流态化电极处理含金属废水过程的研究 ——金属沉积的动力学特性(英文)

讨论了流态化电极处理含金属废水过程中金属离子在电极表面扩散、传质、反应以及沉积、成长的动力学特性 .基于边界层理论 ,提出了流态化条件下金属离子自溶液主体向阴极颗粒电极传质和沉积的总体动力学模型 ;探讨了表面反应热和由流体流动造成温度分布不均匀引起的传热对金属沉积成长速率的影响 .为深入研究流态化电极处理含金属废水过程的流动、传质、传热规律与反应速率特性间的关系奠定基础 ,也为该电极过程的设计、放大和操作提供依据     

串联单元操作 提高教学质量

在保留化工原理实验独立单元操作实验的基础上,将单元操作进行串联,组合为流体流动—输送机械—传热联合实验、四塔变压吸附实验、萃取—精馏综合实验,将实验过程与现代化生产技术装备相结合,增强学生对化工生产过程的整体和综合观念,更多了解当今化工的发展水平与趋势,跟踪学科的新进展。教学实践表明,该实验教学改革丰富了实验教学内容,激发了学生的学习积极性,培养了学生实践技能、工程意识和创新能力。     

流体综合实验装置的改进

流体流动规律是化工原理实验中非常重要的一部分。在分析研究了流体输送和流体流动基本原理的基础上,通过对原有设备进行改进和创新,使装置既能进行流体阻力测定实验和离心泵特性曲线测定实验,又增加了流量计系数校正实验。流体流动规律实验合三为一,贯通起来,不仅节省了实验室占地空间与实验设备经费,而且丰富了实验内容,提升了学生受训的效率。     

水平管降膜换热器性能规律研究进展

水平管降膜换热器具有热质传递效率高、阻力小、结构简单等优点，被广泛应用于化工等传统领域及能源利用的节能减排领域。降膜换热器内部发生复杂的流动及传热传质相互耦合过程。介绍了实验及模拟研究手段的进展，综述了不同操作参数（气体温度、流向及流量，溶液流量、温度及浓度，内部媒介流量及温度等）与结构参数（管径、管间距等）对水平管降膜管间流型、液膜厚度与润湿性等流动特性的影响规律，以及对蒸发传热特性、吸收传热传质特性等换热器性能的影响规律，包括整体性能和局部微细特征，为水平管降膜换热器的性能优化提供理论支撑。指出在不同气流特征以及多因素相互作用下多维度的局部流动与传热传质性能的耦合影响规律以及强化换热手段会是水平管降膜换热器未来研究的重点方向。     

天然气液烃输送管道非平衡汽液相变及两相流动研究进展

天然气液烃(NGL)的主要成分是乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烃。在压力瞬变工况下,储运设备中的NGL汽液相变过程很难在瞬间达到热力学平衡状态,由此引发非平衡、非稳态的汽液两相流动。综述了NGL非平衡汽液相变机理及传热传质速率计算方法、非平衡汽液两相管流数学模型与数值模拟方法的研究进展。指出应着重开展以下三方面的研究:第一是采用实验和理论相结合的方法,探究NGL非平衡汽液相变的微观机理,建立汽液相间非稳态传热传质模型;第二是考虑非稳态传热传质过程与管道压力、温度、流速等参数之间的耦合作用,基于流体力学理论和非平衡态热力学理论,建立伴随非平衡汽液相变的NGL输送管道两相流动数学模型,研究模型的数值求解方法;第三是开发NGL输送管道仿真软件,揭示NGL汽液两相管流参数变化规律,为NGL输送管道的设计、运行和管理提供理论和技术支撑。     

干燥速率曲线测定实验设备改进的一点设想

流化床干燥操作实验同时涉及传热和传质两大化工过程,是化工原理实验教学中的重要内容。该文针对目前流化床设备中存在的不足,提出了改进的设想。     

多孔介质中单相对流换热分析的流体渗流模式

自然界和工程上常遇到多孔介质的渗流流动和传热传质,具体的研究分析总要涉及渗流的模式问题．本文对经典达西流和Ｆｏｒｃｈｈｅｉｍｅｒ扩展达西流、Ｂｒｉｎｋｍａｎ扩展达西流以及Ｆｏｒｃｈ－ｈｅｉｍｅｒ－Ｂｒｉｎｋｍａｎ－Ｄａｒｃｙ流模式作了简明、系统的整理和综述,分析其适用的场合,供理解和研究多孔介质中的流体流动与传热传质作参考     

基于流变协同机制的粘弹性非牛顿流体耦合流动与传热问题研究

非牛顿流体在化工、食品、石油及生物工程等许多领域有广泛的应用。人们在非牛顿流体流变特性研究方面已经取得了很大进展,但是对于剪切流动过程中质能传递特性的研究仍然欠缺,多年来一直照搬牛顿流体情况来处理。事实上,在剪切流动中其热、质通过流体微团来输运,非牛顿流体的流变机制不同必然要影响到其质能传递特性的不同。作者基于多年非牛顿流体复杂流动与传热、传质的研究工作,提出非牛顿流体热质输运遵循流变协同机制,应该基于非牛顿流体的流变特性来构建其热质输运本构关系模型。该文以上随体导数Maxwell粘弹性非牛顿流体模型为例,考虑到Maxwell流体的松弛特性,引入Cattaneo-Christov热通量公式,原创性提出基于粘弹性流体流变协同的传热本构方程模型,并推导出基于该本构模型下的粘弹性流体边界层耦合流动与传热问题非线性偏微分方程组。引入适当相似变换及利用同伦分析方法求解得到了问题的近似解,并讨论了相关参数对于流动与传热的影响。     

如何讲授“柏努利方程”

<正>柏努利方程是化工基础课中流体流动部份的重要内容。它阐明了流体在管道内稳定流动时,各种能量互相转换的关系,是学好流体力学的关键。弄懂了这个问题,许多流体输送中的问题,例如高位槽设置的位置、完成一定量流体输送任务需要的泵的功率、压缩气的压力、管径的大小、流速流量的计算以及管路与设备的布置、液封与静止分离器的设计等,均可以迎刃而解。因此,讲授好这一课题非常重要。     

多流程板式塔设计计算基础

塔器是在石油、化工、轻工等部门广泛应用的工艺设备,主要用来处理流体之间的传热与传质,实现物料的净化和分离.针对多流程板式塔内构件设计过程中对基本几何尺寸的计算进行一般性的建模、归纳、推导和总结,并给出求解方法.     

化工生产中的水处理

清洁生产是当前化工生产刻不容缓的重要课题.化工生产的水处理是针对化工生产中传热、传质及锅炉加热热源、驱动汽轮机动力用水的要求对水体进行必要的处理,是节约能源、安全生产及保证反应介质绿色化的重要组成部分.笔者有针对性地对化工生产中的水处理进行了技术性地论证,阐述了水中杂质对生产的危害、水中各种杂质的处理方法.     

CFD在微流控生物芯片设计中的应用

计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)是一种以计算机技术模拟手段为基础,对涉及流体流动、传热及相关现象进行分析的一种数值模拟方法.特别是它能预测微流控生物芯片内部的流体流动和传质现象,并能提供可视化结果,近来常用于辅助生物芯片的设计和性能优化.从Navier-Stokes方程组出发,阐述了CFD的原理、方法和特点,并通过对毛细管电泳芯片的建模与仿真,分析了它在微流控生物芯片设计中的应用和重要作用.     

液氮垂直流动沸腾的双流体模型分析

采用双流体模型计算了液氮在垂直管内的上升流动沸腾过程,考察了壁面热通量和液体流量对流动及传热传质特征的影响.结果表明:垂直上升流动沸腾中重力压降占主导地位;根据截面液体温差的变化可判断沸腾模式的转变;壁面热通量与液相流量的相对大小决定了沸腾过程中的传热传质特征.     

局部高温壁面下复合腔体内传热传质

为研究局部高温壁面下,复合腔体内自然对流及传热传质规律,采用一区域模型整体对腔内温度场、浓度场和流场进行求解.高温壁面无量纲长度A=0.5(A=a/H),局部壁面温度为Th,浓度为Ch;右侧垂直壁面分别为Tc和Cc.对局部高温壁面的相对位置B、多孔结构的孔隙率ε、瑞利数Ra的影响进行综合的数值计算,由数值计算结果得出:局部高温壁面位置不同,腔内流体流动及传热传质不同,B值在0.6附近时对应的平均努赛尔数Nu和平均舍伍德数Sh最大;ε=0.7时Nu出现最小值;Ra对传热传质影响也较大.     

谈谈柏努利方程的应用

在化学工业生产中,物料多为流体（液体或气体）,按照工艺流程要求,要把流体从一个设备输送到另一个设备,从甲地输送到乙地,这些都要借助于管道和输送设备才能完成。那么,在流体流动系统中,有关的计算都离不开柏努利（Bernoulli）方程。它与连续性方程结合起来能解决流体输送过程中许多问题。如确定高位槽的位置,确定管道中流体的流量,确定输送机械的有效功率和确定管路中流体的压力等。[1,2,3]柏努利方程是单元操作流体输送这一部分的重点,学员在学习时,感觉柏努利方程较简单,而遇到实际问题时却又无从着手。本文将谈谈对柏努…     

多相混输管道水合物生成及其浆液输送

根据经典的理论研究,依托良好的实验条件,对多相混输管道水合物生成及其浆液输送规律进行研究。结果表明:综合结晶本征动力学传热与传质所建立的水合物壳双向生长模型能有效预测油水乳状液下水合物生成过程中的气体消耗量;在高压水合物生成实验环道上,借助FBRM(颗粒粒度分析仪)和PVM(颗粒录影显微仪)设备可探究水合物生成过程中颗粒/液滴的分布规律;考虑到多相混输管道水合物浆液的输送安全性,流动须满足"最低安全流量"的要求;在高压水合物生成实验环道上,可直观研究不同含水率下天然气-水合物浆液的流型特点。     

关于固定床径向传热机理模型

固定床或填充床是化学工业中应用最普遍的设备型式之一。长期以来,固定床一直是人们注意进行研究的课题之一,并花了很多精力做了广泛深入地研究。固定床运行中,总是有流体流动的,因而传热过程也是在有流体流动下进行的。工业固定床的轴向传热过程往往为对流传热所支配,其径向传热过程则往往有各种传热方式,即对流传热、传导传热和辐射传热同时起作用。     

流体输送及设备的安全分析

在石化行业的生产中,原料及中间产品多以流体形式存在。流体,具有流动的特性,包括可压缩的气体和难于压缩的液体。这些物料的输送都是通过管道和相关的动设备来完成,这个过程遍及生产的各个环节,所以,流体的输送安全及设备的安全是该行业安全生产的重要组成部分。     

降膜式发生器的传热传质研究

降膜式发生器在溴化锂吸收式制冷机与热泵中得到了一定的应用,溴化锂降膜式发生器在较小的液液量和较小的温差下获得较高的热流密度和传势传质系数,尤其是当液膜沿着水平管外作降膜流动时,传热传质效果更佳,为此建立了省化锂降膜式发生器溶液发生过程传南的数学模型,该模型考虑了流动、传势与传质同时进行相互耦合的特点,对不同布液方式下的液膜流动初速进行了修正,对模型进行求解,并建立了实验台对降膜式发生器的传热传质进行实验,通过对800多组数据进行回归得出了计算传热与传质的准则关系式。     

纳米流体流动与传热过程的LBM并行计算

建立了描述纳米流体流动与传热过程的格子-Boltzmann模型,针对格子-Boltzmann方法（LBM）高度并行性的特点,用消息传递机制实现了平板间纳米流体流动与传热过程的LBM并行计算,分析了处理器数目与区域分解模式对计算效率的影响。结果表明,纳米粒子的微运动强化了流体与壁面以及流体内部的换热过程,LBM并行计算方法应用于纳米流体流动传热计算能够提高计算效率。