双气泡聚并的动力学规律研究及三维可视化模拟

对双气泡聚并过程的动力学规律进行了分析与研究,并对其进行了三雏可视化模拟.首先根据动力学规律建立了双气泡聚并的动态特征数值模型,并对该模型进行数值求解与分析.采用MATLAB进行了数值模拟,另用Level Set方法对两气泡聚并的演化过程进行了三维可视化模拟,均获得了满意的结果.     

正丁醇和表观气速对外环流反应器内气泡特征的影响

用双探针电导探头测量了外环流反应器内空气-水和空气-正丁醇水溶液体系中气含率、气泡平均（Sauter）直径、气泡上升速度、气泡尺寸分布以及气液相界面积．考察正丁醇浓度和气速对流型和气泡特征的影响规律,用流体动力学理论和聚并机理对其进行分析．得到实验条件下正丁醇水溶液浓度影响气含率的临界浓度Ccrit.     

滴流床反应器中气液传质系数的测定

采用NaOH CO2 N2系统,在液相进行拟一级瞬时不可逆反应的化学吸收方法,研究了滴流床反应器中气液传质.实验得到了气速、液速分别对总传质系数KG液膜传质系数kL和气膜传质系数kg的影响.     

载体内循环膜分离反应器的水力学性质及气液传质特性研究

通过清水实验考察了载体内循环膜分离反应器的水力学性质及气液传质性能.结果表明,在固相含率为2%～8%、液流量为0～16L/h时,反应器达到循环流态化需要的临界气速为6.2～7.7 m/h;投加载体后,气相含率和氧传质系数随着气速的增加而增大,随着固相含率的增加而减小,在固相含率为0～6%、液流量为5.3 L/h、气速为7.5～30.1 m/h时,反应器的气相含率介于0.65%～3.5%之间,氧传质系数在8.32～28.0 h~(-1)之间变化;循环时间和混合时间都随着气速及固相含率的增加而减小,在固相含率为0～6%、液流量为5.3 L/h、气速为3.8～22.6 m/h时,循环时间为2.9-34 s,混合时间为10.2～41.9s.     

高氯酸根在聚并吡啶表面的吸附行为对导电性能的影响

用量子化学ＭＮＤＯ、ＣＮＤＯ／２和ＥＨＭＯ－ＣＯ方法研究高氯酸根（ＣｌＯ＾－４）在聚并吡啶表面的吸附行为以及对聚合物能带结构的影响,结果表明：ＣｌＯ＾－４可吸附在聚并吡啶表面的不同位置,洞位为最稳定吸附点,ＣｌＯ＾－４在大多数位置的吸附使体系的能隙变窄,Ｔ３位减小最多,ＣｌＯ＾－４掺杂聚并吡啶有利于导电性能的提高。     

三相流中添加剂对传质特性的影响

本文在气升式内循环流三相反应器中系统研究了脂肪醇类、酯类及氨基酸类添加剂对传质的影响,提出了基于无因次数Ｃｒｋ２σ的判别标准以推测传质中出现的峰值。在此基础上提出了基于２ｉ＝０Ｃｉ〔ｌｎＣｒｋ２σ＋１〕ｉ的关联式对Ｋ１α数据给予了关联,对传质特性给出了较好的预测。     

旋转填充床内支撑对液膜控制传质过程的影响

目的 研究旋转填充床（RPB）中填料内支撑对液膜控制传质过程的影响规律,为RBP进一步工业化作理论准备。方法 采用水中的氧被氮气解吸这一典型的液膜控制传质体系,计算传质单元数（NTV)来作为目标函数表征传质效果的好坏。结果 找出了转速、液量对传质的影响规律,以及在有内支撑时,内支撑的板的厚度、开孔形状、内支撑开孔率、安置在填料中位置对传质的影响规律。结论 实验的结果对旋转床的应用开发有指导意义。     

滴流床中催化剂与惰性填料不同配比下的气液传质研究

研究了滴流床中催化剂与惰性填料不同配比时的气液传质情况。实验装置包括逆流填料塔和并流滴流床２个主要部分。在填料塔中氧气向上,水向下流动;在滴流床中气液向下并流。滴流床中使用北京服装学院化工研究所研制的沸石ＦＸ－０１柱形十字环催化剂,惰性填料为金属环,填料吸收塔中的填普用陶瓷拉西环,实验中通过逆流填料塔吸收氧气,将吸收氧气后的水通过并流滴流床进行解析,然后采用传感器法测量滴流床进出口水中的氧含量,计     

锂离子掺杂聚并吡啶对其电子性质的影响

用量子化学MNDO和EHMO-CO方法研究锂离子(Li^ )对聚并吡啶(PPyPy)的掺杂行为及其对体系电子性质的影响．结果表明：LI^ 可吸附在PPyPy表面的不同位置，洞位是最稳定吸附点．LI^ 掺杂比例不同，体系能隙变化较大，即LI^ 的掺杂对体系的电子性质有较大影响。     

外环流反应器的流动与局部传质特性研究

用空气 -水体系 ,表观气速在 0～ 0 .1 1m/s范围内 ,上升管内径为 0 .0 9m、下降管内径为 0 .0 5m、高为 1 .2m的外环流反应器 ,对上升管、下降管和气液分离箱的体积传质系数、气含率与循环液速进行了实验研究。体积传质系数用物理法测定 ,数据用矩分析法处理 ;气含率采用静压差法测量 ;循环液速采用脉冲示踪技术测定。结果表明 ,表观气速小于 0 .0 8m/s时 ,上升管和下降管的体积传质系数随表观气速上升较快 ,且较分离箱的体积传质系数高出近 40 % ,而当表观气速大于 0 .0 8m/s时 ,下降管和气液分离箱的体积传质系数出现极值而后下降。表观气速在 0～ 0 .0 87m/s内 ,进一步测定了气含率与循环液速随表观气速增加而变化的规律 ,得出气含率与循环液速随表观气速的增加而增加的结论。将体积传质系数、气含率和循环液速与表观气速的数据按幂函数关联后 ,计算值与实验值符合较好     

鼓泡塔板上气泡运动行为的测定

本研究采用探针法测定了大型鼓泡塔板上的气泡行为，给出了含气率、气泡直径分布及上升速度随轴向高度的变化关系，分析了气液流率对气泡行为的影响。结果表明：气泡的平均直径呈x2分布；气泡的平均上升速度与气泡直径成1／2次方关系，且随气体流速的升降而增减。由于液体表面张力的作用，含气率沿轴向高度呈S型分布。     

旋转填充床内支撑对液膜控制传质过程的影响

目的　研究旋转填充床 (RPB)中填料内支撑对液膜控制传质过程的影响规律 ,为 RPB进一步工业化作理论准备 .方法　采用水中的氧被氮气解吸这一典型的液膜控制传质体系 ,计算传质单元数 (NTU)来作为目标函数表征传质效果的好坏 .结果　找出了转速、液量对传质的影响规律 ,以及在有内支撑时 ,内支撑的板的厚度、开孔形状、内支撑开孔率、安置在填料中位置对传质的影响规律 .结论　实验的结果对旋转床的应用开发有指导意义 .     

气液双搅拌无梯度反应器混合及传质特性的研究

本文设计和制作了气液双搅拌无梯度反应器，安装了实验设备，实验考察了该反应器的混合特性及传质特性，为气液反应过程的开发及开展动力学研究奠定了基础。     

气液搅拌槽内气泡尺寸与局部气含率的CFD模拟

采用在欧拉-欧拉双流体模型的基础上耦合气泡数密度（BND）函数模型,引入气泡破碎和聚并函数,对双层组合桨气液搅拌槽内的气泡尺寸和局部气含率进行了计算流体力学（CFD）模拟,同时采用双电导电极探针法对搅拌槽内局部气液分散特性进行了实验测量,并和CFD模拟结果进行了对比.结果表明：较高通气量条件下搅拌槽内气泡尺寸和局部气含率分布很不均匀,气泡尺寸在叶轮排出流区较小,且沿着排出流方向逐渐增大;在两桨间区域和上层桨以上区域气泡以聚并为主;局部气含率在循环涡涡心、叶轮和挡板后部较高,叶片后部存在明显气穴.     

气泡羽流的双流体两方程湍流模型

从双流体概念出发,结合气—液两相流的特点,建立了描述两相湍流流动两方程模型,两方程为液相湍动能（ｋ）方程和湍动能耗散率（ε）方程．通过对各时均运动方程和两方程中三阶以下湍流相关项作模型化处理,完成了两相流基本方程组的封闭,并将模型用于均匀环境中圆形气泡羽流的数值计算,初步证实了其正确有效性．     

气液传质对于对二甲苯氧化过程的影响

分析了对二甲苯液相氧化生成对苯二甲酸反应过程中气液传质对反应过程的影响,建立了一个用于模拟反应器中各组分间化学反应和气液传质等复杂过程的连续气液搅拌釜反应器模型,并根据工业数据对模型进行了验证.比较工业氧化反应器中反应与传质的相对大小并模拟不同传质系数时的反应过程,结果表明:中温工艺条件下气液传质对对二甲苯氧化过程的影响较大,强化传质不但可以强化主反应,而且可以抑制副反应;高温工艺条件下对二甲苯氧化反应属于慢速反应,传质对氧化过程的影响很小,通过强化传质来强化主反应的同时也强化了副反应.     

喷粉过程中气泡型与射流型机制

用水模型模拟研究了浸入喷粉过程中气泡与射流两种机制的主要不同之处。在同类研究中第１个引入水中粒子探测器直接测量射流的几何形状，粒子在液体中的穿透和散布以及气体在射流过程中的卷入等，实验表明，喷吹气／固比是决定喷粉过程两种机制的主要因素。     

降温速率对聚甲基丙烯酸甲酯内耗行为的影响

玻璃化转变是非高聚物的重要现象之一，如何比较不同测量手段所得的结果，已成为玻璃化转变的一个公开问题，研究了降温速率对聚甲基丙烯酸甲酯动态力学的影响。结果表明：在缓慢降温的测量条件下，降温速率并不影响α内耗峰的峰温Ta。由此可推断，即使在低频测量时，Ta和用示差扫描量热法测得的玻璃化转变温度Tg在数值上相差不大，但是这两个温度在本质上不同的：Ta几乎不依赖于降温速率（至少在缓慢降温的情况下），而Tg具有强烈的降温速率依赖性，最后尝式研究了快速降温条件下聚甲基丙烯酯的动态力学行为。     

连铸结晶器气泡粒径影响因素的水模型实验研究

为了研究连铸结晶器内气泡的分布规律及影响因素,利用水模型实验研究了板坯连铸结晶器内的气液两相流动,并采用图像分析软件分析了不同吹气口、水流量、吹气量、插入深度和水口倾角对结晶器内气泡粒径的概率分布和平均粒径的影响．结果表明：气泡的平均粒径随吹气口孔径、吹气量和水口倾角的增大而增大,随着水流量的增大而减小．发现不同吹气口、水流量和吹气量对气泡粒径的概率分布及平均粒径的影响较大,插入深度和水口倾角的影响较小．     

气泡雾化旋流燃烧过程的数值模拟研究

利用概率密度函数模型(PDF),针对不同空气旋流强度下气泡雾化喷嘴出口下游庚烷雾群的燃烧过程进行了数值模拟研究.研究结果表明:随着空气旋流强度的增加,中心回流区逐渐向上游移动,且回流区长度减小、径向扩张,而角回流区则逐渐消失.适度提高空气旋流强度有利于强化离散相与连续相之间的混合过程,但过大的空气旋流强度将造成未蒸发的雾颗粒穿透剪切边界层,进入回流区内,造成不完全燃烧,甚至发生脱火.随着空气旋流强度的增加,火焰高温区域将逐渐前移,火焰张角有所增大;燃烧产物中CO的浓度随燃烧温度的提高有所降低,而NO的浓度则大幅提高.本文研究的气泡雾化喷嘴,匹配旋流数S=0.8~1.41的配风装置可以取得较好的燃烧效果.