摇摆对窄矩形通道内两相流摩擦压降特性影响

本文以窄矩形通道内两相流为研究对象,分析了不同摇摆工况对两相流动摩擦阻力特性的影响。通过对试验数据分析,结果表明,改变摇摆周期对窄矩形通道内两相流的瞬态摩擦压降波动幅值的影响很小,只是改变了其瞬态摩擦压降变化频率,对其平均摩擦压降无影响。同时,采用L-M法对比分析摇摆与静止条件下的φ²_l(φ²_g) -X变化曲线发现,摇摆状态下窄矩形通道内的两相摩擦压降可采用静止条件下φ²_l(φ²_g) -X变化曲线进行计算。     

气溶胶中F和Na分析的外束质子诱发γ射线激发曲线测量

在大气颗粒物离子束分析中,质子诱发γ射线分析（PIGE）作为质子诱发X荧光发射（PIXE）的补充方法,通常用于分析轻元素。为得到外束PIGE定量分析气溶胶样品中F和Na元素的最佳实验条件,本工作在北京师范大学串列加速器上测定了质子能量在1.8～2.9 MeV范围内,核反应¹⁹F(p,p’γ)¹⁹F（E_γ=110 keV和197 keV）和 ²³Na(p,p’γ)²³Na(E_γ=440 keV)的γ射线激发函数。     

微波辐照对苜蓿种子储存后发芽和幼苗生长生理特性的影响

为探明微波辐照对苜蓿种子在数年后的发芽及幼苗生长生理特性的影响,以室温下储存2 a的紫花苜蓿种子进行发芽和盆栽试验,测定种子发芽率、胚根伸长量、幼苗生长高度、单株结瘤数、固氮酶活性、叶绿素含量及叶绿素荧光特性等指标。结果表明：发芽15 d时,各处理的总发芽率均高于对照,且随着辐照时间的延长而降低;发芽11 d 时,各处理的胚根平均长度均低于对照;40 s辐照处理种子形成的幼苗高度、单株结瘤数及幼苗鲜重和干重均高于对照;幼苗根瘤的固氮酶活性均显著低于对照 （P<0.05）,叶片的叶绿素含量在辐照时长为10 s时最大;各处理叶片F₀和F_v/F_m的变化说明,在室温下储存2 a的辐照苜蓿种子形成幼苗后叶片的光能转化效率仍受到一定的胁迫。     

人造岩石固化体SrCeTi2O7的合成与性能研究

采用⁸⁸Sr模拟放射性核素⁹⁰Sr,Ce⁴⁺模拟四价锕系放射性核素。以分析纯SrCO₃、CeO₂和TiO₂为主要原料,通过高温固相反应制备SrCeTi₂O₇人造岩石固化体。对固化体的烧成工艺、物理性能、晶体结构及微观形貌进行研究,并对固化体的热稳定性及抗浸出性能进行探讨。结果表明,选择配方n(SrCO₃)∶n(CeO₂)∶n(TiO₂)＝1∶1∶2,在1 450 ℃下保温5 h可合成结构致密、晶型发育完整的SrCeTi₂O₇人造岩石固化体;Dicvol程序指标化结果表明,该固化体化合物属四方晶系,晶胞参数为a＝0.387 33(4) nm,c＝0.388 07(5) nm;SrCeTi₂O₇人造岩石固化体具有良好的热稳定性,经高达800 ℃热处理后样品仍保持原有物相不变;PCT-B粉末浸泡法测试结果表明,SrCeTi₂O₇人造岩石固化体具有较好的抗浸出性能,浸泡周期28 d时Sr、Ce和Ti的浸出率分别为3.51×10^-4、8.23×10^-8和2.02×10^-7 g/(m²·d)。     

面包酵母菌对锶离子的吸附行为及其机理研究

采用面包酵母菌为生物吸附剂,进行了模拟含锶废液中Sr²⁺的批量吸附实验研究。分析了液相pH、Sr²⁺初始浓度、菌体加入量、温度等因素对吸附效果的影响,进行了吸附热力学相关分析,并通过红外光谱、扫描电镜等探讨了其吸附机理。结果表明：实验室环境下的最佳吸附条件为pH＝4.5,t＝30 ℃,c₀＝1.0 mmol/L,ρ_m＝4.0 g/L。不同温度下对Sr²⁺的等温吸附结果均很好地符合了Langmuir和Freunlich两个吸附模型,R₂均在0.988以上。不同温度条件下酵母菌对Sr²⁺的吸附反应均能够自发进行,且在一定温度范围（10～30 ℃）内提高温度有利于酵母菌对Sr²⁺吸附反应的自发进行。FTIR与SEM分析结果认为,酵母菌吸附Sr²⁺的过程的确存在化学吸附过程,酵母菌细胞上的多糖、蛋白质酰胺成分更多地参与了对Sr²⁺的吸附过程,且主要以菌体表面活性点位吸附为主。     

TODGA-DHOA体系萃取金属离子Ⅱ.对Pu(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)的萃取

研究了以N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)和N,N-二己基辛酰胺(DHOA)为萃取剂,正十二烷为稀释剂体系对Pu(Ⅲ)、Pu(Ⅳ)和Pu(Ⅵ)的萃取行为,主要考察了萃取剂浓度、HNO₃浓度和NaNO₃浓度的影响。结果表明：TODGA和DHOA对Pu(Ⅲ)、Pu(Ⅳ)和Pu(Ⅵ)的萃取分配比大小顺序均为：D(Pu(Ⅲ))＞D(Pu(Ⅳ))＞D(Pu(Ⅵ)),TODGA/正十二烷体系中加入DHOA时,对Pu(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)萃取具有一定抑制作用,但在较高酸度范围内(≥3.0 mol/L HNO₃),不论体系中Pu的价态为何种形式,TODGA均能对其进行有效的回收。TODGA萃取Pu(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)的方程式分别为： Pu³⁺+3NO^-_3a+4TODGAo→Pu(NO₃) ₃·4TODGAo Pu⁴⁺_a+4NO^-_3a+3TODGAo→Pu(NO₃)₄·3TODGAo PuO²⁺_2a+2NO^-_3a+2TODGAo→PuO₂(NO₃)₂·2TODGAo     

国产LaCl3:Ce探测器裂变γ能区多能量点灵敏度测量

应用⁶⁰Co强γ源进行康普顿散射,再结合0.67 MeV（¹³⁷Cs源）和1.25 MeV（⁶⁰Co源）标准γ源,获得裂变γ能区多种能量γ辐射。以国产掺铈氯化镧（LaCl₃:Ce）闪烁晶体样品配光电倍增管构成快响应闪烁探测器,在这些γ能量下对LaCl₃:Ce探测器灵敏度进行了测量。测量结果表明：以LaCl₃:Ce对0.67 MeV γ的灵敏度为归一基准,LaCl₃:Ce对1.25 MeV γ的灵敏度约为1.28;对尺寸为f40 mm×2 mm的LaCl₃:Ce,能量在0.39～0.78 MeV之间对应的灵敏度最大为1.18,最小为0.96;对尺寸为f40 mm×10 mm的LaCl₃:Ce,最大为1.06,最小为0.98。本测量数据可为理论计算LaCl₃:Ce能量响应定标、校正提供测量数据参考,为获得裂变γ能区LaCl₃:Ce探测器综合灵敏度提供实验数据依据。     

六亚甲基四胺浸渍活性炭捕集甲基碘

最常用的吸碘用浸渍剂三乙烯二胺（TEDA）存在着蒸汽压高、闪点低等缺点，使得TEDA浸渍炭仅能在390K下使用，而六亚甲基四胺（HMTA）具有高闪点和低挥发性的优点，可作为TEDA的替代材料。在27℃、相对湿度介于95%～96.5%的条件下，测试了HMTA浸渍活性炭富集碘过程中几项参数的影响。结果表明：对于本实验所使用的煤质活性炭，w=5%的HMTA浸渍量和30min的烘干时间是最适宜的，pH值的降低以及活性炭与空气接触则会降低吸附效率。本工作为进一步研究HMTA作为除碘用浸渍剂提供了实验依据。     

脉冲柱法研究碘在北山花岗岩中的迁移

¹²⁹I是一重要的裂变产物,其在环境中的行为受到人们的重视。本工作利用脉冲柱法研究了¹²⁹I（作为¹²⁹I的替代物）在北山花岗岩中的迁移情况。实验结果表明,对流水力学弥散是碘迁移的主要机制。碘的弥散系数D随流速的增加而增加,随淋洗液pH的增加而减小。D随pH的变化趋势与岩粉表面的电荷变化吻合。当流速为0.07 mL·min^-1、pH=8.0时,D=3.29×10^-5m²·min^-1,和已有的实验结果相符,验证了弥散度只与介质有关这一结论。     

电流型银激活探测器标定技术

为测量DPF脉冲中子产额,设计了电流型银激活探测器。该探测器由中子慢化体、天然银片、塑料闪烁体和光电倍增管组成。定义了该探测器测量DPF快脉冲中子产额时的探测灵敏度。采用高压倍加器稳态中子源对电流型银激活探测器的探测灵敏度进行了标定。稳态中子源的绝对中子产额由伴随粒子法给出。通过计算机自动记录探测器在饱和照射后其输出电流随时间的变化曲线,通过分析变化曲线求解特征参数,进而得到电流型银激活探测器在距离14 MeV脉冲中子源1 m处时的探测灵敏度为1.843´10⁹ nA^－1。在包含因子k为2时,探测灵敏度的扩展不确定度小于17.5 %。     

基于漂移流模型的矩形通道内泡状流-弹状流转变准则

以空气和水为工质,对竖直向上矩形通道(40 mm×1.41 mm,40 mm×10 mm)两相流流型特性进行了可视化研究。气液相表观速度分别为0.01~0.59 m/s和0.02~3.72 m/s。基于3个经典的泡状流向弹状流转变准则,考虑矩形通道的尺寸效应,导出了泡状流向弹状流转变时的临界空泡份额为0.23。以窄边宽度2.5 mm为界,将矩形通道分为小通道和常规通道两类,对泡状流向弹状流转变准则进行修正,修正准则能很好地预测实验值。为进一步验证修正准则的准确性和适用性,将修正准则与Mishima、Wilmarth和Sadatomi等的实验数据进行了对比,结果显示修正准则同样具有较好的预测效果。     

竖直小通道内弹状流气弹长度的计算模型

针对小通道内弹状流建立了气弹长度计算模型,并结合实验研究,对模型进行验证。可视化实验以空气和水为工质,矩形通道截面尺寸为3.25 mm×43 mm,分气、液相Re范围分别为62~360和1255~3707。结果显示,模型的预测值与实验数据具有较好的一致性,平均绝对误差为26.8%。此外,将Mishima和Cheng等的实验数据与计算模型进行对比,实验段包括矩形通道（40 mm×1.07 mm,40 mm×2.45 mm）和圆形通道（D_e=4 mm）,平均绝对误差为34.9%,说明计算模型具有较好的适用性。     

竖直窄矩形通道内空气-水两相流中气弹运动速度研究

以空气和水为工质,应用高速摄像仪,对竖直窄矩形通道(3.25 mm×40 mm)内气液两相弹状流进行了可视化实验研究。气、液相表观速度分别为0.1~2.51 m/s和0.16~2.62 m/s,工作压力为常压。实验中发现窄矩形通道内弹状流与圆管中存在较大差别,气弹多发生变形,高液相流速时变形更为严重。窄边液膜含气量较高,在高液相流速时窄边液膜不下落,宽边液膜中含有由气弹头部进入和气弹尾部进入的气泡。气弹速度受气弹头部形状和宽度影响较大,受气弹长度影响较小。气弹速度可由Ishii & Jones-Zuber模型计算,但在低液相折算速度时偏差较大,其主要原因为漂移速度计算值较实验值偏小。     

摇摆条件对矩形通道内泡状流摩阻特性影响

摇摆运动作为一种典型海洋条件,对管内的气液两相流动过程产生较大影响。本工作通过摇摆条件下空气 水泡状流在矩形通道内流动阻力特性的实验,研究摇摆运动对两相流动过程的影响。实验在常温、常压下进行,通道尺寸为40 mm×10 mm,摇摆角度为10°、15°和30°,摇摆周期为8、12和16 s。结果表明,摇摆条件下瞬态摩擦压降的变化具有明显周期性,随着两相雷诺数变大,瞬态摩阻系数的波动幅度和平均水平均变小;摇摆周期越小,摇摆振幅越大,即摇摆运动越剧烈,摩擦压降的波动幅度也越大。     

矩形通道高宽比对两相流动阻力和流型关系的影响

在可视化观察的基础上,实验研究了矩形通道高宽比对两相流动阻力和流型关系的影响。实验选择了3种通道尺寸的实验段,截面宽度相同,全部为43 mm,高度分别为1.41、3和10 mm,根据受限因子C_o,前两个实验段属于窄通道,第3个属于常规通道。实验结果表明：高宽比不同时,随着气相流速的增加,通道内两相流动压降呈不同的变化趋势。对于10 mm通道,低气相流量时重位压降占主要成分,而对于1.41 mm和3 mm通道,摩擦压降占主要成分;随着气相流量的增大,总压降中摩擦压降的比例也增大;对于10 mm矩形通道,可利用压降变化规律确定搅混流的发生范围。     

矩形通道内气水两相流摩擦阻力计算模型

常压下以空气和去离子水为工质,对横截面为1.41 mm×40 mm和3 mm×40 mm的竖直矩形通道内两相流动阻力特性进行了实验研究。利用获得的764组实验数据,对11种典型两相流摩擦阻力计算模型进行评价。结果表明：Lee-Lee模型整体预测精度最高,但在分液相雷诺数较小（Re_l<600）和较大（Re_l>8 700）区域,与实验值符合较差;在分液相紊流区(Re_l≥2 000) Chisholm B模型适用性较好,对于两实验段预测值与实验值绝对平均误差分别为6.13%和6.43%,但在分液相层流区(Re_l<2 000)其预测值与实验值偏差较大。根据压降特性提出修正两相动力黏度,并针对分液相层流区提出修正计算关系式,其预测值与实验值符合较好。     

摇摆状态下窄矩形通道内两相流流型特性研究

以空气和水为工质,在40mm×1.6mm的窄矩形通道内对竖直状态和摇摆状态下两相流流型进行了研究。流型由拍摄照片辨别,实验通道内观察到的流型有泡状流、弹状流、搅混流和环状流,绘制出窄矩形通道内的流型图,并与常规尺寸圆管内两相流型进行了对比。摇摆对窄矩形通道内流型的影响与常规尺寸圆管相似,但由于狭小空间的限制及表面张力的作用,摇摆对两相流动并无明显影响。     

三面加热窄矩形通道内气液两相流流型研究

以去离子水为工质,对截面为3 mm×43 mm的三面加热窄矩形通道内流型转化过程进行可视化实验研究。借助高速摄影仪记录可视化数据,观察到泡状流、弹状流、搅拌流和气膜塞状流等4种主要流型,并详细描述了各种流型发生时通道内气泡转化的过程。记录不同流型转化时的临界点,绘制出三面加热窄矩形通道的流型图,分析流型图中流型转化边界曲线的趋势及形成机理。将本实验流型图与现有相似通道尺寸流型图进行对比,结果表明：三面加热条件下的流型转化过程与绝热条件下的空气 水流型转化过程差异很大,某些流型转化曲线存在趋势上的不同;由于窄边加热部分的影响,与单面加热通道的流型转化过程也存在明显差异。气膜塞状流在绝热条件和单面加热条件下均未出现。     

窄矩形通道内搅混流和环状流相界面参数的计算方法

空泡份额和界面浓度是两相流动中重要的相界面参数,准确获取窄矩形通道内搅混流和环状流工况下空泡份额和界面浓度是构建和完善两流体模型的关键。本文针对横截面为65 mm×2 mm的矩形通道开展了气液两相流动特性可视化实验研究,气相折算速度j_g＝1～9 m/s,液相折算速度j_f＝0.1～1.5 m/s,流型包含搅混流和环状流。提出了基于高速摄像法获取搅混流和环状流下空泡份额和界面浓度的分析计算方法,利用该方法所得空泡份额与窄矩形通道内经验关系式计算值的相对偏差约在10%以内。此计算方法可为研究复杂流型下窄矩形通道内的相界面参数提供理论依据。     

摇摆条件下窄矩形通道内两相流动瞬态阻力特性研究

摇摆条件下的气液两相流动受摇摆引起的附加惯性力的影响,致使其摩擦阻力特性发生改变。本工作在摇摆周期为8、12、16 s和摇摆振幅为10°、15°、30°的条件下,对窄矩形通道（40 mm×1.6 mm）内空气-水两相流动的瞬态阻力特性进行了研究。结果表明：摇摆时瞬态摩阻系数的变化呈明显周期性;气相质量含气率越大,摩擦压降的波动幅度越大;摇摆周期越小,振幅越大,摩擦压降的波动幅度越大。给出1个用于计算摇摆条件下两相摩阻系数的关联式,92.5%的计算值的相对误差在±20%以内