脂肪酸降膜蒸发传热研究

在垂直降膜管上进行脂肪酸混合物降膜蒸发传热的实验研究 ,分析了进料流量、热通量和操作压力等因素对传热性能的影响。建立了数学模型 ,并进行数值求解。实验结果表明 ,在层流情况下 ,流量的增加不利于传热 ,热通量和操作压力的增加对表面蒸发传热有利。将模型计算结果与实验结果比较 ,发现模型较好地预测了实验结果     

二组分液体蒸发模型的理论与实验研究

有毒液体泄漏后的蒸发会导致人员中毒和环境污染,估算有毒液体的蒸发速率对于预测有毒蒸汽在环境中的浓度分布至关重要,尤其是多组分液体,蒸发过程较复杂,蒸发速率的预测大都基于经验模型和半经验模型,且很少考虑热传递对蒸发的影响。文中研究建立了描述二组分液体蒸发质量和液体温度随时间变化的数学模型。设计建造了风洞实验台,并针对不同体积配比下的苯和乙醇混合溶液进行了风洞实验,并将实验测量值同模型计算值进行了比较。结果表明,新建立的模型能够较准确地预测二组分液体蒸发质量和温度随时间的变化,其预测平均偏差分别为25.82%和33.79%,从而为今后研究多组分液体的蒸发过程奠定了基础。     

压力旋流喷嘴雾化滴径分布的模型预测和实验

利用激光片光荧光诱导技术（PLIF）测得不同液体流量下的压力旋流喷嘴雾化滴径分布,用平均粒径约束的三参数最大熵模型对雾化滴径分布进行预测。将理论预测分布与实验结果进行拟合,得到广义伽玛参数α随着液体流量变化的一般表达式。用拟合模型对粒径分布的特点和规律进行总结,结果表明：拟合模型能很好地预测粒径的数量分布,且不受小液滴的影响;随着液体流量的增加,液滴粒径分布范围逐渐变窄,峰值液滴粒径呈线性减小趋势,峰值液滴百分数呈线性增加趋势。     

CO2在离子液体中溶解度预测模型的建立与应用

CO_2在离子液体中溶解度是离子液体对CO_2进行捕集回收的重要基础数据之一,研究提出了一种半经验半机理模型,用于预测CO_2在离子液体中溶解度。首先,基于Krichevsky-Kasarnovsky方程的先验机理知识构建了预测模型,并利用亨利常数经验Valentiner式和无限稀释偏摩尔体积经验多项式修正该模型,以提高模型的应用范围;将CO_2在多种离子液体和相应压力、温度范围中的溶解度实验数据分为训练集和测试集,训练集实验数据涵盖了相应的操作条件范围,采用非线性最小二乘优化算法对模型参数进行学习和修正,以提高模型的预测精度;然后,利用测试集对所建模型的预测性能进行评测,模型评测结果表明:该预测模型可用于CO_2在多种离子液体中的溶解度预测,预测结果与相应实验数据较为吻合,模型预测性能良好。研究工作为进一步丰富和完善CO_2在离子液体中溶解度的数据信息分析,提供了一种理论方法。     

水平管气液两相分层流界面剪切预测研究进展

水平管气液两相分层流虽流型简单,但由于界面存在复杂的动量和能量传递,分层流的界面剪切预测至今没有一致的结论。本文从理论模型、实验模型、数值计算3个角度出发,详细阐述水平管气液两相分层流界面剪切预测的研究现状,得出不同研究方法的优势和缺陷。针对3种研究方法,指出理论模型通过模型简化和经验关联式来建立封闭模型,实验模型则在封闭关系上修正经验关联式,但由于简化假设和实验条件的限制,使得这两种研究方法对界面剪切应力的预测具有一定的局限性;数值计算能够弥补机理模型在流场细节等方面的不足,但能够提供界面剪切预测或封闭关系的工作很少。此外,对比了5种不同形式的已有模型对气液两相分层流持液率和压降预测的结果。最后展望了水平管气液两相分层流界面剪切预测的研究趋势,提出理论和实验研究需要提出更详细的局部模型,并考虑工程实际工况进行研究,发展针对气液界面计算的新方法,并为分层流提供封闭关系则是数值计算研究面临的挑战。     

倾斜窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43 mm的竖直和倾斜窄矩形通道的弹状流进行了可视化研究。按分液相雷诺数将流动分为层流区(Relo3000)和湍流区(Relo≥3000)。实验结果表明,在层流区,气弹上升速度随倾斜角度的增加而增大;在湍流区,倾斜角度对气弹上升速度的影响不明显。基于湍流区拟合得到的分布参数C0和班可夫系数CA分别为1.151和0.788,与实验数据具有较好的一致性。对于空泡份额Jones-Zuber模型和Ishii模型,在湍流区两者预测结果与实验基本一致,但在层流区,Jones-Zuber模型预测效果较好而Ishii模型偏差较大。     

加导流条的间接蒸发冷却器性能实验研究

通过正交实验方法,对一台加有正弦型波纹导流条的板式换热器性能进行了研究。实验发现,阻力的实验结果大于层流的理论计算结果;随着二次空气与一次空气流量比的增加,干工况的换热器效能降低,湿工况的换热器效能增加。导流条的应用增加了流动阻力,对换热的作用具有两面性:一方面因扰动而强化换热,另一方面也可能因导流条波谷处的固定漩涡而阻碍换热。由于壁面非均匀润湿的原因,湿工况的换热器效能不增反降,因此提高换热器润湿率是提高间接蒸发冷却换热器性能的重要措施。     

双组分混合制冷工质沸腾换热理论研究

基于单组分工质池沸腾动态微液层预测模型,提出了预测双组分混合工质沸腾换热系数的理论模型。该模型认为沸腾换热的机理主要是由于在气泡的周期生长过程中所形成微液层的蒸发。模型中考虑了气泡生长过程中液体传质对传热的影响,给出了气泡生长过程中传热面上气液固接触的动态构造。利用本模型所得预测结果与实验结果能够较好地符合。     

甲醇-空气层流火焰速度的数值研究和预测模型

收集总结分析了现有的甲醇层流火焰速度的实验数据,比较了三种典型的描述甲醇氧化的详细化学反应机理(Li机理、USC Mech-Ⅱ和Burke机理)对层流火焰传播速度的预测精度。结果表明三种机理均能定性反映甲醇层流火焰速度的变化规律,但在富燃料侧,机理计算值明显高于实验结果。反应动力学分析表明甲醇脱氢反应对层流火焰速度的影响至关重要。根据文献中的最新成果,修正了Li机理中甲醇脱氢反应的速率常数,提高了Li机理对甲醇-空气层流火焰速度的预测精度。针对工程需求,给出了两个甲醇层流火焰速度的快速预测模型,经过校核,所提出的预测模型能够较为准确地预测不同初始温度和压力下甲醇层流火焰速度。     

甲醇-空气层流火焰速度的数值研究和预测模型

收集总结分析了现有的甲醇层流火焰速度的实验数据,比较了三种典型的描述甲醇氧化的详细化学反应机理(Li机理、USC Mech-Ⅱ和Burke机理)对层流火焰传播速度的预测精度。结果表明三种机理均能定性反映甲醇层流火焰速度的变化规律,但在富燃料侧,机理计算值明显高于实验结果。反应动力学分析表明甲醇脱氢反应对层流火焰速度的影响至关重要。根据文献中的最新成果,修正了Li机理中甲醇脱氢反应的速率常数,提高了Li机理对甲醇-空气层流火焰速度的预测精度。针对工程需求,给出了两个甲醇层流火焰速度的快速预测模型,经过校核,所提出的预测模型能够较为准确地预测不同初始温度和压力下甲醇层流火焰速度。     

四氧化二氮推进剂贮存条件下蒸发模型研究

模拟贮存环境下四氧化二氮泄漏形成液池的蒸发环境,设计了研究实验.研究了贮存条件下风速、液池面积、温度、湿度等单一因素对四氧化二氮蒸发速率的影响,结果表明随着影响因素值增大,四氧化二氮的蒸发速率也相应增大.建立了预测贮存条件下四氧化二氮蒸发速率模型,为研究四氧化二氮推进剂贮存过程中泄漏事故发生后形成有害气体环境的安全处置...     

单组分液体蒸发过程动力学特性

引言 危险性液体或液化气体泄漏后不断向环境中挥发出有毒有害蒸气,不但污染环境,也会威胁人体健康[1].     

The perception of fragrance mixtures: A comparison of odor intensity models

A comparison of two psychophysical odor intensity models and their effect on the prediction of the odor character for perfume mixtures is presented. The odor value (OV) and Power‐Law models were applied together with previously developed perfumery ternary diagram (PTD®) and perfumery quaternary diagram (PQD) methodologies to map the perceived smell of quaternary and quinary fragrance mixtures. A diffusion model was used to simulate the evolution of liquid and headspace concentrations. The evaporation of perfumes starts with a fast ethanol release, then the diffusion of the fragrant components. The composition paths were predicted through the evaporation lines plotted in the PQD. The two odor intensity models present differences in the initial perfume impact, but after some time tend to similar profiles. The Power‐Law predicted higher ethanol intensities than the OV model, due to its exponent. Introducing water in perfume formulation fixes ethanol in the solution, thus reducing alcohol perception. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010     

高速微注射成型中熔体充填模式及裹气机理研究

塑料为了准确模拟聚合物熔体在型腔中的流动及前沿位置和形态,建立了熔体、气体两相流流动模型,构造了熔体流动的黏弹性本构关系,用无量纲方法建立了熔体流动前沿的气体、熔体流动的统一控制方程和本构方程,并采用水平集方法预测和跟踪熔体流动前沿,模拟了熔体在低速、中速、高速条件下的流动状态和充填模式,分析了高速微注射成型中气孔产生的原因和可能出现的位置,开展了实际产品的高速微注射成型实验,比较了模拟结果和实验结果。研究表明,熔体充填模式与注射速度、材料特性、型腔尺寸密切相关,在喷射充填模式下可能产生裹气。     

Modeling of vaporization and cracking of liquid oil injected in a gas-solid riser

Vaporization and cracking of liquid oil injected in a gas-solid riser (fluid catalytic cracking riser reactor) was computationally studied in this work. Evaporation of a single drop injected in a stream of gas-solid mixture was analyzed first. A model for simulating evaporation of a drop considering heat transfer from the gas phase as well as from the solid particles was developed. The model relates the evaporation rate of droplet with rate of collisions of solid particles, specific heat capacities of solid and liquid, latent heat of vaporization, relative velocity of gas and liquid and temperatures of three phases. The understanding gained from such a model was then extended to simulate evaporation of liquid drops injected in FCC risers. The Eulerian-Lagrangian approach was used to simulate simultaneous evaporation and cracking reactions occurring in FCC riser reactors. A commercial CFD code, FLUENT (of Fluent Inc., USA) was used. Four and ten lump models were used for simulating cracking reactions. Appropriate user defined functions were developed to implement heterogeneous kinetics and heat transfer models in FLUENT. A special algorithm was developed to calculate accumulated coke on catalyst particles. A boiling point range was considered for simulating realistic oil feedstock. The model was first evaluated by comparing predicted results with published industrial data. The simulations were then carried out to understand influence of key design and operating parameters on performance of FCC riser reactors. The parameters studied included; initial oil droplet distribution, catalyst inlet temperature, catalyst to oil ratio and thermal cracking. The approach, model and results presented here would be useful for optimization of FCC operation, cost to benefit analysis of new FCC nozzles and related decision-making.     

浆态床内固含率轴向分布的数值模拟

采用DBS曳力模型计算气液相间作用,分别采用Gidaspow曳力模型、经Brucato修正的Gidaspow曳力模型和Schiller?Naumann曳力模型计算液固相间作用,忽略气固间的直接作用,对比了浆态床内不同颗粒粒径体系轴向固含率的模拟和实验结果. 结果表明,不同液固相间曳力模型对气含率的预测影响不大;在颗粒粒径较大(140 ?m)的体系中,较低表观气速下气液DBS与液固Schiller?Naumann曳力模型组合模拟的固含率随床高度增加而减小,与实验结果吻合,而其它曳力模型组合的模拟结果较差,轴向分布较均匀;在颗粒粒径较小(35 ?m)的体系中,几种曳力模型组合的模拟结果均与实验结果吻合较好,轴向分布较均匀.     

基于粗糙集和RBF神经网络的风电场短期风速预测模型

结合粗糙集提出了一种RBF神经网络短期风速预测模型。采用粗糙集对预测模型的输入特征空间进行约简,找出对未来预测的风速具有主要影响的因素,以此作为RBF神经网络预测模型的输入变量;在RBF神经网络训练的过程中,采用在线滚动优化策略,将最新的样本加入训练集,从而使预测模型能够跟踪风速的最新变化。将提出的方法用于某风电场的1 h短期风速预测,仿真实验结果表明该方法具有结构简单、预测精度高的优点。     

Heat and mass transfer between bubbles and a liquid

The understanding of the heat and mass transfer phenomena between hot bubbles and a liquid is particularly relevant to the design of direct contact heating and evaporation systems such as submerged combustion equipment. In this process, exhaust gas from a burner is dispersed in a liquid to be heated or evaporated. Various models for the prediction of the temperature and vapor content of the bubbles as a function of their residence time in the liquid are presented. Based on the experimental measurements of the bubble size and of the heating time and evaporation rate in an actual submerged combustion system, models using spherical, ellipsoidal and spherical-cap bubbles, with or without internal circulation, are discussed and assessed. It is found experimentally that the bubbles are of a spherical cap shape. Bubble equivalent diameters between 15 and 25 mm and bubble velocities between 0.4 and 1.2 m/s are observed. The proposed models are used to compute the heating time and evaporation rate of the bath during a submerged combustion operation; the predictions are then compared to the experimental values. The rigid spherical cap bubble model is found to predict satisfactorily the heat and mass exchanges between the bubbles and the liquid.