双级喷射吸收塔的性能试验

喷射塔系利用气流的动能来加速与分散液流,形成气液混合流,并在其中进行物质传递过程。由于采用高的气流速度,可保证物系的强烈湍动与高度分散,使喷射塔成为高效率的传质设备。喷射塔结构简单、工作稳定、处理能力大,且不易被堵塞,可用于处理含尘的气体或混浊的液体。由于气液接触的时间短,所以喷射塔仅适用于易溶气体或伴有快速化学反应的吸收操作。单级喷射塔在工业上已用于二氧化硫、硫化氢,以及氟化氢等气体的吸收。     

喷淋方向对船舶Ⅰ型脱硫塔内部流场的影响

随着船舶尾气排放法规的严苛,如何提高船舶脱硫塔脱硫效率,以及减小压降成为生产设计中的重要因素。以Ⅰ型脱硫塔为研究对象,通过改变喷嘴的喷射方向对内部流场特性进行了优化。首先利用欧拉-拉格朗日方程建立了气液两相流动模型,其中烟气为连续相,喷淋液滴为离散相。采用多孔介质模型替代除雾器以计算其产生的压降,利用ANSYS Fluent分别仿真三个不同喷射方向(A30、A90、A150)的脱硫塔内部流场。将A30的仿真结果与工厂实验进行对比,结果表明仿真得到的脱硫塔烟气出口温度及入口至除雾器下方的压降值与实验数据基本一致,证明了仿真的准确性。通过对三种喷射条件下的内部流场、温度及压力特性的对比研究,结果表明:三种喷射方向对脱硫塔压降影响不大,对烟气的降温效果均不佳,其中A90所产生的降温效果和压降与A30几乎一样,A150喷射产生的压降相对较大及烟气降温效果相对较好;三种喷射方向均易造成烟气产生逃逸,其中A90逃逸现象最严重; A30的烟气截面速度标准偏差值相对较低,更有助于气液两相接触。综合考虑采用A30喷射方式更有利于脱硫。     

不同结构喷射装置的性能比较试验

喷杯型喷射塔虽是高效的传质设备,但是由于圆锥形喷杯单位通道截面积的湿润周边有限等结构缺陷,使其对大液气比的适应能力变差,因而其应用场合也受到限制。本文作者在分析喷杯型喷射元件的实验及生产操作数据的基础上,提出三种喷射元件结构的改进构思,並在相同的条件下进行了不同结构喷射元件的性能对比实验。考察结果证明,新的喷射元件的结构构思对实现喷射塔高效低压降及改善其对大液气比操作的适应能力上,是可行的,其中以矩形截面的喷杯和管栅式喷射元件性能尤好,值得继续加以探索。     

喷淋方向对船舶I型脱硫塔内部流场的影响

随着船舶尾气排放法规的严苛,如何提高船舶脱硫塔脱硫效率以及减小压降成为生产设计中的重要因素。本文以I型脱硫塔为研究对象,通过改变喷嘴的喷射方向对内部流场特性进行了优化。首先利用欧拉-拉格朗日方程建立了气液两相流动模型,其中烟气为连续相,喷淋液滴为离散相。采用多孔介质模型替代除雾器以计算其产生的压降,利用Ansys Fluent分别仿真三个不同喷射方向(A30、A90、A150)的脱硫塔内部流场。将A30的仿真结果与工厂实验进行对比,结果表明仿真得到的脱硫塔烟气出口温度及入口至除雾器下方的压降值与实验数据基本一致,证明了仿真的准确性。通过对三种喷射条件下的内部流场、温度及压力特性的对比研究,结果表明：三种喷射方向对脱硫塔压降影响不大,对烟气的降温效果均不佳,其中 A90所产生的降温效果和压降与A30几乎一样,A150喷射产生的压降相对较大及烟气降温效果相对较好;三种喷射方向均易造成烟气产生逃逸,其中A90逃逸现象最严重;A30的烟气截面速度标准偏差值Mf相对较低,更有助于气液两相接触。综合考虑采用A30喷射方式更有利于脱硫。     

管栅式喷射塔的初步探讨 第一部分 管栅式喷射元件的压降

高速、并流喷射塔是一种高效能的传质设备。它适用于气体吸收、冷却、增减湿、干燥、除尘等过程。特别对于溶液面上被吸收的气体组分分压甚微的吸收过程,以及伴有快速反应的化学吸收过程,更显示其优越性。近年来,我国的研究者对喷杯型高速并流喷射塔的性能进行了测定和研究。这些工作指出,这种结构的喷射元件存在着压降大、对原始布液不匀度敏感、结构仍不够简单等缺点。为了进一步降低喷射元件的压降,简化其结构,我们曾经进行了新型喷射元件的探索工作,开展了对锥形喷杯、矩形喷杯、管栅式喷射元件的性能比较试验。试验结果表明,管栅式喷射元件压降小、结构简单,是一种较有发展前途的新型喷射元件。因此,1979年以来,我们对管栅式喷射元件的流体力学和传质性能又作了进一步的测定。本文叙述了管栅式喷射元件的流体力学状态的观测结果,并提出了计算其压降的关联式。     

管栅式喷射塔的初步探讨 第二部分 管栅式喷射元件的传质

管栅式喷射塔操作性能与其它并流喷射塔的对比实验结果,及其流体力学状态的实验研究情况,我们已经作过报导。本文在上述实验的基础上,对压降小而结构又十分简单的(仅由普通管子构成)管栅式喷射塔的传质性能作了进一步的实验探讨,并提出了本实验条件下的传质数据的关联式。本实验采用的实验流程和设备,以及喷射元件的尺寸和实验条件均与前文介绍的相同。但为了便于分析取样在喷射元件到吸收段增设了一个大小头,逐渐过度,此与前文介绍的装置,稍有不同。本实验是在空气-氨-水系统中进行的。氨由钢瓶、稳压罐和计量装置组成的供氨系统供给。实验过程中,在实验装置进口处气体的氨浓度保持在1％(体积)左右。操作稳定后,在装置的进口、喷射元件下150毫米处,以及分离器出口处同时取样分析。 Orrington等在他们进行的水吸收氨实验中证实了入口气体的湿度对传质系数影响很小,在大多数情况下是在实验误差范围内。因此本实验流程安排上未考虑对入口气的湿度加以控制。实验中气体的缝隙速度(按喷射元件通道最窄处计)为10～80米/秒;空塔气速为2～9米/秒;液气比为3～50升/米~3。实验塔吸收段高度为1600毫米,直径为150毫米。     

喷杯型喷射塔的压降

喷杯型喷射塔(以下简称喷射塔)是一种高速并流的传质设备,它是由锥形空心小杯作为雾化混合元件,加上空心吸收段与分离段构成(见图1)。这种装置结构简单,处理能力大,单级效率高,不易堵塞,工作性能稳定,便于探作,特别适用于含尘气体或带有悬浮颗粒的液体场合。至今已用于气体吸收、冷却、增湿、干燥和除尘等过程中。     

喷射水洗装置

绍兴化肥厂采用喷射水洗装置代替填料水洗塔,每年节电可达七万度左右。而且该装置结构简单,安装维修方便,对水质要求不严,降温除尘效果好,投资省。该厂原有两套碳化系统生产固体碳铵。这两套系统各用一台低压水洗填料塔和脱硫塔,既洗二氧化碳又兼碳化煤球后变换气的冷却、除尘,感到生产能力不足,特别是高温季节,脱除二氧化碳不够,氨平衡困难,而冬春季节为降低气温用水冼塔又影响碳铵     

柴油机选择性催化还原系统喷雾粒径分布试验

应用激光粒度仪研究了两种尿素喷射系统喷雾的粒径及其分布特征。对比分析了以纯净水和尿素溶液作为喷雾介质时喷雾粒径的分布情况,研究了喷射压力和喷射脉宽对无空气辅助喷射系统粒径的影响。改变有空气辅助喷射系统辅助气体的压力,测量了喷雾离开喷射器后的粒径分布。试验结果表明:以纯净水替代尿素溶液进行喷雾试验是可行的。无空气辅助喷射系统喷射压力由0.2 MPa升高至0.9 MPa,喷雾索特平均直径从146μm减小至49μm。在相同喷射周期内,无空气辅助喷射系统采用小喷射脉宽有利于喷雾雾化。有空气辅助喷射系统的雾化效果优于无空气辅助喷射系统。增大辅助气体压力可以提高有空气辅助喷射系统的雾化效果。     

喷射混凝土施工中参数计算与回弹分析

本文阐述了喷射混凝土施工中,喷射速度和喷射冲击力的变化规律并对回弹作了初浅的理论分析。提出了提高喷射效果和降低回弹率的措施。     

基于多次喷射的柴油机燃烧过程数值模拟

为了研究多次喷射对4190Z_LC船舶中速柴油机缸内燃烧和排放性能的影响,设计了四种喷射方案:方案一为2次等量喷射;方案二为3次喷射;方案三为2次预喷射加1次主喷射;方案四为5次预喷射加1次主喷射。利用AVL FIRE软件进行了数值模拟。数值模拟结果表明,采用多次喷射可以有效改善柴油机的燃烧过程,降低NO_x的排放量,特别是方案四,额定工况下,NO_x的排放量仅为原机的70%。     

喷杯型喷射塔的传质

喷杯型喷射塔在生产上应用日益广泛,但实验研究报导中所提供的关联式都是在特定实验条件下取得的,机理研究极少。因此,如何通过实验对前述关联式加以校验及评定,并在此基础上探寻可供设计选用的更为有效的关联式,是个需要解决的问题。在实际生产中液气比控制何种范围,能使得吸收效率高而能量消耗低?塔身在吸收     

电纺直写单根纳米纤维喷射电流的特性

为进一步加深对带电溶液喷射规律的理解,提高单根纳米纤维直写技术控制水平,开发了带微弱电流检测模块的电纺直写实验平台,对单根纳米纤维直写过程的喷射电流进行实时检测;并结合正交试验法,分析了静电纺丝溶液聚合物质量分数、喷头至收集板距离和施加电压3个主要可控工艺参数对喷射电流的影响规律.基于近场静电纺丝电纺直写过程,平均喷射电流10~600 nA;喷射电流变化可分为起始喷射、稳定喷射和停止喷射3个阶段;起始喷射阶段喷射电流的峰值是稳定喷射阶段最大喷射电流的2~3倍;喷射电流随施加电压的增加而变大,随静电纺丝溶液聚合物质量分数和喷头至收集板距离的增加而减小;其中施加电压对喷射电流的影响最大,而静电纺丝溶液聚合物质量分数对喷射电流影响最小.     

喷射压力对喷雾的影响

采用闪光摄影技术,在射流试验台上进行了较低喷射压力范围内瑞利模式液膜射流碎裂过程试验,在喷雾特性试验台上进行了较高喷射压力范围内柴油雾化质量的试验,对2种试验结果进行了比较分析.结果表明:由小宽厚比喷嘴喷射出的瑞利模式低速液膜射流碎裂长度随喷射流速的增大几乎呈直线增加,与喷射压力没有直接关系,喷射压力只有通过喷射流速才对射流碎裂长度产生影响,喷射流速是射流碎裂过程中的稳定因素;雾化模式的喷雾质量随喷射压力的增大显著改善,喷射压力和喷射流速转变成为液体碎裂的不稳定因素.     

燃料在亚/超临界环境下的喷射现象学研究

为探究燃料在亚/超临界环境条件下喷射过程的差异,采用定容燃烧弹系统将亚临界状态的正己烷喷射到亚/超临界环境中,利用背光法记录喷射的全过程,研究亚/超临界环境下喷射形态的差异以及相关机理。结果表明:超临界环境下的喷射与亚临界环境下的喷射在形态学特征上存在较大差异,在超临界温度下,当喷射环境的压力由亚临界压力进入超临界压力时,相同喷射时刻的喷射锥角和喷射长度大幅增大,说明亚/超临界环境下喷射的气化机理存在差异,即亚临界环境下的喷射为传统的气化蒸发过程,而超临界环境下的喷射是靠跨越"伪沸腾"线,进行"类液体"向"类气体"转变的过程;超临界环境下相同喷射时刻的喷射锥角和喷射长度随着环境条件的变化波动较大,主要是燃料在临界点及"伪沸腾"线附近时热力学物性参数的剧烈变化导致。亚/超临界环境下的喷射现象学的研究表明,亚/超临界环境下喷射形态学的差异主要是喷射破碎及气化机理的差异导致,为进一步研究超临界环境下的喷射过程数值模拟提供了试验依据。     

浅析喷射混凝土及其施工工艺

本文回顾了喷射混凝土的发展史,阐述喷射混凝土的原料、分析其改善混凝土性能的作用,总结喷射混凝土的特点以及各种施工方法的技术原理和特性,并且通过已有实验数据分析喷射混凝土的性能特色,指出符合特殊要求的高性能喷射混凝土是其未来的发展方向。     

电控单体泵系统的喷射控制算法

为了精确控制电控单体泵的喷油过程,结合嘴端压力变化规律,对影响喷射过程的电磁阀响应时间、喷油器开启压力等进行了分析。以此为基础建立了喷射控制时序,并分析了喷射过程中各个时间量与角度量之间的关系。采用相邻循环法与自适应参数调整相结合的方法对喷射区间的曲轴瞬时转速进行了预估,完成了喷射控制中的时间/角度转换。整机试验表明,所设计的喷射控制算法能很好地满足精确喷油控制的要求。     

多功能喷射深层搅拌法装置的工作原理

深层搅拌法按施工工艺的不同可以分为浆体喷射深层搅拌法和粉体喷射深层搅拌法。鉴于现行浆体喷射深层搅拌法和粉体喷射层搅拌法的施工工艺存在缺陷,作者提出改进,意见并设计了改进的多功能喷射深层搅拌法装置的工作原理图。     

电控汽油机多点喷射系统及喷油器的选择

电控汽油喷射已被广泛应用于电控汽车中。简述了电控喷射系统的原理及喷射类型，并对电控汽油多点喷射系统及喷油器的选择做了分析与探讨。     

压电微滴喷射装置的设计

基于微滴喷射的快速制造技术是快速成形发展的重要方向之一,压电微滴喷射装置是其核心技术。该文建立了典型的压电微滴喷射装置模型,通过对腔体内部流体运动的简化,推导出形成微滴喷射的两个数学判据。在此基础上,提出了压电驱动器和腔体结构的设计方法,包括压电驱动器形式和材料的选择,压电驱动器变形量和工作频率的计算,研究了电源参数对喷射效果的影响。根据此方法设计的压电微滴喷射装置能实现黏度范围在0～100mPa.s内流体的可控离散喷射,喷射频率为0.4～1kHz,喷孔直径最小为0.08mm。