尿素溶液制备冰浆的流动特性研究

在实际应用中,通常采用管道输送的方式将冰浆运送至待冷却区域进行热交换,因此,研究冰浆的流动特性具有重要意义.本文基于冰浆制备及流动特性测试实验台,以质量分数为5％的尿素溶液制备的冰浆为研究对象,通过可视化观测冰浆中冰粒的尺寸及分布并测量冰浆的运动黏度,分析了管径、含冰率(IPF)、流动压降以及管道摩擦阻力系数与雷诺数(...     

乳液浆体蓄冷性能实验研究

本文选用二甲基硅油作为油相,硅烷偶联剂作为添加剂制备了乳液浆体,利用混合量热法测试了二甲基硅油-水乳液浆体的含冰率与二甲基硅油、硅烷偶联剂添加量和温度间的关系。实验表明:在相同的相变结晶时间内,随着二甲基硅油质量分数的增加,乳液的冰点和含冰率降低。虽然硅烷偶联剂的添加降低了含冰率,但可以防止冰浆粘附容器壁面,改善了流动性。当添加的硅烷偶联剂和二甲基硅油质量分数分别为4%和10%,环境温度为-8.5℃,相变结晶时间为90 min时,制备的乳液浆体含冰率达到33.4%,浆体不粘附壁面,浆体颗粒分散均匀,具有良好的流动性。     

混合量热法测定水合物浆体蓄冷密度

蓄冷密度是表征制冷剂水合物蓄冷性能的重要参数。根据能量守恒定律,设计搭建了混合量热装置,提出了测定具体工作温度区间制冷剂水合物浆体蓄冷密度的方法。利用这一方法测得由R141b/H2O粗混合体系和R141b/H2O微乳液体系制得的水合物浆体在4~12 ℃的蓄冷密度分别为49.6 kJ/kg和99.1 kJ/kg,约为水在此温度区间蓄冷密度的1.5倍和3倍。相对于水蓄冷而言,可有效减少蓄冷槽的占地空间。     

潜热型功能热流体的制备及其传热和流动特性研究进展

介绍了我们近年来对潜热型功能热流体制备、流动和强化换热特性的研究.潜热型功能热流体换热能力比普通流体强,其强化换热的物理机制为:相变颗粒为分布内热源或热汇,相变颗粒的存在改变了流体的温度分布;自研潜热型功能热流体可看成牛顿流体,摩擦阻力系数符合64/Re关系,粘度约是水的5.57倍,优于国内外文献中报道的同类材料的粘度.由于存在相变,相同换热量下泵耗比水小,实际应用的经济性和可行性较好.     

HCFC-141b水合物浆流动特性实验

利用实验环道进行了水合物颗粒体积分数为0到70%的HCFC-141b水合物浆的流动实验,实验结果表明:在固相体积分数小于28.5%时,管道中水合物呈稀浆状,浆体为牛顿流体;当固相体积分数大于37.5%时,管道中水合物呈泥状,浆体为Bingham流体.回归了泥状水合物的屈服应力及表观粘度,并根据水合物浆的流动特性分段回归了水合物浆在管道中流动的压降计算公式,实验验证表明回归的计算公式可以比较准确的计算管道中水合物浆流动的压降,可以为制冷系统HCFC-141b水合物的流动及其它水合物浆的流动提供指导.     

泥石流浆体冲击特性实验研究

进行液相浆体粘度0Pa•s、 0.13 Pa•s、0.37P Pa•s、0.72 Pa•s、0.93 Pa•s的泥石流浆体冲击特性模型实验,采用小波方法揭示泥石流浆体冲击特性,结果体现在三方面：随着泥石流浆体粘度的增大,泥石流冲击力与冲击力标准差呈非线性增大,冲击力概率密度由近似正态分布逐渐偏离;泥石流95%以上的冲击能量分布在小于1.958Hz 的低频部分;泥石流冲击能量百分比总体从低频至高频呈迅速衰减分布趋势,且泥石流粘度越高,低频段至高频段的冲击能量衰减速度越快。本文成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。     

气体水合物蓄冷过程的特性研究

本文以统计热力学为理论依据,对水合物蓄冷过程进行理论分析,指出由于Ｌａｎｇｍｕｉｒ常数很难计算使得水合物生成条件－分解温度,分解压力的直接推导非常麻烦,为此发展一种计算水合物生成条件的简便方法,得到分解温度和分解压力的理论关系式。在理论分析的基础上,以Ｒ１５２ａ和Ｒ１５２ａ／Ｒ１３４ａ水合物为蓄冷介质,进行实验研究,确定它们的生成条件。此外,通过测量水合物的冷却率,采用非稳态方法计算出Ｒ１５２ａ水合物的物性参数,为蓄冷系统的理论分析和设计提供参考依据。     

平板蓄冷器蓄冷特性研究

本文分析了平板蓄冷器的蓄冷特性,建立了相应的物理模型,并利用该模型得出了蓄冷剂温度及载冷剂出口温度随时间的变化规律。该模型可为平板蓄冷器的设计及优化提供理论依据。     

基于正交试验的磨料浆体流变特性

立足于磨料浆体射流在除鳞领域的应用,通过设计正交试验,对磨料浆体的流变参数进行测量,研究不同因素对2种磨料浆体流变特性的影响效应。结果表明:对于石榴石磨料浆体,聚丙烯酰胺(PAM)质量浓度对磨料浆体黏度的影响最为显著,磨料质量浓度次之,磨料粒径对磨料浆体黏度无明显影响。对于钢砂磨料浆体,PAM质量浓度对磨料浆体黏度有显著影响,磨料质量浓度和磨料粒径对磨料浆体黏度无明显影响。利用幂律模型、Bingham模型及Herschel-Bulkley模型对实验测得的流变参数进行拟合,优选出Herschel-Bulkley模型作为描述磨料浆体流变特性的最佳模型,建立了其本构方程,得出磨料浆体的流变特性规律。     

新型石蜡微乳液冰浆制备与性能试验研究

为了探寻性能稳定、可重复进行冰浆制备的微乳液,本文以液体石蜡为油相,复配脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)与油酸钠为表面活性剂,己醇为助表面活性剂制备微乳液,并对所制备的微乳液进行稳定性测试及冰浆制作。结果表明:AEO-9/油酸钠质量比为7∶3,剂油质量比为2∶3时制备的微乳液为W/O型微乳液,本文测得该乳液平均粒径为64.93 nm,并获得了拟三元相图;电导和温度试验表明水含量小于36.9%时可制备澄清透明的W/O型微乳液,微乳液在0.2～30℃之间可保持稳定不分层;离心和贮藏试验表明该微乳液稳定性良好,在-3～30℃之间的300次冷热循环试验后微乳液仍保持稳定,可在蓄冷过程中重复使用;该微乳液体系冰浆结晶点为-0.8℃,过冷度仅为0.2℃,克服了传统冰浆制取过程中过冷度大和结晶点低的缺陷,制备的冰浆未粘附壁面,冰浆流动性良好。     

冰浆流体流动与换热研究综述

介绍了冰浆流体的特点、应用以及固液两相流体等效比热的概念及其在冰浆流体中应用的困难;概述目前国内外冰浆流体的传热性能、流变模型和流态以及粘性和流动阻力的研究成果,指出由于固液两相密度的不同导致了在不同流速下冰水分层的现象;同时对冰浆流体的的研究进行了综述,最后提出了关于冰浆流体的进一步研究建议.     

Distribution of Medium-to-Coarse Glass Beads in Slurry Pipe Flow: Evaluation of Measured Concentration Profiles

Concentration distribution of two fractions of glass-bead (ballotini) particles (medium size 0.44 and 0.53 mm, respectively) in flows of heterogeneous slurry was measured in a laboratory pipe of the internal diameter of 100 mm using a radiometric device. Particles in such flows are supported by both interparticle contacts and turbulent eddies and the solids load must be considered as combined load composed of both contact and suspended load. Flows tend to be partially stratified and if high concentrated (mean volumetric concentration of solids higher than approximately 20%) they exhibit a sliding bed. It appears that two most common methods to calculate concentration profiles in settling-slurry flows are not able to handle the sliding bed adequately. A comparison of the test results with the Gillies-Shook model for combined-load flows shows that the modeling approach requires further refinements. An application of the more recent Kaushal-Tomita model based on the turbulent-diffusion concept is inappropriate in high-concentrated slurries composed of medium-to-coarse grains. A simple one-dimensional model is proposed that takes conditions for an existence of a sliding bed into account and predicts a simplified concentration profile in stratified flows composed of a sliding bed and a transport layer above the bed.     

管道内冰浆流动压降特性模拟和实验研究

本文采用以颗粒相动力学为基础的Euler-Euler模型,利用FLUENT研究冰浆在水平直管、90°弯管和T型管中的流动压降特性(计算过程不考虑相变)。模拟结果显示,在管道入口处压降较明显,90°弯管拐弯后内侧压力小于外侧,T型管在分流直角拐角处出现压力最高点和最低点。冰浆流动实验发现,冰浆单位压降随流速和含冰率的增加而增大,且3种管型中直管压降最小,T型管压降最大。对比实验与模拟结果,单位压降随流速的变化趋势一致,且误差在20%以内,但在大流速时,模拟值大于实验值。     

冰浆在蓄冰槽中的贮存特性研究进展

冰浆贮存是工程应用中经常遇到的问题,冰浆在蓄冰槽中的贮存特性对于冰浆的高效利用有着重要影响。目前冰浆在蓄冰槽中贮存的主要问题是:冰堆积分布不均匀,蓄冰槽不能充分利用。这里对国内外在冰浆贮存方面的研究成果进行汇总,分别从特性、模型和实验研究三个方面进行总结,分析产生冰浆贮存不均匀的原因和影响因素,采用摄像法来分析冰浆贮存的特性。结果表明:溶液、添加剂、冰浆入口含冰率和流量,以及贮存时间等是影响冰浆贮存特性的主要因素。     

动态冰浆蓄冷系统性能及其应用

动态冰浆由于具有较好的热物理和传热特性,现已被应用于蓄冷空调系统和工业处理过程中.本文介绍了冰浆的各种发生方法和装置,分析了动态冰浆蓄冷空调系统工作过程,阐述了冰浆的动态特性和潜在应用.     

Effect of Low Dialysate Flow Rate on Hemodialyzer Mass Transfer Area Coefficients for Urea and Creatinine

Recent work has shown that the dialyzer mass transfer area coefficient (K_oA) for urea increases when the dialysate flow rate is increased from 500 to 800 mL/min. In this study we determined urea and creatinine clearances for two commercial dialyzers containing polysulfone hollow fibers in vitro at 37°C, a nominal blood flow rate of 300 mL/ min, and dialysate flow rates (Q_d) ranging from 100 to 800 mL/min. A standard bicarbonate dialysis solution was used in both the blood and dialysate flow pathways, and clearances were calculated from solute concentrations in the input and output flows on both the blood and dialysate sides. Urea and creatinine K_oA values, calculated from the mean of the blood and dialysate side clearances, increased (p < 0.01) with increasing Q_d over the entire range studied. The increase in both urea and creatinine K_oA with increasing Q_d was proportional to the K_oA value. These data show that changes in Q_d alter small solute clearances greater than predicted assuming a constant K_oA.     

Prediction of Concentration Distribution in Pipeline Flow of Highly Concentrated Slurry

The Kaushal and Tomita's (2002a Kaushal , D. R. , and Y. Tomita . 2002a . An improved method for predicting pressure drop along slurry pipeline . Particulate Science and Technology 20 : 1 – 20 .[Taylor & Francis Online] , [Google Scholar]) model, which has already been found satisfactory for broadly graded multisized particulate zinc tailings slurry with moderate concentration up to 26%, flow velocity up to 3.5 m/s in 105 mm diameter pipe, mean diameter 140 μm, and geometric standard deviation of particles of 4.0, is tested for concentration distribution data collected by Kaushal et al. (2005 Kaushal , D. R. , K. Sato , T. Toyota , K. Funatsu , and Y. Tomita . 2005 . Effect of particle size distribution on pressure drop and concentration profile in pipeline flow of highly concentrated slurry . International Journal of Multiphase Flow. 31 : 809 – 823 .[Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) on two sizes of glass beads, of which mean diameter and geometric standard deviation are 440 μm and 1.2, and 125 μm and 1.15, respectively, with concentration up to 50% and flow velocity up to 5 m/s in 54.9 mm diameter pipe. Kaushal and Tomita's (2002a) model gives more asymmetric concentration distributions. A modified model is proposed by alleviating some of the restrictive assumptions used in the existing model. Comparison of experimental data by Kaushal et al. (2005 Kaushal , D. R. , K. Sato , T. Toyota , K. Funatsu , and Y. Tomita . 2005 . Effect of particle size distribution on pressure drop and concentration profile in pipeline flow of highly concentrated slurry . International Journal of Multiphase Flow. 31 : 809 – 823 .[Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]), Gillies and Shook (1994 Gillies , R. G. , and C. A. Shook . 1994 . Concentration distributions of sand slurries in horizontal pipe flow . Particulate Science Technology 12 : 45 – 69 .[Taylor & Francis Online], [Web of Science ®] , [Google Scholar]), and Matousek (2009 Matousek , V. 2009 . Concentration profiles and solids transport above stationary deposit in enclosed conduit . Journal of Hydraulic Engineering 135 : 1101 – 1106 .[Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) with the proposed model is satisfactory.