连续流生物发酵制氢操作参数的优化研究

采用20 L连续流搅拌罐式反应器(CSTR),通过设计正交试验对厌氧发酵制氢的温度(T)、水力停留时间(HRT)、pH、C/N比等操作参数进行优化.结果表明,适当条件下产氢速率、氢气含量、葡萄糖利用率、转化率最大分别达6.00 L/h、55.0%、99.0%、157.86 mL/g.最佳pH、T、HRT、C/N比分别是5.0、33.5～36.5℃、8.34 h、112/1.55.取最佳参数进行验证实验,进一步得出最佳温度为35.5℃,产氢速率、氢气含量、葡萄糖利用率、潜在最大葡萄糖转化率分别为5.66 L/h、54.0%、0.97、191.18 mL/g.验证实验所得结果优于正交试验中的任一单个试验结果,这表明正交试验是成功的.     

下倾管内气-液两相流单气泡界面特征研究

本文对下倾管内气-液两相流单气泡的界面特征进行了实验和理论研究.实验采用双平行探针技术和摄像方法.结果发现,当弗劳德数Fr较小时存在单气泡的首尾倒置现象,气泡移动速度与这种倒置现象密切相关,单气泡的界面特征与气泡的长度无关而与流体的Fr数密切相关.基于双流体模型推导得到描述气泡尾部特征的计算模型,该模型对下倾管内气泡尾部界面特征的预测与实验结果吻合良好.进一步的理论分析表明,下倾管内气泡首尾倒置的临界Fr数随着管道下倾角和管道内径的增大而增大.     

单个液滴蒸发模型中不同质量传递公式的有效性分析

液滴蒸发是液体喷雾的重要物理过程,文献中使用了不同的模型计算液滴蒸发中的质量流率。依据质量传递驱动力HM的处理,可将这些模型归类于三种不同形式,即经典模型、质量类比模型和漂移流动模型。本文对这些模型的来源和假设作了分析和总结,发现漂移流动模型考虑了Stefan效应和质量迁移,应为正确的表述,而经典模型忽略了瞬态效应,质量类比模型忽略了Stefan流效应。最后以两种不同蒸发率条件下的液滴蒸发为例进行计算,研究了不同质量传递驱动力对液滴蒸发的影响, 发现经典模型和质量类比模型都对液滴的蒸发估计过低,且高蒸发率下三种模型对液滴蒸发特性的影响更显著。     

连续式超临界水中煤/CMC催化气化制氢

在向水煤浆中添加CMC（羧甲基纤维素钠），成功实现水煤浆高压均匀输送基础上，对超临界水中煤／CMC催化气化制氢性能进行了进一步研究。结果表明：在压力20～25MPa、停留时间15～30s、NaOH添加量0．1％、反应器外壁温650℃条件下，超临界水中煤/CMC催化气化制氢气体产物中H2摩尔含量远比常规气化高，主要气体产物是H2、CO2和CH4。增加物料中CMC的含量、升高压力均有利于提高气体产物中心的产量，延长停留时间虽有利于物料气化但不利于氢气的制取。     

基于反传神经网络和压差波动识别气液两相流流型

引　言研究气液两相流流型自动与客观识别具有重要的工程应用价值 ,可为相关工业中两相流动自动监测与控制提供技术保障 .因此 ,该课题一直受学术界和工业界的重视 .近年来 ,随着测量技术和信息处理技术的发展 ,为气液两相流型的客观和智能识别提供了可能[1] .目前有关流型的神经网络模式识别的研究工作正在进行 .Ｅｍｂｒｅｃｈｓ等[2 ] 采用Ｋｏｈｏｎｅｎ神经网络模型 ,分别将压差波动信号的短时Ｆｏｕｒｉｅｒ谱和正交小波变换后的小波系数作为网络的输入特征 ,对水平管内的两相流流型进行识别 .结果发现Ｆｏｕｒｉｅｒ谱作为输入特征参…     

水平和倾斜管内气液分层流界面稳定性

A viscous Kelvin-Helmholtz criterion of the interfacial wave instability is proposed in this paper based on the linear stability analysis of a transient one-dimensional two-fluid model. In thismodel, the pressure is evaluated using the local momentum balance rather than the hydrostatic approximation. The criterion predicts well the stability limit of stratified flow in horizontal and nearly horizontal pipes. The experimental and theoretical investigation on the effect of pipe inclination on the interfacial instability are carded out. It is found that the critical liquid height at the onset of interfacial wave instability is insensitive to the pipe inclination. However, the pipe inclination significantly affects critical superficial liquid velocity and wave velocity especially lor low gas velocities.     

不同倾角放置螺旋管汽波两相摩擦阻力特性

在宽广的参数范围内试验研究了螺旋管在不同倾角放置时的单相及汽液两相摩擦阻力特性,获得了螺旋管放置方向及各主要系统参数对汽液两相摩擦阻力特性的影响规律。在对试验结果及前人研究结果进行详细分析的基础上,获得了第一个能适用于不同倾角放置螺旋管的单相及汽液两相摩擦阻力计算式,从而为汽液两相摩擦阻力及螺旋管的进一步研究和应用提供了依据。     

气液两相流界面波的双平行电导探针测量方法研究

使用双平行电导探针，通过测量气液两相瞬时液膜厚度，来反映气液两相流界面上的波动规律，对经测量系统进行了理论和实验研究，根据界面波的物理特性，设计出一种能够快速准确地测量液膜厚度的电导探针系统，并且提出了一种不受实验条件变化影响的探针标定方法。通过对水平管内空气－水气液两相流分层流界面厚度的测量，证明这种方法是切实可行的。     

卧式螺旋管内气液两相含气率的试验与理论研究

本文从试验和理论两方面详细地研究了卧式螺旋管内气液两相流截面含汽率的分布与变化规律。在水/空气两相流回路中系统地研究了卧式螺旋管内气液两相全管圈平均截面含汽率随螺旋直径的变化规律;测量了局部截面含汽率沿螺旋径向的分布和平均截面含气率沿螺旋周向的变化规律;依据实验测量结果,木文使用文献[3]中提出的特别适用于弯曲通道的单流体双区域坐标摄动修正变密度模型进行了计算,推出了含汽率特性及相分布、相速度分布的预报公式,同时给出了适合于工程实用的全管圈平均截面含汽率简便计算公式。试验结果与理论公式具有良好的一致性。