文丘里式气泡发生器内气泡破碎机制分析

作为一种高效、安全的气泡发生装置,文丘里式气泡发生器在工业、化工等过程有广泛的应用,但对其内部气泡破碎过程和作用机制相关研究较少。前期研究发现,较大气泡进入文丘里管扩张段后会发生迅速减速,并对气泡碎化过程产生极大影响。基于大涡模拟方法,对文丘里式气泡发生器内的流动过程进行了数值模拟,发现在扩张段近壁面存在明显的涡流区,涡流区前端与上游来流发生强烈的碰撞,造成进入此区域的流体发生迅速减速,使得涡流区与主流交汇区附近静压急速增大;当此区域存在运动的气泡时,激增的压力梯度力以及附加质量力导致气泡运动速度迅速减小,并与周边流体形成了更强的相互作用;高流速条件下,会使气泡发生严重变形、甚至破碎。     

文丘里管式微气泡发生器内单气泡碎化行为的数值模拟

文丘里流道内部流场及气泡破碎过程的正确表征是提升文丘里管式微气泡发生器成泡性能和对其进行结构优化设计的基础和前提。本文借助计算流体动力学（CFD）商业软件ANSYS Fluent中的VOF多相流模型,数值模拟研究单气泡在三维流场中的变形及破碎行为,揭示文丘里流道尤其是扩张段内的流场分布和气泡碎化过程,并对文丘里管式微气泡发生器成泡粒径分布不均匀的原因进行分析讨论。CFD数值模拟结果表明,气泡碎化发生在文丘里管式微气泡发生器的扩张段内,湍流耗散率越大,碎化生成微气泡的粒径越小。扩张段内中心区域的湍流耗散率远小于边壁区域,湍流耗散率径向位置分布的差异将直接导致所生成微气泡粒径分布的不均匀。在轴心线方向上,单气泡由进水管注入时的碎化程度强于由喉管处注入;在径向方向上,单气泡由进水管偏心位置注入时的碎化程度强于由中心位置处注入。进水管内安放带导流叶片的轴向静止起旋元件,不仅可提高扩张段的平均湍流耗散率,降低生成微气泡的平均粒径,而且可以降低径向湍流耗散率的标准差,增强扩张段内径向湍流耗散率的均匀度,进而提高所生成微气泡粒径分布的均匀程度。     

注气孔位置对文丘里管式微气泡发生器成泡特性的影响分析

尽管文丘里管式微气泡发生器的注气口位置会对气泡在文丘里流道内的碎化特征产生直接影响,但迄今缺乏针对性的深入研究。通过可视化实验方法,对比分析了注气口分别位于喉管处（结构1型）和进水管处（结构2型）时的气液流型、气泡破碎特征以及成泡特性。实验表明,气、液相流量对结构1型微气泡发生器内的气液流型影响显著,初始成泡区域随液相流量增加,环状流或泡状流向弹状流转变,而随气相流量增加则由泡状流或弹状流向环状流转变;结构2型微气泡发生器则在此过程中始终为泡状流,其对操作工况的适应范围大于结构1型。在相同工况下,结构1型微气泡发生器的成泡Sauter平均粒径小于结构2型,但随着液相Reynolds数的增大,二者间的成泡平均粒径差值随之减小。分析原因是由于弹状流流型下,延伸至扩张段区域的弹型泡的表面积更大,能量转化率更高,气泡界面失稳碎化的程度更显著。随着液相Reynolds数的增大,初始成泡体积减小,湍流破碎机理作用占据主导,掩盖了由于界面失稳引起的气泡破碎。结构1型微气泡发生器的成泡能耗高于结构2型,并且随液相Reynolds数的增大,两者之间的差值随之增大。综合来看,结构2型微气泡发生器能够在低能耗下实现高效成泡,面向工程应用将更具优势。     

文丘里管空化生成微米气泡的试验

微米气泡在工业中应用广泛,采用文丘里管空化产生微米气泡具有结构简单、能耗低等优点。为探究文丘里管空化过程微米气泡的生成规律,文中以水为介质、高速摄像为测量手段,探讨了空化数对于微米气泡尺寸分布的影响。试验发现：空化程度最剧烈时气泡直径分布最广,在20～230μm,并服从多元高斯分布;随着空化数的增加,空化程度有所降低,气泡Sauter平均直径增加而气泡数量降低。此研究为空化生成微米气泡的方法提供了重要的数据支撑。     

文丘里洗涤器

在化学工业中的除尘设备很多,但要除掉1～0.1μ以下的烟雾细尘,效率能达到99%以上的,以往只有采用高电压除尘器。高电压除尘器制造繁复,投资大,操作上又显得不够安全,在目前大搞工艺革命情况下,用造价低,操作方便的简单设备来代替复杂设备,而同样能达到高效率的除尘作用,是迫切需要的。文丘里洗涤器能在气体净化过程中代替高电压除尘器,除了除尘以外,还可以用作降温、除雾、吸收等之用。上海新业硫酸厂在党的领导与支持下,在1956年把文丘里洗涤器大胆地用在接触法制硫酸过程中气体净化部分,代替了高电压除尘器,使设备简化,减少投资额,经过三年来使用证明是成功的。除了把文丘     

文丘里混合器内盐水结晶与预防

阐述了文丘里混合器内盐水结晶堵塞FeCl3管道进口,使FeCl3无法加入到粗盐水中,导致精制盐水品质下降,离子膜电解系统被迫停车的事故历程,分析了发生事故的原因,并提出了预防该类事故的措施,用以保证生产系统稳定、持续、高效的运行。     

弯曲文丘里环隙型水力空化发生器的特性

尝试提出了2种兼具文丘里、弯头、反弧、环隙特征的新型水力空化发生器,并借助高速摄影技术,采用准二维薄层流道结构对这种流动形式的空化特性进行试验研究.研究发现:这种结构可以在较低的压力下发生空化;空化云的空间占比较高;空泡的空间分布呈现窝状结构.结果表明,该发生器是一种具有潜在优势的水力空化发生装置.     

文丘里水幕式移动喷漆室介绍

结合混凝土泵车细长臂喷涂中的若干问题,对文丘里水幕式移动喷漆室进行了介绍,提出了一些使用建议,为相关设计和优化提供了参考。     

文丘里洗涤器接管有限元分析

文丘里洗涤器中连接进口转子的连接接管因位于弯头上而超出常规计算,且设备内部压力及温度较高,接管不连续部位会出现较大的应力集中。为确保结构安全,对其进行有限元分析,得出各参数在应力集中部位的变化规律,并将影响参数进行公式拟合,给出拟合公式的适用范围,并与有限元方法进行对比,拟合公式结果满足工程精度要求。     

文丘里泵改造

我车间文丘里泵是沈阳水泵厂生产的型号为DG36-50×10的多级离心泵,于1997年投入使用,其作用是将脱盐水加压至5.0 MPa,送至文丘里洗涤器洗涤裂化气中的炭黑.其主要零件如叶轮、中壳、中壳扩散导向器等材质均为HT25-47,主轴材质为45#钢.近年来,公司要求我车间用排入地沟的净化冷凝液代替脱盐水,这样既保护了环境,又节约了脱盐水,变废为宝.     

LP文丘里除尘器

一、LP文丘里除尘器的特点 现在最常见的高效除尘器有热电除尘器、袋滤器(bag filter)以及文丘里除尘器(Venturi scrubber)等,但就技术上的应用范围广、构造简单、设备费用低几点而论,则文丘里远胜过前二者,这在实际应用中也可以得到充分证明。但实际上,文丘里除尘器的应用往往只限于特殊条件下的除尘。因为:(1)文丘里除尘器的压力损失过     

文丘里中和器

天津溶剂厂一车间在苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)与碱中和工艺中,原采用四台容积各为3500升带搅拌的中和罐完成。由于该设备结构陈旧、体积庞大,故占地面积大、操作繁琐、投资大、产量低,影响该厂的生产。1972年初,该厂工人开始试验采用文丘里中和器代替中和罐进行苯二甲酸二辛酯(或二丁酯)与碱的中和反应新工艺取得成功,并在同年10月正式应用于生产。     

大型文丘里式脱硫除尘器的优化

通过理论分析,对大型文丘里式脱硫除尘器的设计和操作条件进行优化,推导出最佳气速与液气比的计算公式,并已应用于工业生产     

文丘里油料燃烧器

轻化工和食品行业常要用到20-40万千卡的小型号窑炉。而这方面易于管理和操作的燃烧器较鲜有。为此,本人特别推荐丘里油料燃烧器。     

新型文丘里洗涤器

文丘里洗涤器的应用十分广泛———除尘、除沫、气体净化。传统的文丘里洗涤器由收缩管、喉管、扩散管组成。高压液体通过喷嘴形成大液滴喷入气流中,在喉管处较高的气速和剪切力的作用下雾化成细小的液滴,与气体中的尘粒接触使其分离。但是,最近国外设计的新型文丘里洗涤器却采用了与传统文丘里洗涤器大相径庭的结构形式。新型文丘里洗涤器采用管缝隙作为气—液接触区,其最大特点是,液体的雾化不是由高速气流产生的,而是由液体喷嘴形成的,喉部只是提供气—液间的密切接触。因此高除尘(雾)效率不是以高气体压降为代价的。最初的管—隙式文丘…     

煤气化装置文丘里洗涤器内结垢问题的探讨

针对生产过程中出现的湿洗单元洗涤水固含量过高、洗涤水量低、合成气系统阻力大等问题,详细分析了问题产生的原因并提出了预防措施。     

微气泡发生器的研究进展

介绍了微气泡发生器的研究进展。微气泡的产生方法主要有溶气-释气法、微孔曝气法、引气-散气法、超声/声压法和电解法等。其中溶气-释气法产生的气泡分布窄,气泡数量多,但能耗高,流程复杂;微孔曝气法产生的气泡分布窄,气泡数量多,能耗低,但孔道易堵塞;引气-散气法产生的气泡数量多,能耗低,但气泡相对较大,气泡分布宽;超声/声压法产生的气泡分布窄,气泡数量少,但能耗高,对设备要求较高;电解法产生的气泡分布窄,气泡数量少,但能耗高,组分单一。可以针对具体的应用体系和应用要求,选择合适的微气泡发生器。     

文丘里混合器应用技术改造

介绍了山东大成农化有限公司氯碱厂盐水工序对文丘里混合器进行的技术改造。改造后,生产连续、稳定、高负荷运行,从而提高了经济效益。     

石墨文丘里试验点滴

我厂在黄铁矿烧渣综合利用中温氯化法中间试验沸腾焙烧净化系统中,采用了“两旋一文”的流程。当时用的文丘里的阻力过大,腐蚀问题也没有很好解决。文丘里阻力常在400毫米水柱左右,动力消耗偏高。以阻力换取收尘效率是个一般的规律,但不应该排除保证收尘效率、通过变动设备结构的道路,以求降低阻力的可能。 烟气中含SO_2 1.4～3.4％、SO_3 0.16～0.22％、HCl 1.8％;喉管烟气流速80米/秒;文丘里进口温度520～600℃;出口温度<70℃。因此,文丘里的腐蚀和风蚀情况十分厉害。曾经先后试用过球墨铸铁、不锈钢、铜合金和等粒子喷涂等保护办法,甚至用过以搪玻璃为保护的冲击器取代文丘里。结果都一一失败了。冲击器不仅在防腐     

文丘里干燥器开发研究

介绍了一种新研究开发的气流干燥器———文丘里干燥器。介绍了文丘里干燥器的结构和工作原理。通过实验证明,喷嘴和文丘里管的结合强化了干燥过程,一、二次风的设置使物料停留时间延长,扩大了该气流干燥器的应用范围。就目前的实验设备(φ400mm、容积0.15m3文丘里干燥器)的实验结果进行分析,文丘里干燥器在系统配置尚不完美的情况下,干燥强度达220kg/(m3·h);对不同物料,其生产能力在864～1440t/a;其分级尺寸为φ250mm时,干燥效果最为理想。