Experimental and modelling study of gas dispersion in a double turbine stirred tank

Gas dispersion in a double turbine stirred tank is experimentally characterised by measuring local gas holdups and local bubble size distributions throughout the tank, for three liquid media: tap water, aqueous sulphate solution and aqueous sulphate solution with PEG. For all these media, bubble coalescence generally prevails over breakage. Where average bubble size decreases, this can be attributed to the difference in slip velocity between different sized bubbles. Most of the coalescence takes place in the turbine discharge stream.A compartment model that takes into account the combined effect of bubble coalescence and breakage is used to simulate gas dispersion. The model predicts spatial distribution of gas holdup and of average bubble size, with average bubble size at the turbines as an input. Reasonable agreement between experiment and simulation is achieved with optimisation of two parameters, one affecting mainly the slip velocity, the other related mainly to the bubble coalescence/breakage balance. Different sets of parameters are required for each of the three liquid systems under study, but are independent of stirring/aeration conditions. The model only fails to simulate the smaller average bubble diameters at the bottom of the tank.     

储罐地震易损性数值仿真分析

为了研究储罐的抗震性能,忽略储罐罐壁的质量,将储罐中的液体质量简化为三质点体系模型,地基土由两个弹簧和两个阻尼器模拟.考虑罐体的平动和转动,建立了在水平地震激励下储罐的动力方程;给出了随机变量的概率模型和基于易损性理论的失效概率计算方法.通过对大庆某油库2×104 m3和5×104m3两种大型储罐进行数值仿真方法的地震易损性分析.结果表明:随着地震烈度的增大,储罐的易损性逐渐增大;5×104 m3储罐的抗震性能要好于2×104 m3储罐;2×104 m3和5×104 m3储罐的主要失效模式分别是抗失稳和抗提离.由此可见从多个失效模式对储罐进行地震易损性研究比从单一失效模式进行易损性研究更加科学.     

内边群抱倒装法在某工程中的应用

主要叙述了某工程应用内边群抱吊装法进行现场组对储罐施工,并与几种常用的储罐施工方法进行比对,该方法所用吊装机具采购方便,制作简单,成本低,且可以重复利用;高空作业少,安全,质量易于保证;占地少,可在较狭小的空间施工,并且适用储罐类型广,从而得出内边群抱倒装法施工的适用性更强,技术、经济效果显著．     

涡轮桨变速搅拌槽内湍流混合的实验研究

以NaCl颗粒在水中的溶解为例,对湍流状态下周期性变速旋转的（改变桨叶转向或速度大小,分别称为周期性换向搅拌和周期性依时搅拌）Rushton桨搅拌槽内的混合特性进行了实验研究,并与稳速搅拌进行了对比。实验过程中测量了不同搅拌模式、不同桨叶安装高度时颗粒的溶解时间,结果证明,搅拌槽底部的流型对NaCl的溶解有重要影响;桨叶安装高度对溶解速度的影响不大,周期性依时搅拌时的溶解时间比稳速搅拌时稍短,而周期性换向搅拌则能明显加快溶解速度,提高混合效率。     

立式储罐基底隔震的基本理论

鉴于目前储罐基底的隔震研究大都是在Haroun模型的基础上进行的.本文以储罐基底隔震为基础,从储罐的晃动、刚性运动、液固耦联弹性运动出发,根据储罐结构所满足的速度势和边界条件,选择合理的势函数,研究储罐动水压力、波高、基底剪力和弯矩的动响应理论表达.利用相同激励下原型罐和等效力学模型罐基底剪力和弯矩等效原则,求出储罐分析力学模型的等效质量及相对质心高度,建立了隔震三质点控制体系简化分析的力学模型,给出了储罐抗震设计参数波高、基底剪力和弯矩简化分析表达.由Harmilton原理出发,考虑晃动和罐——液耦联振动周期相差较大,将两者作为不耦联运动,建立了隔震体系的运动方程.并对2×104m3和15×104m3储罐隔震和非隔震地震响应进行了时程分析研究,结果表明,基底隔震体系起到了很好的隔震效应.     

50000m3外浮顶储罐施工方法探讨

本文根据我公司在新疆油田公司油气储运公司承建的50000m~3外浮顶储罐建设工程实践,借鉴国内外大型储罐建造技术,结合我公司成熟的储罐建造经验,探讨建造大型外浮顶储罐的一种施工方法——外脚手架正装法,同时介绍工厂预制和现场自动化焊接技术,并结合工期控制等问题论述该施工方法的特点。     

Investigation of Flow Patterns in Continuous‐flow Stirred Vessels by Laser Doppler Velocimetry

The flow structure of a continuous‐flow reactor stirred by a Rushton turbine was investigated by laser Doppler velocimetry for two different mean residence time‐mixing time ratios. Velocity measurements were obtained for two inlet locations, corresponding to the incoming liquid stream being fed co‐currently or counter‐currently to the flow discharged by the turbine. In all investigated configurations and for all operating conditions, it was found that the flow disruption caused by the incoming liquid stream was observable mainly in the first vessel quarter, which followed the feed‐tube plane. From comparison of the velocities encountered in the various planes in the continuous‐flow reactor to the velocities of the batch reactor, it was also concluded that it may be possible to intensify the usage of the turbine‐stirred vessel by decreasing the characteristic times ratio, without considerable flow by‐pass and/or short‐circuiting problems.     

金属—橡胶硫化粘接复合体剥离破坏行为的研究

本文分析了对橡胶分子链特性、部分交联弹性聚合物材料的粘弹行为及金属──橡胶硫化粘接体剥离过程中聚合物分子链的应力分布状况和剥离破坏模型，认为粘着一滑动（Stick—slip）模型剥离破坏并非是橡胶类材料的固有特征，而是由于金属──橡胶硫化粘接过程中的分子取向交联和部分交联弹性材料多个凯尔文（Kelvin）模型粘弹行为的综合结果．同时指出单从剥离试验的结果难以表征金属——橡胶硫化粘接复合作的粘接效果．     

设调压室水电站输水发电系统耦合振荡特性研究

设调压室水电站输水发电系统是复杂的水机电耦合系统,目前对耦合系统的振荡特性以及各个子系统间的耦合作用关系尚不明晰。本文首先将整个水电站系统分为“引水隧洞-调压室”子系统和“压力管道-机组”子系统,针对“压力管道-机组”子系统的稳定性提出了耦合振荡域的概念并推导了其解析公式,然后结合特征值分析法和数值模拟揭示了耦合系统的振荡特性,最后运用频域分析法探究了两个子系统间的幅频特性及相互作用关系,提出了衡量系统耦合振荡稳定性的定量指标。结果表明：当调速器参数在耦合振荡域外取值时,水电站系统恒不稳定,因此调速器参数在耦合振荡域内取值是整个水电站系统稳定的必要条件。当调速器参数在耦合振荡域内取值时,耦合系统的稳定性由低频振荡模式决定,将系统低频振荡模式的频率代入到两个子系统的幅频特性函数之积中,可以得到振荡叠加率,该值反映了系统扰动在闭环系统中增益值,具有明确的物理意义,当振荡叠加率小于1时,受扰系统趋于稳定。研究成果不仅丰富了水力过渡过程理论体系,对提高水电站运行稳定性也具有较好的工程应用价值。     

堰塞体溃决离心模型试验供水系统关键技术研究

堰塞体溃决洪水洪峰流量及洪水时程曲线特征的预测是堰塞湖应急抢险及下游风险控制方案制订的重要依据。堰塞体溃决的离心模型试验,在研究堰塞体溃决机理、溃决过程及溃决洪水的历时曲线特征方面独具优势,但离心模型试验供水系统的设计,涉及到从外部静止状态到高速旋转状态的模型中连续供水,同时还要保证堰塞体溃决过程中上游水位为设定的常水头,是堰塞体溃决离心模型试验中的关键性的一大难题。本文围绕以上难题,设计了一种环形水箱以解决从静态到动态模型的连续供水问题,通过理论分析,确定了环形水箱中可提前注入的最大水量。另外在试验箱设置了竖井式溢流口,可以排出高出设定常水头的水体,保证了上游水位的稳定。通过以上设计有效地解决了供水系统中的关键难题,并在后续堰塞体溃决离心模型试验中得到了验证。