高压及超临界压力下螺旋管内单相水摩擦压降特性实验研究

在较宽的参数范围内对高压及超临界压力下单相水流经立式螺旋管的摩擦压降特性进行实验研究。研究表明,对于高压工况,在高雷诺数Re条件下的水力粗糙区,管壁粗糙度对摩擦压降的影响要远大于二次流的影响,故单相水在螺旋管内的摩擦压降基本可直接采用直管的相关公式来预测;对于超临界压力工况,在物性变化剧烈的拟临界区内,采用高压工况计算公式所得的摩擦压降预测值要明显偏低于实验值。     

多碟太阳能聚热与生物质超临界水气化耦合制氢

搭建了一套连续式多碟太阳能聚热与生物质超临界水气化耦合制氢系统,以生物质模型化合物(乙二醇、丙三醇、葡萄糖)为原料在该装置上进行了气化制氢实验,研究了太阳能直接辐照度(DNI)、物料成分、物料浓度、停留时间对气化效果的影响。实验结果表明:太阳能直接辐照度对太阳能吸收器腔内及反应器壁温的影响较大,进而能影响气化效果,在实验流量、压力范围内当DNI为363～656W/m2时,反应器出口流体温度达520～676℃,可以满足生物质超临界水气化制氢的温度及能量需要。0.1mol/L葡萄糖气化H2体积分数均值超过50%,H2产量为27.2mol/kg,气化率达109.7%。低物料浓度和长停留时间有利于气化效果的提高。实验验证了利用可再生的太阳能聚焦供热耦合生物质超临界水气化制氢是可行的。     

氧化锌前驱体对(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶体分解纯水产氢活性的影响

利用不同ZnO前驱物,采用高温氮化Ga2O3和ZnO方法,制备了一系列(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶体催化剂.研究结果显示,不同ZnO前驱物对(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶体催化剂的产氢活性有较大影响.用自制的ZnO作为前驱物时,合成的固溶体光催化剂具有较高活性,约为用商品ZnO作前驱物时的4倍.通过商品ZnO和自制ZnO及GaN的XRD表征可以看出,自制ZnO的XRD衍射峰位置更接近于GaN的衍射峰位置.因此自制的ZnO更容易与GaN形成固溶体,从而有助于提高(Ga1-xZnx)(N1-xOx)催化剂的光催化能力.另外,不同温度煅烧的ZnO前驱物对(Ga1-xZnx)(N1-xOx)催化剂的产氢性能有较大影响,其中用823K煅烧过的ZnO合成的固溶体光催化剂有较高的光催化活性.     

生物质超临界水气化制氢反应建模及数值模拟

建立了管式反应器中生物质超临界水气化制氢反应的数学模型,同时提出了以葡萄糖做为生物质模型化合物的全局气化反应动力学模型。模型计算结果与实验值的比较表明该模型能较好的预测反应器出口温度与气体产物组份分布。利用该模型数值模拟计算得到了反应器中温度场、速度场基本情况以及化学反应速率分布的基本规律。该文通过计算还讨论了反应器入口水温、反应器壁温以及物料和预热水之比对反应器内气化反应的影响,得出一系列重要结论。该模型对生物质超临界水反应器系统的优化设计与化学反应最佳工况的选择有一定的实用价值。     

水平管道段塞流特征参数试验研究

通过对差压波动信号的详细分析 ,明确了液塞头和液塞尾到达和离开传感器测压点的时刻与差压信号特征点之间的物理关系 ,提出了采用差压波动信号分析技术获得液塞速度、液塞长度和液塞频率的计算公式。采用该方法 ,在室内长 2 4m、内径 0 .0 5 4m试验架上以空气 水、空气 柴油和空气 6 8# 机械油为介质进行了实际测试 ,经过和文献中数据以及经验公式对比 ,验证了该测试方法的正确性     

倾斜圆管内气液两相分层流界面的稳定性分析

<正>l 弓l言 气液两相流分层流界面波特性及界面稳定性分析对理论和应用具有重要意义.50年代,Banjamin”’、Miles”’和 Hanratty’‘’“开始了此方面的研究.以往研究中,均采用 Jeffreys”’的方法,即利用液相动量方程的积分形式,气相的影响只作为液相动量方程的边界条件.另外也有研究者从N-S方程出发,通过对实际问题的适当简化以研究界面稳定性”‘. 本文利用双流体模型研究了倾斜圆管内气液两相分层流的界面稳定性,系统研究了管道几何条件及流动状况对稳定性的影响.2 数学模型 对如图1所示的倾斜管内分层流,假定两相间不存在热量传递和相变过程,其一维双流体流动模型为”-“ ～r 入八人）乃t十别八U。人）/肚一0（I） ltw 8（pkA。U。）/9 t + 3（pkA。厂。ZtZ）/sx 、_/.\—一,。J。士。/;+八。A。slip J>>一二卜 卜。二.t 一洪人八）/gx+AdA/a工（2） 一人二二>二v抑Q厂二厂了 式（1）、式（2）中k—l或g,当k—g时,取 pry——“一”号,k—l时贩“十”号.素流速度分布均 匀,厂。一 l“’‘;层流根据液膜内速度分布可知, 图 1 分层流示意图——”———一’—””—””——～ 八一4/3““二 气液两相静压项用文献〔幻的方 F。Ic0d屯＊r＊donof盯r＊1m叨n0w”‘’-’“‘一‘””—’““——一‘一     

外加扰动下垂直管内气-液两相流空隙波特性

采用双环电导探针技术实验研究了外加扰动对垂直上升管内气-液两相流空隙波特征的影响。研究结果表明,气-液两相流空隙波对外加周期性扰动具有频率选择性。在泡状流区,低频扰动能诱发与扰动等频的空隙波;在泡状流／弹状流转变区,低频扰动能加速气泡合并,促进泡状流向弹状流转变;而在弹状流区空隙波特征对外界扰动并不敏感。空隙波的传播速度受外界扰动频率的影响,随着扰动频率的增大,空隙波波速先减少又增大。本文的实验研究发现,存在对气-液两相流空隙波特征影响最为显著的临界扰动频率,在本实验条件和参数范围内,该临界扰动频率为20Hz。     

水平直圆管内油气两相流的压降

对水平放置的内径为40 mm的有机玻璃管内的油气两相流进行了详细的实验研究,实验工质为46^＃机械油和空气.油相和气相折算速度分别为0.051～0.612 m&#8226;s^-1和0.024～50.64 m&#8226;s^-1,实验在室温下进行.采用Lockhart-Martinelli关联方法对各典型流型下的实验数据进行了整理,结合流动的具体情况对其中的关联参数C进行了重新定义,提出了基于典型流型的压力梯度计算模型,并对水平管内油气两相流的压降变化规律进行了分析和讨论.理论计算值与实验测量值吻合良好.     

水平与微倾斜管内间歇流中长气泡的形态特征

利用双平行探针技术和摄像方法对水平和近水平微倾斜管内长气泡的形态特征进行了实验研究.实验结果表明气泡头部以及气泡体的形态特征取决于气液混合Froude数和管道倾角,而尾部特征还与气泡长度有关;小气泡通过单纯水跃面的长气泡尾部向液塞区弥散,而具有阶梯状尾部结构的长气泡并不向液塞区弥散小气泡,所以气泡尾部结构特征的变化决定了弹状流向段塞流的转变;管道倾角对长气泡形态特征有显著的影响,下倾管内的长气泡在低Froude数时出现头尾倒置现象,同时下倾管内的长气泡比上倾管更易保持阶梯状的尾部结构,所以下倾管的弹状流区比上倾管宽.     

螺旋管内汽液两相流密度波型脉动流动传热试验研究

详细介绍了在沸腾通道内部发生汽液两相流水动力不稳定性而出现周期性密度波型脉动时,脉动流动过程中瞬态和时均传热系数的实验研究结果。实验在以水为工质、以螺旋管作沸腾蒸发试验段的中低压闭式循环系统上进行,试验参数范围为：压力p=05～35 MPa,质量流速G=200～2 100 kg/(m2·s),工质进口过冷度ΔTsub=20～90 ℃,试验段壁面热负荷qw=0～540 kW/m2,密度波脉动的周期为T=125～14 s,且主要集中在4～10 s范围内。对密度波脉动过程中瞬态及时均传热系数和其它主要参数的基本特征与变化规律作了分析和描述,提出了表征密度波脉动传热的新的特征准则数和传热系数计算式。