换热器中翅片管固有频率的模拟计算分析

在传热过程中,由于翅片管可提高传热效率,已在换热器中得到广泛的应用。对于翅片管的固有频率计算一直采用近似的方法,影响了计算精度和使用。本研究采用有限元分析方法,建立了单跨和双跨翅片管模型,并通过模态计算分析得到了相应的固有频率以及振型,用有限元的方法验证了Blevins RD关于测定翅片管固有频率的试验数据。本研究提供了翅片管固有频率计算方法,为翅片管的选择和使用提供了依据。     

固体颗粒对超声空化场的影响

根据超声化学基础理论研究的结果,微小固体颗粒的存在可以促进超声场中空化作用的效果,活性炭(AC)和氧化铝均是优良的催化剂载体,本研究采用铝箔腐蚀法测量了将其加入超声反应器后的超声空化场分布情况,并用MATLAB软件对铝箔腐蚀结果进行了定量分析,结果表明固体颗粒加入在提高超声空化强度的同时还可以显著改善声场均匀性,颗粒活性炭对空化的促进的效果要优于粉末活性炭,高固体含量下氧化铝效果优于活性炭的效果。     

卧螺离心机太极型进料分布器磨损的实验研究

针对离心机太极型进料分布器,搭建了离心机动态图像高速捕捉可视化实验平台,获取了高解析的分布器内流体流动状态,并利用Tabakoff磨损模型分析了进料流量和转速对分布器磨损的影响。研究结果表明,磨损量E_r与流量和转速成正相关,并且对转速的变化更敏感。当转速从900r/min增大到2 100r/min时,E_r增幅达到230%。此外,在太极型进料分布器内部,只有凸形区域的撞击会对颗粒进行显著加速,同时也加强了该区域的磨损,而凹形区域的撞击对颗粒加速无效。因此,设计时减少对加速无效的磨损面积,以降低总磨损量。     

悬挂式塔设备自振频率的计算

对于不同的支承条件 ,分别提出了简支的悬挂塔与固支的悬挂塔自振频率的计算方法。计算方法还与有限元法进行了对比 ,取得了令人满意的结果。文中还对最适宜的支座位置进行了探讨     

化工设备材料表面及其对界面黏附强度的影响

设备材料的表面粗糙程度对污垢颗粒界面黏附力的影响较大。本文以设备材料粗糙表面为研究对象,考察了传统指标和分形指标的尺度独立性,发现分形指标随尺度的变化分为不稳定分形区和稳定分形区。通过对二维表面轮廓线的分析,将区域分隔临界点的求取转化为取样长度和夹角α值的定量关系求解,通过实验得出其定量关系,找出稳定分形区。采用原子力显微镜测颗粒在不同粗糙表面的黏附力,结合固体污垢清除机理分析,发现表面的粗糙程度对界面黏附力的影响较大。研究表明Ra<0.4627μm时,随着表面粗糙度增加,黏附力减小;1.3461μm< Ra <2.9755μm时,黏附力逐渐增大;Ra>3μm时,黏附力保持稳定。黏附力随着分形指标的变化而变化,其变化趋势与传统指标正好相反。随着分形维数的增大,黏附力先是保持稳定,后逐渐增大,随着加工工艺的改变,表面粗糙程度有个剧烈的变化,分维值锐减,后逐渐增大。     

左磷右胺盐生产中离心分离过程研究

针对左磷右胺盐生产中使用的普通下出料离心机存在的过滤分离效率低、滤饼卸除困难等问题进行了研究。采用加入乙醇的方法,来降低结晶液黏度,改善了结晶液过滤分离的特性。选择了装配有撇液装置的抖袋离心机作为结晶液离心分离的设备,并进行了工业化试验。结果表明:与普通下出料离心机相比,抖袋离心机具有良好的密封性,抖包效果好,基本无滤饼残留,过滤时间短,出料量大,生产效率较普通下出料离心机大幅度提高。研究结果为左磷右胺盐生产中离心分离设备的选择提供了一定的依据,为后续工业生产效率的提高及工作环境的改善奠定了基础。     

危险液化气体瞬时泄漏扩散数值模拟研究进展

危险液化气体瞬时泄漏事故是化工工业中重大潜在灾害,急速爆炸会产生急速膨胀的二相蒸气云,因此事故本身既有对化工设备造成的物理爆炸危害,同时也会导致危险介质的扩散。文中概述了化工设备瞬时爆炸事故研究的历程,综述了计算流体力学技术(CFD)在预测液化气体瞬时泄漏事故后果中的应用,指出CFD技术虽然涉及的物理模型非常复杂,计算量较大,但模拟结果可以涵盖流场中包括微观液滴群的大量介质信息,可为节约研究成本和理论发展提供了可靠的研究工具。文中还对事故研究发展和CFD模拟技术应用模式前景提出了展望。     

风场条件下LPG瞬时泄漏扩散的数值模拟

液化石油气（LPG）是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品,由丙烷、丙烯、丁烷和丁烯等易燃易爆气体组成,一旦发生瞬时泄漏,后果十分严重。基于计算流体力学（CFD）理论,采用商业软件Fluent模拟LPG瞬时泄漏扩散,对泄漏产生的两相云团在风场下的扩散及其特性开展研究。模拟计算在欧拉 拉格朗日体系下进行,分别对气液相采用欧拉和拉格朗日法计算,并从宏观云团和微观液滴两个角度分析了风速对云团演化的影响。模拟结果表明,云团先膨胀成球体随后在风力作用下成为沿水平方向拉长的椭球体,云团运动速度随风速增大而加快,而浓度随风速增大而快速减小。云团扩散时最低温度变化先快速减小,在最低值附近保持小段时间,最后逐步恢复到环境温度。过热液滴释放后速度迅速下降,然后随风运动,最终速度与风速一致。液滴在风场下加速蒸发,风速越大,液滴群平均直径下降得也越快。该研究结果可为泄漏事故的后果和风险评估的提供一定的参考。     

香蕉茎秆酶法脱胶工艺及其脱胶纤维性能

为了将生物质废弃物香蕉茎秆进行高值化利用,采用酶法脱胶工艺制备香蕉茎秆纤维。研究超声预处理工艺中频率、处理温度对香蕉茎秆脱胶率的影响,确定较佳的超声预处理工艺。将预处理后的香蕉茎秆粗纤维进行半纤维素酶、果胶酶脱胶,分别考察缓冲液pH、酶浓度、反应温度对脱胶率的影响。结果表明:预处理工艺中超声处理的较佳频率为40 kHz,温度为70℃;酶法脱胶工艺中较佳的半纤维素酶缓冲液pH为5.5,半纤维素酶浓度为0.004 g·ml^-1,反应温度为50℃;较佳的果胶酶缓冲液pH为6.0,果胶酶浓度为0.003 g·ml^-1,反应温度为55℃。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维的理化特性;并对其机械性能进行测试与分析。FTIR及XRD结果表明:酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维去除了半纤维素和大部分果胶,相对结晶度为66.4%;机械性能测试结果表明酶法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率分别是118.48 MPa,15.15 GPa,0.67%。     

弯管段有支承时多跨U形管的固有频率

介绍了以最低子系统的固有频率作为U形换热管系统固有频率的2种计算方法和1种直接计算U形管全系统固有频率的方法,分析了跨数和端跨长度对U形换热管系统频率常数的影响。结果表明,对称支承条件下一定参数范围内跨数对频率常数的影响较大。提出了采用直接计算U形管全系统固有频率、利用跨数为3和7的U形管最低固有频率为基准作出的频率常数图以及U形管的支承方式、跨数、端跨长度等参数确定U形管最低固有频率的方法。采用此法的计算结果与实验值的误差为1.74%～4.29%,与有限元软件的计算结果相比误差为1.27%～6.26%。