的影响。计算结果表明,当压缩蒸汽的压力低于一定值时,喷射系数保持不变;喷射压缩器特性对蒸发压力的变化最为敏感,引射压力的微小变化将导致喷射器性能的明显变化;而提高工作蒸汽压力,在一定范围内可以提高喷射器的性能,但超过一定数值后反而会引起喷射器性能的降低。与试验结果对比表明,采用该方法能够正确地预测喷射压缩器的工作性能。     

湿蒸汽非平衡凝结流动的热力学特性

水蒸气凝结两相流动呈现高度的非平衡特性。目前,凝结参数都是利用半经验公式得出,很少考虑两相间传热温差以及耦合问题。在湿蒸汽两相流输运方程的基础上,建立了一种准确简单的凝结成核和水滴生长模型,采用具有较好激波捕获效果的高精度二阶TVD格式进行离散,计算了湿蒸汽非平衡凝结流动参数及凝结冲波分布。着重研究了湿蒸汽非平衡凝结流动的热力学特性,讨论了进口压力对凝结特性的影响,归纳了进口过冷度对成核率、水滴数、凝结冲波形态的变化规律。研究表明:进口压力增加,凝结位置逐渐向上游移动;进口过冷度降低,凝结位置向下游移动,达到较高的Mach数后,才会出现凝结成核;进口过冷度越高,非平衡凝结相变产生的湿度越高。凝结冲波出现后,湿蒸汽沿喷管继续高速流动,其流动规律与等熵流动相似。     

轮胎行业乏汽的回收利用

针对轮胎企业生产排放乏汽的实际情况,选用汽汽引射器完成对乏汽的回收利用。根据汽汽引射器的特点及工艺需要,采用未经降温减压的高压蒸汽作为引射动力蒸汽,乏汽为被引射蒸汽,经过汽汽引射器混合后的低压蒸汽用于烘胶房进行烘胶。本改造方案在减少蒸汽用量的同时,也起到节能减排的良好作用。     

机械加压蒸汽喷射器的性能分析

针对蒸汽喷射器在一定工作蒸汽压力下存在引射极限的问题,提出了在传统蒸汽喷射器的引射蒸汽吸入段设置风机用以提高喷射器的引射推动力。通过对机械加压和传统蒸汽喷射器性能的比较,研究了截面积比、工作蒸汽压力和蒸发温度对机械加压喷射器性能的影响,同时对机械加压喷射器的经济性进行了评价。结果表明,吸入段机械加压使喷射器的引射系数和有效能利用率都得到了提高,当截面积比为9.0,蒸发温度为98℃时,与传统喷射器相比,机械加压喷射器引射系数平均增加2.3%,有效能利用率平均提高1.1%。随着截面积比、工作蒸汽压力以及蒸发温度的升高,机械加压喷射器的引射系数均有所增加。经济评价得,机械加压后喷射器系统节省的蒸汽费用是风机运行消耗电费(即产出/投入)的4.5倍。     

压缩/喷射制冷循环中两相喷射器性能

考虑引射流体的壅塞现象和混合室内的凝结激波现象,对混合室采用恒面积混合模型,应用质量守恒、动量守恒和能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型。以R141b为工质,研究了在不同混合压力条件下喷射器内的压力变化趋势,分析了混合压力对系统性能、喷射器喷射系数和出口压力的影响,探讨了喷射器最优引射室压降、系统最优性能系数及相应的性能提高率随冷凝温度和蒸发温度的变化情况。结果表明:在本文计算工况范围内,两相喷射器混合室内无凝结激波的发生;对混合室采用恒面积混合模型相比等压混合模型更合理;恰当选择混合压力对优化系统的性能非常重要,其最佳值略低于引射流体压力,而远高于引射流体的临界压力,且其对应于喷射器取得最高的喷射系数。     

椭圆管外强化凝结放热过程研究

本文对椭圆管外蒸汽凝结放热过程进行了理论和实验研究,推导出椭圆管外静止饱和蒸汽凝结放热准则方程式,并分析了一些主要参数对凝结放热系数的影响.在实验研究中,对换热周长相同、长短半轴之比(a/b)不同的椭圆管外蒸汽凝结放热系数在不同工况下进行了测试,得到凝结放热实验曲线.论证了椭圆管相对于圆管来说能强化蒸汽凝结放热.理论分析与实验结果比较,表明两者吻合较好.     

水蒸气超音速非平衡流动的变压凝结特性

对水蒸气超音速非平衡凝结流动进行了数值模拟,研究了水蒸气超音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象,揭示了激波与核化凝结流动之间相互作用的非平衡流动规律。着重研究了水蒸气超音速非平衡凝结相变的变压凝结特性,归纳了压力对核化凝结、激波形态的影响规律,给出了进口蒸汽压力变化对蒸汽过饱和度、蒸汽核化率等凝结参数的作用规律。     

蒸汽凝结促进多分散不可溶PM_(2.5)增长的数值模拟

以PM2.5为凝结核,发生蒸汽凝结能够使得PM2.5粒径增加,以利于后续脱除。了解PM2.5的凝结增长规律对于PM2.5的高效脱除有重要意义。为此,基于凝结增长动力学方程,研究等温和绝热系统中多分散不可溶PM2.5的凝结增长过程,探讨蒸汽凝结后颗粒粒径分布随时间、蒸汽饱和度、温度的变化规律,并将等温和绝热系统中颗粒的凝结增长特性进行对比分析。结果表明,过饱和蒸汽能够迅速在PM2.5表面发生凝结,促进颗粒粒径分布向着大粒径、窄分布的方向发展;相同初始温度条件下,提高蒸汽饱和度可以有效促进PM2.5的增长;相同初始含湿量条件下,温度的较小变化就会引起最终颗粒粒径分布发生显著变化,且温度越低,颗粒凝结增长效果越好;与绝热系统相比,相同初始条件下等温系统中凝结增长所需的时间更长,生成的最终颗粒也更大。     

蒸汽凝结促进PM2.5长大的研究现状

蒸汽凝结促进PM2.5长大是一项非常有前景的除尘预处理技术。对蒸汽在颗粒物表面凝结过程中晶胚的形成机理和影响因素、影响液滴的长大因素、蒸汽凝结技术的应用进行了总结分析,指出了该项技术目前的发展现状,并提出了今后的发展方向。     

主喷嘴直径对蒸汽喷射器性能的影响

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算,并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究,重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明:蒸汽喷射器存在一个临界出口压力,主喷嘴出口直径存在一个最优范围,此时喷射器的引射性能达到最佳,而且激波的耗散损失较小。     

分离式热管管内凝结换热的研究

在1:1模型上对分离式热管管内换热特性及不凝结气体扩散规律和对凝结换热的影响进行了试验,得出分离式热管换热器有一最佳充液率,其值为40%左右,凝结换热系数随着蒸汽压力的增加略有降低,在本实验的压力范围内,降低了9.3%。不凝结气体对分离式热管的凝结换热仅影响冷凝段下部一小部分,通过排气阀排出不凝性气体可有效地改善冷凝段下部的凝结换热,随着压力的增加不凝结气体对分离式热管冷凝段的影响减小。     

超声波场中蒸汽气泡凝结过程及传热特性

利用高速摄像仪记录有、无超声波时注入过冷水中蒸汽气泡的凝结过程,以分析超声波对蒸汽气泡凝结过程及传热特性的影响。结果表明:在超声波场中,蒸汽气泡表面会形成晶格状毛细波,有效增加气泡表面积,并加强气泡周围流体热边界层扰动,从而导致凝结换热的强化及气泡凝结速度加快。基于15～60 K过冷度下,有、无超声波时较大蒸汽气泡凝结的实验数据,拟合得出有、无超声波时的气泡凝结换热经验关联式,预测误差在±30%以内。     

油田污水MED-TVC联合处理系统的Aspen Plus模拟与分析

为实现油田污水的高效洁净处理,提出了多效蒸发(multiple effect desalination,MED)和蒸汽热力喷射器(thermal vapor compressor,TVC)联合处理系统。应用Aspen Plus工具建立了MED-TVC系统的工艺流程模型,并进行了模型验证。在此基础上,分析了TVC对MED工艺的优化效果,研究了工作蒸汽压力和TVC引射位置对系统热力性能的影响。研究结果表明:增加TVC装置及提高其工作蒸汽压力均能有效改善MED系统性能;优化TVC引射位置可以使系统造水比提高12%,冷凝水流量减少22.54%。     

优化乙烯装置急冷系统操作 降低急冷水排放量

针对老区乙烯装置稀释蒸汽发生系统存在的问题,提出相应改进措施,如采用增加再沸器的液位监视系统,降低系统的操作压力,提高工艺水汽提塔的汽提温度等方法,增加稀释蒸汽发生量,降低急冷水的排放量。     

蒸汽引射器技术在抄浆机烘缸热系统中的应用

采用蒸汽引射技术对浆粕生产线的抄浆机干燥部烘缸进行加热,较传统加节约蒸汽约15％,电耗明显下降,并解决了烘缸积水、干燥能力不足的问题。介汽引射加热系统的加热机理、流程和流程控制、工艺效果,以及系统的工况特点。