分离再结合型与内交叉指型微混合器微观混合性能实验研究

利用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系对分离再结合型和内交叉指型微混合器的微观混合性能进行了研究.实验考察了氢离子浓度、雷诺数和混合流体的体积流量比对微混合器离集指数的影响,并对实验结果进行了理论分析.研究结果表明,对所研究的两种微混合器,混合流体的体积流量比为1时,适宜的氢离子浓度范围均为0.02~0.04mol/L,微观混合效果最好.随着体积流量比的增加,离集指数增加,表明微观混合性能变差.雷诺数增大有利于微观混合效率的提高.在所研究的雷诺数范围内,相同雷诺数时分离再结合型微混合器的微观混合效果略好于内交叉指型微混合器.     

扭旋叶片组合对静态混合器流场特性影响

运用FLUENT计算软件,对一个截面上安有一至四个扭旋叶片的静态混合器内流场分别进行模拟计算分析。结果表明： 单叶片静态混合器内仅有一个较大旋涡,而多叶片组合静态混合器内有数量为叶片数量二倍的旋涡,且两两旋向相反交替排列;按单叶片、双叶片组合、三叶片组合、四叶片组合顺序静态混合器内湍动能与湍流强度呈递增趋势;在同一流速下按双叶片组合、三叶片组合、单叶片、四叶片组合顺序各混合器流体阻力逐渐增加。     

水平与竖直布置方式下静态混合器内瞬态压力波动混沌特征

为了获得不同布置方式下SK型静态混合器内流体瞬态流动的非线性特征,在湍流状态下(Re=1756～3512)采用高速数据采集器Dewe-3021和压力传感器测量了不同雷诺数和截面处瞬态压力波动时间序列（PFS）;利用混沌吸引子周界测度、混沌动力结构突变以及递归率等参数定量表征水平放置与竖直放置时SK型静态混合器内压力波动特征。研究表明：不同布置状态下静态混合器内PFS的混沌吸引子二维面积增长率随轴向位置的变化趋势基本一致,且S_A-A₀呈线性分布;与水平放置的SK型静态混合器相比,竖直放置时压力波动混沌特性强,混沌动力结构突变小,吸引子演化稳定;混沌形态特征参数能有效区别SK型静态混合器在不同布置状态下的流体动力学特征。     

Lightnin静态混合器内瞬态流场POD分析及混合特性研究

为了研究Lightnin静态混合器（LSM）内的瞬态流场结构和混合特性，以水为工质采用ANSYS FLUENT V16.1中的大涡模拟（large eddy simulation，LES）湍流模型对不同长径比和雷诺数下LSM内的湍流流动进行数值模拟，并用本征正交分解（POD）方法对流场结构进行模态分解以提取流场相干结构。结果表明：当采样数量达到2 000时，低阶模态蕴含流场主要的旋涡结构信息；混合段内横截面平均涡量分布呈正弦状周期性变化，在z/l=5.0~6.0范围内，Re=3 981、5 971和7 962时的平均涡量相较于Re=1 990时增长148.5%~322.7%，拉伸率提高11.5%~18.9%；小长径比的LSM中流体被拉伸的概率更大。     

内外涵波瓣宽度比对波瓣强迫混合排气系统性能影响

建立了不同内外涵波瓣宽度比的某涡扇发动机波瓣混合排气系统的几何模型和数值计算模型,并对其进行三维数值模拟研究,得到了在波瓣强迫混合排气中不同内外涵波瓣宽度比对波瓣混合器流场、热混合效率,总压恢复系数和推力系数的影响规律。结果表明：在混合器出口处,当内外涵波瓣宽度比在0.272至1.068范围内变化时,热混合效率随内外涵波瓣宽度比的增加而增加,总压恢复系数随内外涵波瓣宽度比的增大而减少,推理系数随内外涵波瓣宽度比的增加而增加。     

边界条件对SK型静态混合器层流流场的影响

以SK型静态混合器为研究对象,针对入口流速按平均速度均匀分布和按实际速度抛物线分布两种边界条件,运用流体力学计算软件对层流状态下管内速度分布进行对比研究。计算结果表明,两种不同边界条件对混合器入口半个混合元件内的流体速度分布有较大影响,最大相对偏差可达67.7%,而对半个混合元件以后的流体速度分布影响不大,最大相对偏差仅为7.37%,对径向速度影响要大于轴向速度和切向速度。     

同心双扭旋元件内外叶片数量对管内传热性能的影响

为探究同心双扭旋元件组合方式变化对换热管传热特性的影响规律，采用数值模拟方法对雷诺数Re=200~1 800范围内恒壁温条件下的管内传热进行了分析，并进行了实验验证。研究结果表明：在Re=200~1 800的范围内，含有4-4同心双扭旋元件换热管的努赛尔数Nu值最大，其次为3-3同心双扭旋元件，2-4与2-2同心双扭旋元件的Nu相差不大，最大仅相差5%；4-4同心双扭旋元件换热管的阻力系数f最大，其次为3-3同心双扭旋元件，2-4同心双扭旋元件的阻力系数略高于2-2同心双扭旋元件；2-2同心双扭旋元件换热管的综合传热性能评价因子（PEC）值最大，为1.50，且明显高于其他3种换热管，其余3种换热管的PEC值相差不大；4-4同心双扭旋元件换热管的场协同数F_c值最大，其余3种换热管的F_c值相差不大。     

改善管式反应器内微观混合的途径

提出改善管式反应器内微观混合的基本途径是:减小流体初始微团尺寸和增加局部能量耗散速率。流速、管径、加料位置、体积比,特别是物性,通过影响这两个参数而影响微观混合性能。实验用化学偶合法考察了空管、Kenics静态混合器、湍流促进器、多孔分布板、肋条人工粗糙管及几种喷射器内的混合特性。结果表明,内插件和喷射器均能显著地改善管内微观混合状态。其中以Kenics静态混合器、多孔分布板和带有节流口的喷射器效果最佳。     

新型三次采油用静态混合器组合的性能研究

油田聚合物驱油过程中,油田采出水与高浓度聚合物溶液的混合过程所使用的静态混合器的混合效果很大程度上影响着采油效率.针对目前油田常用静态混合器能耗较高、混合效果不好等问题,开发了一种新型静态混合器组合.基于计算流体力学理论,通过数值模拟与实验测试研究流体在混合器内的流动情况及混合效果,并与两种工业用混合器的性能进行了对比.研究结果表明:模拟结果与实验数据拟合较好;该混合器组合能耗较低,流体流经混合器组合后浓度分布均匀,完全适用于油田聚合物驱油过程.     

油田三次采油中静态混合器的优选

文中选择了三种静态混合器,对它们的降解和混合进行了实验研究,得到了在不同的流速下,三种元件对质量分数为0.5%聚丙烯酰胺溶液的黏度降低率,不同浓度下三种元件压降与雷诺数的关系,以及在工业流速下(0.5m/s) ,压降与元件个数关系式(3^#元件),实际元件数与每组元件个数关系 (3^# 元件)。结果表明:三种混合元件降解和混合性能都达到了生产要求,2^#和3^#元件优于1^#元件。     

煤矿瓦斯旋流混合器定工况下混合均匀性研究

利用简化的数学模型对给定工况下煤矿瓦斯旋流混合器的混合均匀性进行了研究,主要研究旋流方式和旋流强度对乏风瓦斯出口速度和体积分数分布均匀性的影响. 研究结果表明:在外管气体的流量和转动惯量明显大于内管的工况下,外管的旋流对出口的速度场起到主导作用,使出口乏风瓦斯的速度分布均匀性降低;内管的旋流建立了径向和轴向的反压力梯度,产生了中心回流区,增强了内、外管流体动量和质量的交换,使出口的体积分数分布均匀性明显提高;随着旋流强度的提高,外管具有旋流的旋流方式的出口速度分布均匀性变差,而内管具有旋流的旋流方式的回流区掺混强度增大,有利于乏风瓦斯体积分数混合均匀性的提高.      

双工字钢-混组合连续弯梁桥有效宽度

由于国内外现行设计规范缺乏针对钢-混组合连续弯梁桥桥面板有效宽度的规定,本文以小半径双工字钢-混组合连续弯梁桥为研究背景,首先对比分析了国内外典型规范对钢-混组合连续直梁桥有效宽度的计算结果,然后基于数值模拟,分析研究了小半径双工字钢-混组合连续弯梁桥的剪力滞效应和有效宽度,探讨了曲率半径和布载方式的影响规律,最后考虑内、外侧主梁对应的桥面板剪力滞差异,提出了有效宽度的简化计算方法。研究结果表明：桥面板横断面正应力分布受弯扭耦合效应的影响较大,导致内、外侧主梁对应的桥面板正应力分布失去对称性,曲率半径越小,这种不对称性也越大,而车道外偏布置也会导致这种不对称性变大,工程设计计算中宜分别计算内、外侧主梁所对应的桥面板有效宽度；本文所提的简化计算方法能较好地包络有限元分析结果,且计算结果偏保守,可为同类桥梁的设计计算提供参考。     

搅拌机参数优化的试验

提出了搅拌机搅拌过程的优化目标,得到了搅拌过程优化的目标函数。在此基础上,对立轴式强制搅拌机进行了试验和优化,提出通过增加物料径向运动来消除搅拌低效区的方案;重点对双卧轴搅拌机进行多参数的优化,得到了搅拌臂排列及其相位、叶片安装角、拌筒长宽比和搅拌线速度等参数比较合理的取值范围。试验结果表明,经过参数优化的搅拌机,不但提高了混凝土搅拌质量,而且对原结构的改动不大,简单易行,便于工程推广应用。     

湿法磷酸反应器性能的研究

采用脉冲法测定单槽──双搅拌浆反应器的混合时间，并作出密度分布函数Ｅ（ｔ）曲线，用辛普生法计算了平均停留时间和方差。结果表明，当搅拌强度为２５０～４００转／分时，反应区混合达到均匀；该反应器兼有单槽和多槽串联的特征；混合效果取决于器内流体的流动行为、设备尺寸、搅拌强度等因素。该反应器用于二水物法草取磷酸模型试验，结果令人满意。     

基于ANSYS Workbench的新型SMX静态混合器的数值分析

设计了一种新型SMX-G静态混合元件,并利用数值模拟的方法比较新型SMX-G和SMX型静态混合元件两种结构的出口平均温度、压力损失和混合效果。结合出口平均温度、压力损失及混合效果,提出了静态混合器的综合评价指标,并采用红外成像仪测温法对混合效果进行实验验证。结果表明：新型SMX-G静态混合器极大程度地减小了压力降,综合评价指标更高,保证了熔体流入机头的压力,从而显著提高了发泡制品的质量。     

内外复合三通管辊模拉拔机械复合数值模拟

采用辊模拉拔技术对圆形外管和Y型内芯进行机械复合,该技术和传统拉拔复合技术相比的主要优势是提高了成形质量,减少了加工能耗。为了探究采用辊模拉拔技术复合后外管和内芯间的抗拉脱力变化,基于ABAQUS有限元软件,建立了内外复合三通管辊模拉拔机械复合过程的有限元模型。通过分析外管和内芯间的残余接触压力,运用公式估算出外管和内芯间的抗拉脱力。