高温气体穿越液池过程气液传热传质数值分析

建立气液二相间动量、热量及质量同时传递数学模型,数值模拟了高温气体穿越液池气液直接接触热质传递规律。模型中考虑了气泡破碎、聚合以及冷却水蒸发等因素的影响。数值模拟获得了液池内气液二相温度变化规律,探讨了液池内表观气速、气泡尺寸以及进入液池气体温度等因素对液池内气液二相温度分布特性的影响。计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的可行性。数值模拟结果表明:高温气体在进入液池后,首先经历一个剧烈的气液热质交换过程,存在一个较大的温度梯度变化,而随后气体温度变化趋于平缓;随着液池内表观气速的降低,池内气体温度降低;最大冷却水蒸发速率和最高气体温度均出现在靠近下降管出口的区域。     

微柱结构表面核态沸腾单气泡的数值模拟

利用计算流体力学方法（computational fluid dynamics, CFD）对三维均匀微柱结构表面单气泡核态沸腾过程进行数值模拟研究,使用VOF模型（volume of fluid model, VOF）在界面网格追踪加密的条件下精确捕捉气液界面,同时考虑气液界面和微层处的蒸发,准确获得三维微柱表面单气泡核态沸腾过程中的气泡动力学、温度演化和蒸发换热性能。结果表明,气泡脱离时间为1.79ms,体现了微柱结构促进气泡脱离的强化作用。通过气泡横向和纵向直径的变化准确表征了气泡在脱离过程中的变形过程,并模拟得到该过程流场热边界层及壁面温度的演变规律。同时,通过微层蒸发和气液交界面蒸发功率随时间变化的监测,指出气泡生长过程微层蒸发量占总蒸发量的52%;t=0.95ms后微层蒸发消失,气液界面蒸发维持相对稳定值（0.1~0.2W）直至气泡脱离。蒸发换热特性耦合气泡与壁面接触情况随时间的变化,揭示了单气泡核态沸腾过程蒸发换热机理的阶段性特征及时间分区,为在核态沸腾单个气泡生长脱离过程中更准确划分时间阶段、建立沸腾换热模型奠定基础,提供了参考。     

二维鼓泡床内气泡尺寸分布的实验与CFD模拟

在有机玻璃制成的二维鼓泡床(0.20m×0.02m×2.00m)内,采用摄像法对空气－自来水的气液两相体系的气泡尺寸分布进行了考察。以商业计算流体力学软件ANSYS CFX 10.0为平台,在双流体模型的基础上,采用k-ε湍流模型和GRACE曳力模型对气液鼓泡床内流体动力学行为进行了多相流CFD数值模拟。结果表明 MUSIG(Multiple Size Group)模型实现了对多气泡体系内气泡尺寸分布特性的考察,气泡尺寸分布的模拟结果与实验结果吻合得较好,从而说明了考虑了气泡聚并破碎的MUSIG模型能很好地反映出鼓泡床内气泡尺寸分布特性。     

四传感器光纤探针测量气泡速度矢量模型

光纤传感器作为纤维光学领域中的新技术,在两相流动局部参数测量中得到了越来越广泛的应用。在假设气泡对称面垂直于气泡运动方向的基础上,对四传感器探针测量局部瞬时气泡速度的数学原理进行了详细推导,给出了新的计算气泡速度矢量的方法和模型,并运用自制的四传感器光纤探针,对气液两相流动中的气泡运动速度和方向进行了测量。实验中通过探针方法测得气相流速相对于流量计测量值的平均偏差为9%,表明新的探针测量方法精度较高,能够用于两相流中气泡速度矢量测量。进一步的实验研究表明,不同流动条件下,局部空泡份额及界面面积浓度(IAC)沿通道径向呈“壁峰型”或“核峰型”的分布规律。     

基于相群平衡模型的浮选气泡聚并模拟

气泡尺寸分布直接影响气浮分离效率,而聚并是导致气浮池内气泡尺寸变化的主要因素。首先用实验方法测量气浮接触区气泡尺寸分布,然后用计算流体力学方法对气泡/水两相流动及气泡聚并进行模拟,最后通过对实验和数值模拟结果进行对比建立基于相群平衡模型的浮选气泡聚并行为的模拟方法,分别运用Luo、Free molecular和Turbulent聚并模型对气浮接触区气泡聚并行为进行模拟。结果表明:Turbulent聚并模型计算所得气泡尺寸分布与实验值最接近,适合模拟接触区气泡聚并;气泡平均直径随高度升高先变大后保持不变,气泡聚并主要发生在接触区中下部;气泡的加入增强了接触区流动混乱程度,上部产生对称涡流,中下部呈由边壁向中心的水平流动。     

气液反应体系相界面传质强化研究

气液反应界面传质的强化是当今高效和节能反应器研究的重要课题,弄清反应器内的气液传质机理是对气液反应器进行数学描述的关键。反应过程的能效和物效与体系中的传质系数k_G,k_L,k_S以及相界面面积a等参数直接相关,这些参数受气泡尺寸、分布、表观气速和气含率等因素的制约。就确定的体系和反应条件而言,这些因素会因反应器的结构尤其是搅拌和混合方式的变化而异。文章从理论上分析了影响气液界面传质的各因素,建立了较为详细的理论模型。理论计算结果表明:气泡大小是影响气液界面传质和最终反应速率的重要流体力学参数,微米级气泡对反应过程的强化作用明显。能量耗散率是决定体系气泡大小的深层原因,强化气液反应器设计时应重点考虑。     

气泡聚并机理模型

对气液二相体系中气泡间凸面状薄液膜内以及气液界面上动量和质量传递行为进行了分析,建立了气泡聚并时间模型,考虑了范德华作用力以及双电层作用力对液膜变薄过程产生的影响.模型值与文献实验值吻合较好.     

气化炉洗涤冷却室液池内分隔板对气液流动特性影响的数值模拟

为了提高气化炉洗涤冷却室内合成气洗涤热质的传质效果,采用数值模拟技术,研究了液池结构及液池内分隔板对气泡特性的影响。以气化炉液池内气液两相流动过程为研究对象,通过气液两相流动数值模拟实验平台,重点研究了分隔板对气泡特性的影响。基于图像处理技术,从数值计算结果中提取液池内气泡湿周信息,揭示了液池内分隔板对气泡湿周特性的影响,探讨了分隔板结构及分布的优化。结果表明:分隔板能有效增大气泡湿周,减小液位波动;其安装位置不宜太高,合理选择板上孔隙的大小及数量有利于优化气泡特性;分隔板交叉布置比平行布置更有利于均匀分布气泡。     

液相中气泡上升行为与界面传质:实验研究与数值计算

在工业生产过程中，气泡在液相中的上升行为及气液界面的传质行为极为常见。本文针对不同条件下气泡上升过程的实验研究方法以及数值计算方法进行了总结。从实验与数值计算的角度，综述了单气泡上升过程的影响因素、多气泡上升过程聚并与破裂的现象和机理以及工业装置中气液两相流型和气泡特性，并对传质模型进行了归纳，主要关注了气侧-界面传质模型的研究现状。综述结果表明：当前对于单气泡上升行为的研究较为充分，而对于多气泡的行为机理的研究尚需深入。此外，受到研究手段的限制，进行气侧-界面传质模型研究具有一定挑战性。针对当前的相关研究进展和存在的问题，对今后气泡上升行为和传质行为的研究提出以下建议，即开展气泡聚并与破裂可控性研究，强化对气侧-界面传质过程的研究，包括泡内流体行为可视化研究和相关传质模型的建立。     

三相循环流化床中的气液相界面积和传质系数

采用溶氧法测量了三相循环流化床中液相溶氧浓度的轴向分布,并按轴向扩散模型处理实验数据,优化得到气液体积传质系数kLa,同时用光纤探头测量了体系中的气含率和气泡大小分布,计算得到了气液相界面积a和气液传质系数kL,并研究了主要操作条件(表观气速、表观液速和固含率)对气液传质系数的影响规律.     

表面活性剂对钙指示剂影响的研究

由于钙指示剂（又称NN指示剂）的水溶液不稳定,通常将其配制成固体指示剂使用,但是存在着生成的络合物不够稳定、终点变色不敏锐、准确度不高等问题。研究了固体钙指示剂的最佳使用条件,以及表面活性剂对钙指示剂稳定性、灵敏度的影响等问题。实验结果表明：固体钙指示剂的最佳配比是钙指示剂与氯化钠的质量比为1∶100、液体钙指示剂中钙指示剂-十二烷基硫酸钠,以及钙指示剂-乳化剂OP-10-苦味酸效果最佳,终点变色更加敏锐,精密度以及准确度都有显著提高,体系稳定性好。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

水滑石在氟橡胶中的应用研究

讨论了以水滑石替代氢氧化钙作为碱催化剂的硫化特性,研究了水滑石/氧化钙组合对消除氟橡胶硫化试样气泡的作用。研究了水滑石对双酚硫化氟橡胶的耐水性能的影响。     

膨润土对核素的吸附行为研究

介绍了内蒙古高庙子膨润土的EDXRF分析,得到了内蒙古高庙子膨润土的元素构成,并论述了近几年膨润土对核素的吸附行为研究,主要影响因素包括:pH值、吸附时间、温度、离子强度、无机离子、腐殖酸等。并对每种影响因素对不同核素的影响效果进行了总结。     

石灰石品质对生料易烧性影响的研究

将化学分析方法和物理性能测试方法相结合，综合分析石灰石品质。在实验室进行生料易烧性试验，在同样试验条件和不同品质石灰石参与配料的情况下，通过测试灼烧后熟料中的fCaO含量，研究石灰石品质对生料易烧性能的影响，为实际生产提供理论参考。     

二甲基亚砜对红霉素合成的影响研究

分别研究了摇瓶和发酵罐中二甲基亚砜对红霉素合成的影响。通过摇瓶实验确定了适宜的二甲基亚砜体积分数和添加时间,并在15 L发酵罐中考察了二甲基亚砜对红霉素合成代谢的影响。结果表明,在红色糖多孢菌发酵48 h时,向发酵罐的培养基中流加体积分数为0.16%的二甲基亚砜,红霉素效价可达7961 U.mL-1,比对照提高11.6%;二甲基亚砜可以提高羟基化酶——P450单加氧酶的含量,从而提高红霉素产量。     

角蛋白对膏霜黏度影响的研究

研究了角蛋白对聚丙烯酰胺/C13-14异链烷烃/月桂醇聚醚-7作为增稠剂的水分散体系黏度与屈服应力的影响,考察了以聚丙烯酰胺/C13-14异链烷烃/月桂醇聚醚-7作为增稠剂的O/W型膏霜体系中角蛋白对体系黏度的影响。结果表明,角蛋白添加到护肤产品中会使产品黏度和屈服应力大幅下降,但通过几种增稠剂的协同作用会减弱其在膏霜中的降黏作用。     

Effect of Radiation Pretreatment on Photo-grafting of Acrylamide on Cellulose

To study the photo-grafting performance of acrylamide (AM) onto cellulose and the mechanical behavior of grafted cellulose, Whatman 41 filter paper was grafted with 30% AM in methanol by UV radiation using in situ technique. The amount of grafting (Gf) and tensile properties like tensile strength (TS) and elongation at break (Eb) were studied. In order to improve the tensile properties, cellulose was pretreated under UV and gamma radiations at different radiation intensities and subjected to grafting with 30% AM under in situ UV radiation. Cellulose was also pretreated by alkali (5% NaOH) along with UV and gamma radiations with different intensities and grafted with AM under UV radiation. Among the treatments, the alkali + UV irradiated 30% AM grafted sample showed the best mechanical performance (TS = 200%, Eb = 250%).     

成核剂对聚甲醛冲击性能影响的研究

本项研究采用添加成核剂改性方法,促进聚甲醛成型中的结晶过程,改进材料的结晶结构,控制球晶大小,从而达到改进聚甲醛冲击强度的目的。     

无机盐对表面活性剂去污力影响的研究

用去污实验机测定了直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠等阴离子表面活性剂的去污力,考察了无机盐对去污力的影响。结果表明,三聚磷酸钠使这几种表面活性剂的去污值增加了29.11%~121.26%,磷酸三钠使LAS的去污值增加了128.25%;三聚磷酸钠、δ-层状结晶二硅酸钠、4A沸石等软水剂增强去污力的效果最好,碳酸钠和硅酸钠等碱性助剂次之;硫酸钠、氯化钠、磷酸二氢钠和十水四硼酸二钠不适合用作洗涤剂的助洗剂。