生物质在超临界水流化床反应系统中气化制氢实验研究

以生物质模型化合物葡萄糖为原料,在温度500～600℃,压力23～37胁范围内,利用新研制的超临界水流化床系统对其气化制氧特性进行研究,讨论了过程主要参数温度、压力、物料浓度以及催化剂添加对气化制氢的影响.实验结果表明:温度对气化影响最大,而压力对气化的影响较小,升高温度和压力都有利于产氢.随着物料浓度增加葡萄糖气化效果下降,在超临界水流化床气化制氢系统中实现30%葡萄糖的连续稳定气化.K_2CO_3提高气化率同时降低了产气中CO含量,ZnCl_2的加入虽对气化率影响不大,但大大提高了氢气的选择性.该文的实验研究验证了超临界水流化床气化制氢系统的有效性.     

管束间气液两相流动特性研究进展

从流型及其转变、含气率、压降和速度分布等几方面对前人在管束间气液两相流动特性的工作做了综述,归纳并探讨了最新进展与方向。     

激光手术中喷嘴尺寸对制冷剂闪蒸喷雾冷却表面传热特性的影响

制冷剂闪蒸喷雾冷却(CSC)已经成为激光治疗葡萄酒色斑等皮肤病手术中的标准冷却辅助手段。为优化喷嘴设计,进一步增进冷却效率和改善治疗效果,搭建了制冷剂闪蒸瞬态喷雾冷却实验台,设计了8个不同内径和长度的直管型喷嘴,采用先进的磁控溅射沉积薄膜热电偶测温方法,应用杜哈梅尔定理计算表面热流密度,定量研究了不同喷嘴对冷却表面传热特性的影响,并对其传热规律和雾化特性进行了系统的分析比较。此外,提出了评价喷嘴冷却效率标准,给出了采用不同几何尺寸喷嘴时冷却表面换热量随喷雾距离的变化规律。     

基于低Reynolds数k-ε模型的超临界流体对流换热的快速计算模型

基于边界层理论,针对管内变物性湍流流动,建立了一种简单的数值模型,对超临界压力下水在直管内的湍流强制对流换热进行了数值研究。计算结果与实验数据比较表明,该数值模型不仅能正确地反映超临界工况下压力、质量流速和壁面热通量等参数对传热系数的影响,而且整个计算过程简洁而高效;计算中分别应用了两种均由Jones和Launder提出的低Reynolds数k-ε湍流模型(JL模型),发现JL1模型(c_1=1.55)适用于常物性管流,但在模拟超临界工况时计算值比实验值偏低很多;JL2模型(c_1=1.45)明显高估了常物性管流的传热系数,但在模拟超临界工况时在大部分参数范围内有着良好的预测精度。     

超临界水中木质素/CMC催化气化制氢

在间歇式高压反应釜中,以碱性化合物K_2CO_3和Ca(OH)_2以及Ru/C为催化剂,对木质素在超临界水中的气化制氢特性进行了实验研究。结果表明:3种催化剂都有较好的催化作用,其中Ru/C的效果最佳,几种催化剂混合使用的效果要比单独一种催化剂使用时好,但是其提高的幅度不很明显。另外,随着温度的升高,H_2和CH_4的产气量以及氢转化率等都相应的升高。     

卧式螺旋管气液两相流摩擦阻力特性研究

在２种不同尺寸的卧式螺旋管内进行了油－气、气－水两相流和油－气－水三相流摩擦阻力的实验研究，在对实验结果和前人有关研究进行分析比较的基础上，给出了各流动条件下摩擦阻力的计算公式，为进一步研究提供了依据和基础。     

玉米芯在超临界水中气化制氢实验研究

以玉米芯为原料,羧甲基纤维素纳(CMC)为添加剂,利用连续管流反应器,在反应压力为22.5MPa~27.5MPa、反应器壁温为550℃~650℃、反应停留时间为0.33min~0.67min、物料浓度为3wt%~6wt%的条件下,对玉米芯超临界水气化制氢进行了实验研究。利用正交实验设计与分析方法,得到实验条件范围内玉米芯超临界水气化制氢的最佳反应参数,同时对气化过程主要操作参数的影响进行了分析。实验表明温度对气化影响最大,高温度有利于产氢,气化制氢的最佳压力为25MPa,反应停留时间越长气化越完全,低浓度生物质比高浓度生物质更容易气化。     

空气-水两相流压差波动研究

两相流的压差波动过程包含了关于流动的大量信息，是实现流动监测与控制的重要研究内容。该文研究了U形管垂直上升估空气-水两相流压差波动过程的统计和分形特征，着重分析了压差波动过程的均值，均方根、分维数随折算气速和液速的变化规律。结果表明这些特征参数都与流型有密切的联系，但据此识别流型缺乏实用性。均方根在低液速 下随气速的气速的变化体现了流型的转变，高液速时则不明显。相关研究根据概率密度分布函数识别流型的方法不具有普适性。实验发现环状流区高气速时的压差波动分维数大于1.5，在其它流型内都小于1.5。同时，折算液速的大小强烈影响压差波动的混沌特性。     

气液两相流压差信号的非线性分析

针对混沌现象的3个主要特征指标－分级数，Lyapunov指数和预测误差，系统地阐述了一种对时间序列进行非线性处理的方法，通过对气液两相流压差信号的分析处理，证实了气流两相流中存在的着混沌现象，并在重构相空间中清晰的再现了动力特性，结果表明这种新颖的方法对研究两相流形成的机理和本质具有十分重要的意义。     

An experimental investigation on the interfacial waves in air-water two-phase flow within horizontal pipelines

By using two-parallel conductance probes,the instantaneous film thickness of gas-liquidtwo-phase flow within a horizontal plexiglass pipe of 50mm inner diameter was experimentallymeasured.The pipe was 6680mm long.Several wave patterns were distinguished through statisticalanalysis of signals of film thicknesses.Wave pattern maps were obtained and compared with resultsof former studies.The characteristics of the interfacial waves,such as time-averaged film thickness,wave height,wave propagation speed,wavelength and wave frequency,were systematically investigated.The effect of the exit structure of the test section on interfacial waves was experimentally examined.