液-固混合悬浊液的压力雾化（Ⅰ）机理分析与模型建立

研究了影响液-固混合悬浊液压力雾化各因素间的函数关系.液-固悬浊液的雾化由振动波干扰不稳定的液膜以及固体微粒惯性力等因素引起,通过理论分析建立相应的数学模型,找出了压力、固体微粒直径、固体微粒密度以及悬浊液中固体微粒质量分数与雾滴直径的关系.模型分析表明,压力、固体微粒密度对雾滴直径的影响具有非单调性关系,即雾滴直径随它们的增加先减少再增大;而雾滴直径随固体微粒的粒径、固体质量分数的增加而增大.     

液-固混合悬浊液的压力雾化（Ⅱ）实验与结果

研究了混合液压力、固体质量分数、固体微粒直径、微粒密度对雾滴的体积-表面积直径（d₃₂）的影响.在实验中采用三维激光相位多普勒LDV/APV测试系统测定了最大概率分布的雾滴直径（d₃₂）,使用高速摄像仪记录了雾化的过程.研究发现混合液的压力和固体微粒密度对雾滴直径（d₃₂）的影响呈非单调性,雾滴直径（d₃₂）随其增大先减小、再增加;而雾滴直径随固体微粒的直径、混合液固体质量分数的增加而增大.实验结果与数学模型能较好地吻合,可为工业性设计提供理论依据.     

压力式喷嘴雾化特性研究

用一操作简单的实验装置,以一定质量分数的甘油水溶液为工质,研究了压力式喷嘴雾化角、雾滴Sauter直径(SMD)与喷嘴孔径、雾化压力和粘度的关系。研究表明:雾化压力是雾化的有利因素,物料粘度是不利因素;实验条件下,压力式喷嘴雾化角随压力增大而减小,随喷嘴孔径增大而增大;在其他条件相同时,雾滴SMD随雾化压力增大而减小,随喷嘴孔径增大而增大,随物料粘度增大而增大。     

烟气脱硫旋流喷嘴雾化特性实验研究

石灰浆液雾化喷嘴是烟气脱硫系统的关键设备.对一种简式旋流石灰浆液雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,分析了雾化压力、浆液浓度对雾化角、雾滴粒径分布的影响规律.实验表明:浓度增加,雾化角减小;而雾化压力对雾化角影响较小,雾化角在60°～70°之间;随着雾化压力的增大,雾化流量也增大;当雾化压力大于0.09 Mpa临界雾化压...     

甲醇制丙烯反应器喷嘴雾化性能的研究

雾化喷嘴系甲醇制丙烯（MTP）反应器内的关键反应物料分配构件,其雾化性能的优劣直接影响着对应催化床层覆盖区域内的传质和传热,从而影响到床层出口反应产物的分布。以反应器六级床层对应的雾化喷嘴为研究对象,分别以氮气（N₂）和水（H₂O）作为气相和液相模拟介质,通过“冷模”实验,考察了喷嘴气（液）流量与入口压力之间的关系,研究了喷嘴在不同气液比（G/L）下雾化粒径、雾化角度及雾化覆盖直径的变化规律。实验结果表明,喷嘴液相质量流量随着入口压力增大而逐渐增加,气相质量流量随着入口压力增加而迅速增加;当保持液相进料量为43.54 kg/h时,喷嘴由一次雾化变为二次雾化后,雾化角度由96.1°降至15.6°;当气液质量比G/L达到12.19时,雾化覆盖直径达到720mm,且雾滴的索泰尔平均粒径为16.3μm。     

固体颗粒对固液搅拌槽中局部液相速度的影响

分别以粒径不同的树脂和玻璃珠为固相,以水为液相,采用双电导电极探头考察了固体颗粒粒径、固体颗粒浓度和颗粒密度对搅拌槽内固液悬浮体系的局部液相速度的影响.结果表明,加入不同密度和粒径的固体颗粒后,局部液相速度随着固体颗粒直径、固体颗粒体积浓度和密度的增大而减小;固体颗粒直径和密度对剪切速率和循环流量的影响不显著.     

旋转压力式喷嘴喷雾特性的实验研究

以纯水为雾化介质,研究了旋转压力式喷嘴喷雾特性.测得了喷嘴流量、喷雾角、雾滴直径与压力的变化关系,以及雾滴粒径和喷嘴径向喷雾通量的分布情况.实验结果表明：压力和喷嘴孔径同时影响喷嘴流量、喷雾角、雾滴直径;雾滴粒径主要集中在80～200μm之间.旋转压力式喷嘴的喷雾通量在雾锥中心处最大,随着压力增大,邻近雾锥中心的区域喷雾通量变大,在雾锥边缘处喷雾通量变小.实验结果为旋流压力式雾化器的工业化设计提供了重要的实验依据.     

气流-压力复合式雾化器

介绍了气流 压力复合式雾化器的结构、雾化机理，并以蒸汽为雾化动力，测试了气液比、气体压力对雾滴直径的影响。     

工艺参数对Ni-SiC复合镀层中微粒的质量分数的影响

在复合电镀过程中施加机械搅拌,制得Ni-SiC复合镀层。借助元素分析法,系统研究了工艺参数对复合镀层中SiC的质量分数的影响,进而优选出最佳的工艺参数组合。结果表明:复合镀层中SiC的质量分数随微粒直径的增大而降低,随电流密度的增加而升高,随微粒的质量浓度的增加和搅拌速率的加快先升高后降低。优选出的工艺参数组合为:微粒的直径40nm,微粒的质量浓度20g/L,搅拌速率500r/min,电流密度10A/dm2。采用该参数组合制备的Ni-SiC复合镀层中SiC的质量分数达到3.6%。     

微孔塑料挤出成型的研究

以超临界CO2作为物理发泡剂,对低密度聚乙烯(LDPE)进行了微孔发泡的研究。介绍了微孔塑料成型过程中聚合物/气体均相体系的形成、气泡成核和气泡长大及定型这三个步骤。并分析了加工工艺因素(温度、压力)等对制品中泡孔尺寸和密度的影响:泡孔直径随挤出压力的增加而减小;泡孔密度随压力的增加而增加;泡孔直径随压力降速率的增大而减小;泡孔密度随压力降速率的增大而增加;而适当提高温度有利于减小泡孔直径、增加泡孔密度。     

高温密封润滑膜汽液固流动特性数值计算分析

利用Eulerian多相流模型和蒸发冷凝模型，建立了涉及高温汽化、固体颗粒、黏温效应及牛顿流体内摩擦效应的动压型机械密封润滑膜汽液固三相流动模型，计算分析了润滑膜汽液固流动特性随工况的变化规律，以及润滑膜汽化、固体颗粒分布及密封性能的影响关系。研究表明：润滑膜汽化和固体颗粒分布均主要位于槽堰区，汽相和固体颗粒相之间存在相互制约关系；高介质温度导致的液相汽化和黏度下降使流体动压减弱，因而导致外槽根高压区不明显甚至消失。润滑膜汽化程度随转速增大呈先减小后缓慢增大变化规律，存在汽化抑制转速区且随介质温度的升高而向高速方向移动；固体颗粒体积分数在接近汽化抑制转速区时出现快速增大；介质压力增大至一定数值时出现固体颗粒体积分数迅速降至零附近的现象，且介质温度越高出现速降的介质压力越小；介质温度高于423K后，润滑膜开启力、泄漏量和摩擦扭矩均会在接近汽化抑制转速时出现由平缓变化到加速变化的过程。     

空气助力改善气化炉激冷室喷嘴特性的实验研究

设计了4种不同结构的用于气化炉激冷室内喷雾激冷的压力雾化喷嘴,采用马尔文激光粒度分析仪和数码单反照相机分别测量了不同压差、不同水流量等工况参数下的液滴粒径(SMD)D32分布和雾化角变化规律,并对4种喷嘴进行了优化选型。研究结果表明:雾滴粒径随压力的增加而减小,随水流量的减小而减小,空气助力可以明显改善液滴的雾化质量;雾化角随压差的增大先增大后趋于平缓;当压差增大到0.4 MPa时,雾滴粒径、雾化角等参数的变化渐趋平缓。通过比较气化炉激冷室中4种压力式雾化喷嘴的测量结果,1-2号内混式空气雾化喷嘴在4组喷嘴中具有最好的雾化效果,当气压为0.8 MPa,水流量为20 L/h时,SMD极小值为16,因此优选出喷嘴1-2作为气化炉激冷室冷模实验的定型喷嘴。     

双流体气流式喷嘴加压雾化特性研究

水煤浆入炉前的雾化对其稳定燃烧和气化发挥着重要作用。通过实验,研究了双流体气流式雾化喷嘴在加压条件下的雾化过程,使用LS-2000分体激光粒度分析仪测量了随着环境压力(雾化室压力)及气液比的不同其雾化角、索特平均直径的变化情况。结果表明:当气液比一定时,索特平均直径d32随着雾化室压力的增大而减小,雾化角随着环境压力的增加而减小,索特平均直径与环境压力的n次幂成正比,n为-0.9~-1.5,当环境压力不变时,索特平均直径随着气液质量比的增大而减小。     

喷动床脱硫压力旋流喷嘴的雾化性能

雾化喷嘴是半干式喷动床的关键部件之一,其雾化性能直接影响脱硫效率。为了得到喷嘴雾化的详细信息,用激光粒度测试仪对空心锥压力旋流式喷嘴和实心锥压力旋流式喷嘴雾化性能进行了实验研究,得出不同类型、不同孔径的喷嘴的流量,索太尔直径DSM,雾滴粒径分布DSP等与压力的关系。实验表明:流量与压力平方根成正比关系;DSM与压力为e函数的单调减函数关系;实心锥喷嘴出口直径越大,雾滴粒径平均分布(■)越小,粒径分布范围越窄,雾化性能越好,空心锥喷嘴则变化不明显;压力增大,实心锥喷嘴的DSP变大,雾滴粒径在压力低时分布比较均匀。     

液液静电雾化特性

对水静电雾化弥散于玉米油的液-液雾化过程进行了实验研究。通过拍照对雾滴形态进行了观察。观察表明,不同电压下液-液雾化会呈现出滴状和云状雾化两种较为典型的雾化形态,在两种形态下液滴具有不同的形貌和运动特点,本文给出了两种雾化形态的出现条件及特征描述。通过Winner99颗粒图像分析仪及雾滴尺寸的分布理论,对不同静电电压下雾滴直径的分布规律进行了定量分析。研究结果表明,液-液静电雾化中雾滴的直径分布服从Rosin-Rammler分布规律。随着电压的升高,雾滴直径分布趋向均匀,雾化细度得到改善。与在空气中雾化有所不同,液-液雾化中雾滴分布的概率密度曲线峰值两边呈现出显著的不对称性,小液滴数尺寸分布较窄而大雾滴数的尺寸分布较宽。随着电压的升高,大雾滴尺寸分布有所变窄,概率密度曲线趋近对称。     

转炉一次除尘新OG系统高效喷淋塔喷嘴雾化特性的模拟

利用离散相模型对转炉一次除尘新OG系统高效喷淋塔内喷嘴的雾化特性进行模拟,分析了喷射角度、喷射压力、喷射流量及喷嘴水平间距等因素对雾化场索太尔平均直径(SMD)和蒸发效率的影响. 结果表明,在一定范围内随喷射角度增加,液滴在雾化场中的覆盖面增大,液滴驻留时间变长,蒸发效率增加,雾化场SMD减小,喷射角度大于60o时,SMD值减小缓慢. 随喷射压力增大,液滴蒸发效率增加,雾化场SMD减小,压力大于1.0 MPa时对SMD的影响较小. 随喷射流量增加,液滴蒸发效率减小,雾化场SMD增加,流量小于0.15 kg/s时,SMD增加幅度偏小. 两喷嘴水平间距越大,液滴分布面积越大,但对雾化场SMD影响较小. 在一定条件下,喷嘴间距约为800 mm时,截面速度分布较均匀.     

磷酸分解磷矿过程中金属元素的浸出规律研究

探究了以磷酸分解磷矿,关键酸解工艺参数对磷及Fe、Al、Mg、Pb、As浸出的影响规律,并从热力学角度进行了分析。结果表明,磷矿内磷及Fe、Al、Mg浸出率随磷酸质量分数、反应温度、反应时间和液固比的增大而增大,搅拌速度影响不明显;Pb浸出率随磷酸质量分数、反应温度和液固比的增大而增大,搅拌速度、反应时间影响不明显;As浸出率随反应温度升高呈先增大后减小趋势,随反应时间增加略有减小,磷酸质量分数、搅拌速度和液固比影响不明显。控制磷酸质量分数为30%（以P₂O₅计）、反应温度为80 ℃、搅拌速度为300 r/min、反应时间为150 min、液固质量比为10∶1,在此条件下,磷及Fe、Al、Mg、Pb、As的浸出率分别为98.65%、68.56%、48.54%、95.84%、32.85%和84.62%。通过热力学分析表明磷矿内Mg、As浸出率较高,Pb浸出率较低,而Fe、Al浸出率大小主要取决于磷矿中褐铁矿及高岭土含量。     

固液搅拌槽内液相速度的分布

在两个几何相似固 -液搅拌槽内 ,采用双电导探针测定了固体浓度较高的固液体系中液相速度的分布 .固相质量分数从 12 .5 %至 38.2 % (体积分数C_v 从 5 .4 %至 19.8% ) ,搅拌槽直径分别为Ф80 0mm与Ф16 0 0mm ,采用一种高效的长薄叶螺旋桨搅拌器 (CBY)向下泵送操作 .实验研究了固体浓度变化以及搅拌槽放大对液相速度分布的影响 .根据所测速度分布计算了不同直径槽内悬浮液中叶轮的流量准数.     

伴有瞬时化学反应微溶固体颗粒的气液传质

为研究瞬时化学反应性固体颗粒对气液传质过程的影响,对伴有瞬时反应性固体颗粒/水浆料体系吸收气体过程进行了理论分析。考虑了固体颗粒在气液界面附近的溶解,以及固体颗粒尺寸对传质的影响,将cell模型融入溶质渗透理论,建立了气液二相间传质模型,并对模型进行了解析求解,得到了液相传质系数的解析表达式。结果显示:固含率、固体颗粒尺寸和溶解度对气液传质过程具有重要影响,液相传质系数随固含率和固体颗粒在液相中饱和浓度的增加而增大,随固体颗粒粒径增大而减小。在搅拌式反应器中利用Mg(OH)2/水浆料吸收SO2气体,对传质模型进行了实验验证。模型计算结果与实验值吻合良好。     

天然气水合物输送管道气液固三相流运动特性分析

气液固三相流动是多相流体力学中非常重要和难以解决的问题之一。目前对于多相流的研究,重点还在于两相流,对三相湍流流动正在开展和进行中。在气液两相流流动的基础上,增加天然气水合物固相。分析固相的加入对流体压力、密度、体积等参数产生的影响,使天然气水合物的研究更加深入。在气液固三相流模拟中,通过改变天然气固体颗粒直径、密度来研究天然气水合物三相流体参数的变化,而三相流体参数的变化反过来又会影响天然气水合物的颗粒直径,在实际开发中难以达到的情况下,利用数值模拟可以具体反映二者的变化关系,为以后天然气水合物的开发提供了更精确的数值及合适的开采方案。