壁流式过滤体捕集微细颗粒过程的数值模拟

压降是评价过滤体性能的重要指标。针对壁流式过滤体捕集微细颗粒物的过程,建立了描述通道内流场和颗粒层分布的一维非稳态模型。通过数值计算,研究了颗粒层滑移对颗粒层分布和过滤压降的影响,同时研究了过滤体结构参数与来流参数对过滤压降的影响。研究结果表明:颗粒层分布直接影响过滤压降,随着颗粒层滑移效应的加强,颗粒层由平坦转向直线递增型分布,过滤压降则先增后降;增加过滤体长度有助于降低过滤压降;增加过滤体孔目数,增加了过滤体工作初始阶段的压降,但可降低高颗粒沉积量时的过滤压降;此外,随来流流量和颗粒浓度的增加,过滤压降增加。     

机车用折角式过滤器特性的数值模拟

研究了不同风速下通道宽度、折角角度及折角个数对机车用折角式过滤器阻力的影响,重点分析了高风速(≥5m/s)下过滤器的性能.结果表明:高风速下,16mm通道宽度过滤器的阻力增加迅速,对16mm和20mm通道宽度的过滤器而言,在6.5m/s风速下,间距增加25%,阻力减少36%.折角角度的改变会显著影响过滤器的阻力,在高风速下这一特征更加明显.在相同通道宽度,通道长度减少29%的情况下,二折角过滤器的阻力较三折角过滤器平均减少40%.在高风速、低阻力使用条件约束下,可依据研究结果设计过滤器几何参数,将折角过滤器作为多级过滤的第一级.     

荷尘速率对非高效过滤材料阻力特性的影响

为探究荷尘速率对非高效过滤材料阻力变化的影响,以4种不同等级非高效玻璃纤维滤料为对象,对不同过滤风速和荷尘质量浓度下滤料阻力变化规律展开实验研究,并总结出滤料荷尘过程阻力变化经验公式.结果表明:在相同过滤风速和荷尘质量浓度下,等级越低的滤料归一化阻力增长速率越快,且进入表面过滤所需荷尘量越大.在相同过滤风速下,滤料荷尘质量浓度越高,阻力随单位面积荷尘量的增长越慢;而滤料等级越高,荷尘质量浓度变化对阻力的影响越小.相同荷尘速率时,过滤风速对滤料归一化阻力增长的影响可忽略.     

内置过滤元件流化床的料层阻力

以新型流化床颗粒层过滤器为应用对象，对内置过滤元件的流化床料层阻力进行了实验研究，实验发现，在没有床料循环时，过滤元件浸入料层的有效面积越大，料层阻力下降越多，通过定义元件浸入料层有效面积与床截面之比的无因次数，回归得到了内置过滤元件流化床料层阻力的经验表达式，为过滤器的进一步研究奠定了基础。     

流化床颗粒层过滤器过滤元件的结构优化

通过优化流化床颗粒层过滤器过滤元件的结构以避免蜂窝状滤饼的产生，实验研究了不同开孔率圆锥型过滤元件滤饼分布特征及阻力特性，证明圆锥型元件结构对消除蜂窝状滤饼的有效性，并提出了表征滤饼厚度分布均匀性的参数．     

陶瓷过滤介质的颗粒尺寸对过滤性能的影响

根据渗流力学和空气动力学捕集理论，深入分析了陶瓷闰尺寸对陶瓷过滤介质压降，渗透率和过滤效率等性能的影响，为合理选择陶瓷过滤介质的陶瓷颗粒尺寸提供了理论依据，理论分析结果表明，当假定粒子为球形，陶瓷颗粒装填方式为单珠装填时，陶瓷介质的渗透率与陶瓷颗粒直径的二次方近似成正比，而压降与陶瓷颗粒直径的二次方近似成反比，当不同的陶瓷颗粒混合使用时，其数量和直径大小应该保持一定的比值，否则将会破坏粒子间的排列方式，影响过滤效率，对整体煤气化联合循环（IGCC）陶瓷过滤元件的过滤介质来说，陶瓷颗粒直径为20μm左右是适合的。     

碱金属热电转换的多孔芯内热质传输特性

对基于AMTEC(Alkali Metal Thermal to Electric Converter,碱金属热电转换器)的毛细多孔吸液芯建立轴对称恒温相变模型,通过求解多孔芯区及液体通道区热质传输控制方程得到毛细多孔芯中的流动与传热特性,分析了工质流量、入口温度、多孔芯厚度、孔隙率和有效孔径等参数对压力、速度和温度分布的影响;同时通过分析最大毛细力与回路压降之间的关系,给出了多孔芯有效孔径的适用范围和提高多孔芯性能的改进措施。研究结果表明：与三维两相流蒸发模型比较,文中的模型具有较好的预测准确性;以碱金属为工质的毛细多孔吸液芯和液体通道内的流动与传热特性与传统工质存在不同。     

围压下磨料射流喷射套管及灰岩实验研究

在设计可承受围压的磨料射流喷射实验装置基础上,选取低孔低渗的石灰岩及套管试件,改变喷射压力、围压、喷嘴直径、喷射距离等因素,分析磨料射流切割套管及岩心的特性。结果表明,喷射压力、喷嘴直径等是影响磨料射流喷射效果的主要控制因素,喷射压力及喷嘴直径越大,喷射效果越好,射孔深度越深;射穿套管的时间对喷距及围压较为敏感,但岩样中的射孔深度对二者变化时的响应较小。     

高温陶瓷过滤器循环过程的热态实验研究

在一套由3根滤管组成的高温陶瓷过滤实验装置上。在常温至573K范围内进行了过滤与脉冲反吹循环性能实验，分析了操作温度、过滤气速、反吹压力等操作参数对循环性能的影响。实验结果表明，过滤循环初始阶段滤管残余压降上升较快，随后上升趋势逐渐变缓；随着温度的升高，滤管的初始压降升高，形成的粉尘层也越疏松。过滤气速越低，滤管初始压降越低，反吹间隔越长。提高反吹压力有利于提高清灰效果，但压力过高反吹间隔反而变短。最后通过在573K下的连续循环实验得出了滤管残余压降，为高温陶瓷过滤器的工程设计提供了依据。     

新型泡沫碳化硅塔板的流体力学及传质性能

利用碳化硅泡沫材料的孔隙率高、表面积大、强度大、耐腐蚀和不漏液等优点,将其应用到塔板上,开发出新型整体多孔碳化硅泡沫塔板.将一定孔径的碳化硅泡沫材料制作成厚度为12,mm的块状塔板,在φ600,mm的塔内进行流体力学实验,测定了干板和湿板压降、雾沫夹带及漏液量等参数;以环己烷-正庚烷为标准物系在φ300,mm的传质塔中进行了传质实验研究,在常压、全回流条件下测定了全塔效率来表征塔板传质效率;选择按工业设计标准制成的筛板与其性能进行比较.结果表明:泡沫孔径为2,mm的塔板压降过高;泡沫孔径为4,mm的塔板漏液较多,且出现不均匀漏液;而孔径为3,mm及3~4,mm组合的两种新型塔板具有压降低、雾沫夹带少、漏液少和全塔效率高等特点,是流体力学及传质性能优良的新型泡沫塔盘.     

用灰色关联法计算储层孔隙度

根据灰色滤波的基本原理 ,设计出一个服从声波时差求取孔隙度的灰色滤波系统。该系统能滤除由探测系统、井通道以及局部环境等因素引起的干扰 ,建立起声波时差与储层孔隙度之间的映射关系计算式 ,由声波时差信号直接计算储层的孔隙度。实际应用表明 ,用灰色关联计算法求得的孔隙度值更接近实际值 ,并且提高了储层的分辨率     

钛纤维多孔材料孔径分布与吸声性能研究

金属纤维多孔材料是一类重要的吸声材料,采用驻波管法检测钛纤维多孔材料的空气声吸收系数,研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响,结果表明,钛纤维多孔材料具有较好的吸声性能,材料的孔隙度越高、纤维越细,材料的吸声性能越好,在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能,材料背后的空气层厚度越大,材料的低频吸声性能越好.     

陶瓷过滤器元件内的流动与结构设计准则

用一维定常流动模型研究了陶瓷过滤元件内的流动与压降规律。在此基础上,得到了陶瓷过滤器元件的内径与长度之比Ｄ／Ｈ应该遵守的两个准则,然后,用ＰＨＯＥＮＩＣＳ通用软件计算了陶瓷过滤器元件的三维定常流动。三维数值计算结果与一维定常流动模型的计算结果吻合,证明了作者推导的两个准则对于陶瓷过滤器的结构设计具有指导意义。     

颗粒床除尘器高温实验研究

针对工业界的高温除尘问题,采用固体颗粒床除尘方式,对砂砾作为过滤介质的可行性和实用性进行了研究. 通过对颗粒床除尘器高温条件下的实验研究,探讨了不同工况时除尘效率和压力损失的变化规律. 推导了除尘效率和压力损失与温度的关系,并与实验结果作了比较. 结果表明,随着烟气温度的升高,除尘效率和压力损失均逐渐增大.     

滤材结构改进的研究

本论文根据含杂胶液在多孔介质中的流动理论和胶液过滤机理,提出了适于胶液过滤的滤材结构模型和致密度分布,并用实验加以论证。结论是:在滤材过滤方向上采用含两层致密度不同的滤材,其中针刺层提供强力保障,这种改进后的滤材既能增加过滤量,降低压力降,又能保证被滤胶液的质量,是一种更合理的首用于胶液过滤的复合非织造布过滤材料。     

汽车空气滤清器进气阻力分析

为了降低汽车空气滤清器进气阻力,应用计算流体动力学方法建立壳体和滤芯的耦合数值计算模型.利用正交分析方法研究进出气口结构参数对进气阻力的影响规律,总结进气阻力随流量变化的关系式,通过滤芯的流量-压降实验验证数值计算方法的可靠性.结果表明:进气阻力随着流量的增加呈抛物线趋势增加;在额定流量工况下,进气阻力随着出气口面积的增加而减小,负载时最大降幅达到37.2%;进出气口圆角半径越大,进气阻力越小,负载时最大降幅分别达到16.6%和36.2%.     

Influence of Relative Humidity on Polyvinyl Alcohol (PVA) Nanofibers for High-Efficiency Air Filter

The influence of relative humidity( RH) on the properties of electrospun polyvinyl alcohol( PVA) nanofibers that might determine the application of nanofibers in high-efficiency air filters is not clear. PVA nanofiber mat was prepared between two hot airthrough ES( polyethyene( PE) and polypropylene( PP) composite fiber) non-woven substrates as a sandwich structure nanofiber composite filter using an electrospinning technique combining with an ultrasonic sewing process. The filtering mechanism of the composite was discussed in detail. The effects of nanofiber diameters,nanofiber layer thickness and RH in environment on the properties of PVA nanofibers were investigated by scanning electron microscopy( SEM), X-ray diffraction( XRD), automatic filter tester and universal strength tester. The results showed that the PVA nanofiber composite fabrics had high filtration efficiency with lowpressure drop and there was a negative correlation between filtration efficiency and nanofiber diameter. After keeping in a high RH environment for several hours, the mechanical property of PVA nanofiber composites was deteriorated but the high filtration efficiency was increased.     

烧结矿余热回收竖罐内气体流态的实验研究

采用对Ergun型方程无量纲化的方法对气体通过烧结矿床层的流态进行了研究,考察气体表观流速、烧结矿颗粒直径和床层空隙率对床层内气体压力降的影响,进而探讨床层内临界颗粒雷诺数随颗粒直径的变化规律.研究结果表明:当颗粒直径一定时,床层内单位料层高压力降随气体表观流速的增大呈二次方关系增大.当气体表观流速一定时,单位料层高压力降随颗粒直径和空隙率的增大呈指数关系衰减.床层内临界颗粒雷诺数随床层几何因子的增大呈指数关系减小,且临界颗粒雷诺数实验预测公式的平均计算误差在5%以内,显示了良好的预测性能.     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中,过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究,考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明,在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中,核桃壳对污水中原油的过滤效果较好,核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好;颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小,核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料,污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说,无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差,但对于石英砂滤料,在试验滤速范围内随着滤速的增加,污水的过滤效果却变好。     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中，过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究，考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明，在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中，核桃壳对污水中原油的过滤效果较好，核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好；颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小，核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料，污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说，无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差，但对于石英砂滤料，在试验滤速范围内随着滤速的增加，污水的过滤效果却变好。