微液滴制备及其在静止流体中的浮升过程

采用自制微流控共轴流装置制备出粒径dp=100~600 mm且球形度良好的单一粒径微液滴,对大豆油及甲苯两种微液滴在静止流体中的浮升过程和速度进行了研究. 结果表明,生成液滴的粒径dp主要由微通道锥口直径Dt (40~450 mm)确定;既定锥口直径下,液滴粒径随连续相流量Qc增大稳定减小,而增加分散相流量只改变液滴产生频率(生成颗粒群),对粒径影响微弱,建立了dp与Qc的关联式,关联度大于0.99. 由于表面张力作用导致微液滴具有弹性球行为,微液滴的液滴阻力系数CD与雷诺数Re的关系与刚性颗粒一致;因尾流效应颗粒群中各颗粒在交替追赶中前行,导致颗粒群浮升速度高于单颗粒,颗粒群比单颗粒浮升速度高约30%.     

废弃钻井液酸化-氧化-中和-生物降解组合处理工艺的实验研究

针对四川气田高浓度废钻井液,提出采用酸化破胶、固液分离、Fenton试剂氧化、CaO中和预处理和微生物降解组合工艺,使出水达到国家排放标准.实验表明,废钻井液酸化后的pH值小于5时,固液分离效果较好;初始pH值为3～4、H2O2加量为0.5～0.6 mol/L、反应时间大干2.5 h时,Fenton试剂催化氧化反应的处理效果最佳;利用CaO中和试剂的絮凝作用,能进一步降低CODcr值;在微生物降解处理中,活性污泥中的微生物经过筛选、驯化,可显著提高其对废水处理液中有机物的氧化分解能力和降解效率,出水CODcr值可稳定小于100 mg/L.该组合处理工艺实现了废钻井液的无害化处理,具有运行成本低、处理彻底、无隐患等特点.     

叶片式入口分离器气液流动及分离性能数值模拟

叶片式分离器是一种较新颖的气液两相流设备的入口分离及布气装置。为了给设计提供指导,本文采用离散相模型对其中的气液两相流动过程进行模拟,并通过分离效率测试对计算模型进行了验证;在此基础上研究了气速、液滴粒径、叶片倾角及流道入口宽度对分离性能的影响。结果表明:叶片式分离器具有良好的气液分离性能,对于粒径大于50μm的液滴分离效率能够达到85%以上,增大气速和液滴粒径有利于提高叶片式入口装置的分离效率;综合考虑分离效率和压降,叶片倾角宜设置为5～8°;在现有流道宽度设计建议的范围内,减小流道宽度可显著提高小液滴分离效率,但阻力也将增加。     

锻造加热炉高温余热回收装置—碳化硅换热器

前言我国锻造生产能力已居世界前列,其锻件年产量1985年约为185万吨,仅次于日本、苏联和美国。但与之配套的锻造加热炉炉子热效率却很低,仅为2～5％,锻件实际单耗平均达700～800公斤标煤/吨锻件,比日、美、苏等国(100～300公斤标煤/吨锻件)高3～4倍。由此可见,锻件加热炉热能回收,降低燃料消耗是一项迫切和带有长远政策性的任务。锻造加热炉排烟温度高(850～1100℃),烟气带走的热量占供入炉内热量的50％以上。因此,锻造加热炉的节能,除加强能源管理体系,提高炉子本身的装备水平外,最重要的是回收利用高温烟气余热。目前,锻造炉上所用各型金属预热器     

碳化硅高温换热器陶瓷换热管传热性能研究

本文分析了作为换热器核心元件的碳化硅传热管的热传导机理及气孔对导热的影响,结果表明多孔工程陶瓷碳化硅材料作为高温换热元件性能良好.并对三种强化传热元件进行了传热试验,结果表明:强化管内传热,有利于提高总传热系数 K值,而喷流强化传热效果更佳。     

上行气固两相流充分发展段的摩擦压降及颗粒浓度预测

为确定气固提升管充分发展段的摩擦压降及其对颗粒浓度测试的影响,提出了充分发展段内气固两相流与管壁间摩擦压力降的计算模型,由此获得充分发展段内真实颗粒浓度的计算公式;同时在两套提升管实验装置上对压力梯度分布和局部颗粒浓度进行了系统测试和对比分析.结果表明,用压差法测试颗粒浓度时摩擦的影响不可忽略,尤其是在气速较高(Ug＞8 m/s)时,表观浓度比实际浓度高出30%～50%;采用建立的模型对表观浓度进行修正,获得的预测值与实际颗粒浓度吻合良好.     

岩体循环加卸载力学特性对完整底板导水通道演化影响研究

防控底板突水危害的重点在于研究完整底板由隔水层到导水通道的演化过程。根据采矿过程中底板岩体在压–拉–压荷载下弹性刚度变化特点,以弹性模量作为损伤变量,采用双标量型D-P弹塑性损伤本构模型,由成庄矿工程地质条件为背景建立有限元模型,分析工作面推进过程中底板导水通道演化规律。得到主要结论如下:(1)采动底板中同时存在压、拉损伤破裂带,压缩、拉伸损伤分别超前、滞后煤壁产生,二者相互连通,形成斜穿工作面煤壁平面的导水通道。(2)底板破坏深度随顶板悬露面积增大而增加,并导致上一计算步煤壁处底板破裂深度二次加深。工作面煤壁位置处底板压缩损伤深度的增长速率在充填体影响下迅速减小(顶板初次垮落),并最终达到稳定(顶板周期垮落)。(3)充填体的弹性模量过低会导致破坏深度持续快速增加。在充填体作用下,底板岩体中张拉裂隙闭合,弹性刚度有所恢复,同时岩体渗透性降低。由注水试验所得监测结果与数值模拟成果基本吻合。     

直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟

直流电弧等离子体是近年来放射性固废处理领域的重点开发技术。本文以直流非转移弧等离子炬为对象,基于Fluent软件UDF与UDS的二次开发功能,将数值模拟过程与工质气的物性参数、控制方程组源项变化以及电极电流分布进行动态链接,建立了二维轴对称的磁流体动力学(MHD)计算模型;通过求解流体力学控制方程组与麦克斯韦方程组,并采用合理的边界条件,得到了等离子炬内的温度场、速度场以及电流电势分布规律。结果显示,阴极附近电位降显著,电流密度分布集中;层流条件下弧柱区温度分布均匀,中心温度为全流域最高,区域边缘温度梯度较大;阳极附近存在电流密集分布区域,可作为弧根位置预测依据。研究工作同时为等离子炬电极寿命-射流热效率的耦合分析计算奠定了方法基础。     

直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟

由于热等离子体技术能源利用率高、工艺清洁且效果良好,在固体废弃物焚烧处理中已成为热点开发技术,其中,直流电弧等离子体是近年来放射性固废处理领域的重点研究技术。工业用等离子炬作为实现这一技术的核心装置,其内部温度极高、温度场与电磁场耦合,且实验测试困难,因此发生装置的开发和优化设计必须借助数值模拟手段。以直流非转移弧等离子炬为对象,基于Fluent软件用户自定义函数(user-defined function,UDF)与用户自定义标量(user-defined scalar,UDS)的二次开发功能,通过分析热等离子体的热力学特性,将数值模拟过程与工质气的物性参数(热力学系数、输运系数)、控制方程组源项变化及电极电流分布进行动态链接,建立了2维轴对称的磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)计算模型;并采用合理的边界条件,通过求解流体力学控制方程组与麦克斯韦方程组,得到了等离子炬内特征物理参数的分布规律。结果显示:阴极附近电位降显著,电流密度分布集中;层流条件下弧柱区温度分布均匀,中心温度为全流域最高,区域边缘温度梯度较大;阳极附近存在电流密集分布区域,可作为弧根位置预测依据。针对电弧在电极表面的附着现象,后续可继续进行电极–等离子体的耦合模型计算,以得到设备内壁面更加准确的温度分布。     

新型双定子电机的原理及应用综述

对双定子电机的原理、应用及发展概况进行了综述。