环己烷/PDMS体系起泡脱挥中气泡场的激光全息研究

在介绍环己烷／PDMS体系中起泡脱挥气泡场的激光全息图记录与再现的基础上,对其全息图通过计算机进行了VPPSA颗粒形状分析和数据处理。讨论了液体高度、操作真空度和环己烷初始浓度对数均气泡直径的影响。实验结果表明,数均气泡直径随液体高度增加而增加,随操作真空度和环己烷初始浓度的增加而稍增大。液体高度是其主要影响因素。同时,对测量误差的影响因素也进行了讨论。     

二甲苯鼓泡吸收及模型研究

针对工业中一些尾气中二甲苯的回收,用二甲苯液体对其进行吸收,利于环保。通过建立鼓泡模型,给出了在不同管径下,气泡形状因子,最大气泡直径,鼓泡频率,最大上升高度等的变化规律。研究表明：气泡的形状因子随喷嘴内径和雷诺数的增大而增大;最大气泡直径随喷嘴内径的增大几乎成线性增大;鼓泡频率随喷嘴内径的增大而明显减小;最大上升高度则随着喷嘴内径的增大而增大,但幅度较小。     

鼓泡塔反应器的两级气泡模型参数研究

为了研究鼓泡塔反应器两级气泡模型在高黏度下的适用性,采用动态气体逸出法,在内径为286 mm,总高为7 200 mm的鼓泡塔中考察了液体黏度(1.2×10-3—210.4×10-3Pa·s)和操作条件对塔内总气含率,大、小气泡相含率和大、小气泡上升速度等两级气泡模型参数的影响。结果表明:床层总气含率随表观气速的增加而增大,大气泡相含率受液体黏度的影响较小,受表观气速的影响较大;小气泡相含率随黏度的增加而迅速下降,在高气速时受表观气速的影响较小。大、小气泡上升速度均随液体黏度的增加而降低,但随表观气速的升高有着不同的变化关系:前者明显升高,后者略有降低。大气泡直径随着黏度增大而稍有增大,小气泡直径随着黏度增大急剧减小。     

流化床还原铁精矿粉动力学初算

采用鼓泡床模型对流化床还原铁(精)矿粉动力学进行了初步的研究、计算和讨论.结果表明,流化床内的气泡直径随密相床层高度的增加而增加,气泡-气泡晕交换系数(Kbc)b及气泡晕一密相交换系数(Kbc)b则随密相床层高度的增加而降低;(Kbc)b＞(Kce)b;小粒度颗粒的还原速度随密相床层高度的增加变化不大,大粒度颗粒还原到一定程度后还原速度会降低,而且明显慢于小粒度颗粒的还原速度.     

气泡聚并的实验研究

气泡聚并对气泡运动速度和形状有重要影响,本文通过实验探究气泡聚并过程以及不同因素对于聚并的影响。经过多次实验得出,在相同的实验条件下,氮气的聚并时间小于空气气泡的聚并时间。液体浓度增加,气泡聚并时间增大。气泡直径的增加,加大了液膜的体积,增加了液膜脱落时间。     

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。     

不同管口浸没方式下气泡生成行为特性

对三种管口浸没方式下气泡生成行为过程进行可视化实验和三维数值模拟。对比分析了管口浸没方式、管口直径、气体流量等因素对气泡生成形态、气泡脱离直径、气泡膨胀脱离时间以及气液流场速度的影响。实验与数值模拟取得较为一致的结果。研究发现,气泡生成过程可分为单气泡生成和双气泡生成聚并两种模式,两者之间存在明显的气泡脱离形态转折点;三种管口浸没方式下,气泡脱离直径均随着管径和气体流量的增大而增大;气泡膨胀脱离时间随管径的增大而增加,而随气体流量的增加先急剧下降然后趋于平缓;在底吹和侧吹方式下,气泡长短轴比C值分别在0.75和1.1附近波动,其最终脱离形式均接近于球形;而顶吹方式下,C值在1.5附近波动,气泡脱离形态为椭球形。     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

双孔连续出流气直接接触泡聚并行为数值模拟

气泡作为气液流体行为和传递特性的最基本元素,其聚并的运动特性对于化工、石油等工业具有重要作用。本文基于VOF对双孔连续出流气泡直接接触式聚并行为进行数值研究,揭示了聚并演变机理,考察了孔间距、进气速度、液面高度对聚并行为的影响。结果表明:气泡初始纵横比随进气时间增加而减小,聚并时突然增大,气泡开始聚并时刻与进气速度负相关;气泡脱离时间与孔间距、进气速度均负相关,液面高度对入口气泡聚并行为影响不大。     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

不同管口浸没方式下气泡生成行为特性

对三种管口浸没方式下气泡生成行为过程进行可视化实验和三维数值模拟。对比分析了管口浸没方式、管口直径、气体流量等因素对气泡生成形态、气泡脱离直径、气泡膨胀脱离时间以及气液流场速度的影响。实验与数值模拟取得较为一致的结果。研究发现,气泡生成过程可分为单气泡生成和双气泡生成聚并两种模式,两者之间存在明显的气泡脱离形态转折点;三种管口浸没方式下,气泡脱离直径均随着管径和气体流量的增大而增大;气泡膨胀脱离时间随管径的增大而增加,而随气体流量的增加先急剧下降然后趋于平缓;在底吹和侧吹方式下,气泡长短轴比C值分别在0.75和1.1附近波动,其最终脱离形式均接近于球形;而顶吹方式下,C值在1.5附近波动,气泡脱离形态为椭球形。关键词:气液两相流;气泡;数值模拟;浸没方式;脱离直径     

液体通流微小槽道内气泡动力学行为模拟

采用VOF方法,对液体通流微小通道内壁面逸出气泡的形成、生长及脱离运动进行了数值模拟,并讨论了壁面浸润性、液体流速、气体流速对气泡动力学行为的影响.结果表明:气泡生长壁面亲水性增强有利于其从壁面脱离;气泡生长壁面气相覆盖率随壁面接触角的增大而增大;流动阻力因子随壁面接触角的增大而减小.较高的液体流速会导致气泡的脱离时间...     

气泡在颗粒床层表面的生成脱离行为

试验研究了气泡在颗粒床层表面的生成脱离过程及其行为特性,利用高速摄像技术揭示了进气管管径、颗粒床层高度、颗粒粒径等因素对气泡脱离直径及其生成周期的影响规律,对比分析了颗粒床层表面和进气管管口的气泡生成脱离行为差异。研究结果表明：在1500～3000μm粒径范围的床层表面所生成气泡的初始形态相对更扁小,气泡也更快向扁平状演变;颗粒粒径的增大使得进气流量对气泡形态的影响减弱;管径和颗粒床层高度的增大可以有效促进气泡脱离直径的增长,但延缓了气泡的生成脱离,增加了气泡的生成周期;颗粒粒径对气泡生成周期的影响随着进气流量的增大而逐渐减弱;气泡在颗粒床层表面和管口的生成脱离行为存在显著差异,相比之下,150～300μm粒径范围的颗粒床层对气泡的生成脱离具有更明显的阻碍作用,其表面所生成气泡的脱离直径和生成周期相对较大。     

气泡上升过程中尾流演变的VOF数值模拟

利用VOF（volume of fluid）方法对静止水中气泡的自由上升过程进行了数值模拟,研究了初始直径不同的气泡自由上升时尾流的演变过程。研究发现气泡自由上升过程中其尾流有对称脱落、过渡态和周期性脱落三种运动状态,其中过渡态是介于对称脱落和周期性脱落之间的非稳定性脱落。气泡上升过程中其形状由球形转变为椭球形。尾流的对称脱落发生在气泡处于椭球形状且沿直线上升的过程;随着气泡的继续上升,当气泡的长轴与水平方向产生夹角时,尾流就会由对称脱落转变为过渡态（非稳定性脱落）;最终,尾流会转变为周期性脱落。2.4 ~3.7 mm气泡尾流运动状态发生转变的临界Reynolds数不同,且随气泡初始直径的增大而增加。直径为2.4 ~3.7 mm气泡的尾流周期性脱落的频率为31 ~39 Hz,且频率随气泡直径的增大而减小。     

真空膜蒸馏法再生天然气脱硫废液的研究

采用真空膜蒸馏法处理吸收了硫化氢的碳酸盐富液,考察料液温度、流量、浓度及膜两侧真空度对分离效果的影响。结果表明,在实验条件下,富液进口温度、流量和膜两侧真空度的增加导致膜总通量增大;选择性系数随温度和真空度的增加而减少,随流量增加而升高;初始浓度对脱除率影响不大。装置运行的优化条件是:料液温度为60℃,流量为250 L/h,真空度85 kPa,在此条件下,富液的脱硫率可达96%。     

CFD-PBM耦合模型模拟气液鼓泡床的通用性研究

通过对不同操作压力和不同液体性质气液鼓泡床的模拟值与实验数据进行对比，从而验证CFD-PBM耦合模型的通用性。结果表明，CFD-PBM耦合模型在加入了气泡破碎修正因子后，可以很好地预测压力对鼓泡床流体力学行为的影响趋势，当压力升高时，气含率显著升高。不同液体黏度和表面张力条件下CFD-PBM耦合模型的模拟结果与实验结果均吻合较好。随液体黏度增大，气泡破碎速率减小，气泡尺寸分布变宽，曳力显著下降，气含率随之降低。随表面张力减小，气泡破碎速率增大，气泡变小，气含率升高。CFD-PBM耦合模型具有很好的通用性，原因在于考虑了压力、液体黏度和表面张力对气泡聚并、破碎和气液相间作用力的影响。     

膜蒸馏法分离乙醇水溶液的研究

采用改性后的陶瓷膜管,对低浓度乙醇水溶液进行了膜蒸馏的试验研究.重点考察了膜蒸馏过程的操作参数对膜通量和分离因子的影响.试验结果表明,膜通量随着乙醇浓度、膜两侧温差和真空度的增加而增加;而分离因子则随乙醇质量分数、膜两侧温差和真空度增加而减少.     

非牛顿流体中的单气泡行为研究

本文通过实验研究了非牛顿流体ＣＭＣ水溶液－Ａｉｒ中的单气泡行为，并重点考察了操作条件，液体性质，通过型式等因素的影响，结果表明：操作条件、液体性质对气泡的形态、小及其运动均有直接影响，通过型式对气泡形态的影响并不明显；体非牛顿性的增强，气泡间的聚并加剧。     

单气泡沿倾斜绝热表面运动特性的LBM方法研究

气泡沿斜面运动现象在工业生产中广泛存在,采用格子Boltzmann方法(LBM)研究单个气泡沿倾斜绝热表面的运动过程,考察气泡的初始直径、斜面倾角、Eotvos数(Eo)对气泡的变形和气泡形心与斜面垂直距离的影响,探讨相同初始直径的气泡沿斜面运动的稳定终态速度与倾角和Eo之间的关系。通过模拟得出气泡沿斜面的运动规律:斜面倾角越大,气泡前后端不对称性越大;气泡在上升过程中,形心轨迹与斜面保持平行;当倾角大于45°时,形心与斜面的垂直距离和Eo变化一致,当小于45°时,变化相反;相同初始直径气泡的稳定终态速度随倾角和Eo的增加而增加。     

温度压力对黏性流体中孔口气泡生成的影响

温度压力对孔口气泡生成过程具有重要影响。以氮气-硅油气液体系为对象,在自行设计加工的高温高压可视化鼓泡塔中,采用高速摄像法,观察了单孔气体进料时孔口气泡的形成过程,测定了气泡直径与纵横比,考察了孔口气速(0～1 000 cm×s~(-1))、温度(283～473K)、压力(0～3 MPa)以及孔径(1.12和2.5 mm)对气泡生长过程的影响。实验表明,黏性液体中呈现出大小气泡成对产生的双气泡生成模式;气泡直径随温度和压力升高而减小;低温时压力对气泡直径影响较小,高温时影响显著。通过与以往气泡直径关联式进行对比,修正了GADDIS提出的气泡直径模型,得出新的适用于高温高压条件下气泡直径的估算式。