荷电两相射流的理论分析与计算

通过荷电两相流中荷电离散相粒子的受力分析 ,建立了荷电两相流动的基本方程 在此基础上 ,对荷电两相湍流圆射流流场进行了理论分析 根据射流的结构 ,分别给出了位势核心区和其以外区域连续相流场和离散相速度场的计算公式 该计算方法已用于喷粉机的设计 分析中未考虑离散相对连续相的反作用及离散相粒子间的相互作用 ,所以只适用于计算稀疏荷电两相湍流圆射流流场     

荷电两相射流的理论分析与计算

通过荷电两相流中荷电离散相粒子的受力分析,建立了荷电两相流动的基本议程。在此基础上,对荷电两相湍流圆射流流场进行了理论分析。根据射流的结构,分别给出了位势核心区和其以外区域连续相流场和离散相速度场的计算公式。该计算方法已用于喷粉机的设计。分析中未考虑离散相对连续相的反作用及离散相粒子间的相互作用,所以只适用于计算稀疏荷电两相湍流圆射流流场。     

荷电喷雾两相湍流流场的数值计算

荷电喷雾可以有效地改善雾化质量和喷雾流场特性，因此被广泛地应用于静电喷涂、除尘、药物喷洒和液体燃料的雾化燃烧等领域．荷电喷雾湍流射流流场的数值模拟对于荷电喷雾装置的设计及确定射流喷雾的各特性参数具有重要意义、采用颗粒拟流体方法，用κ-ε-κp荷电两相湍流模型对荷电喷雾气液两相湍流流场进行了数值模拟．经与实验结果对比，该模型可以较好地模拟荷电气液两相湍流射流流场，可用于荷电喷洒机具和荷电喷雾燃烧器的设计。     

大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计

对大型烟气喷淋脱硫塔进行合理简化,并结合浆液液滴随机生成模型.采用基于k-ε的湍流方程和基于雷诺平均的Navier-Stocks控制方程,对喷淋脱硫塔进行了空塔和喷淋状态下的热态流场计算.计算结果表明:脱硫塔内入口处流场变化最剧烈,压降损失最大,因此对入口处进行改造可减小压降损失;喷淋浆液液滴对烟气流场具有强烈的整流作用,可以使空塔中的烟气漩涡强度和规模减小.根据计算结果对脱硫塔的来流烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算结果表明,改造后烟气因塔内结构而产生的漩涡已明显减小,流场分布更为合理.     

“荷电两相湍流理论在病虫害防治技术中的应用”通过鉴定

“荷电两相湍流理论在病虫害防治技术中的应用”是江苏省应用基础科研项目 该项目于 1 999年1 2月 1 1日在我校通过省级鉴定 课题组研究了荷电气液两相湍流射流流场、诱导电场、雾滴电物理特性、雾化特性及对静电喷雾喷洒效果的影响 ,建立了静电喷雾荷电气液两相湍流射流流场的数学模型 并根据基础理论研究的成果开发研制了新型农药静电喷雾车———微量静电喷洒灭蝗车 该机具在新疆草原的蝗虫治理工作中投入使用并取得了良好的效果 ,经济效益显著 ,是目前国内用于灭蝗虫作业的新型大型地面机具 鉴定委员会认为 :该课题的研究成果具有…     

外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性

利用PIV技术对气液两相流场与电场耦合作用下的外混式双流体雾化器荷电喷雾流场特性进行了测量研究,设计了一种带环形气幕的荷电感应装置,以控制喷雾射流在感应荷电过程中出现的液滴卷吸.结果表明:当水流量Q由20 L·h-1增加到36 L·h-1时,射流核心区速度增大,喷雾结构逐渐呈现非对称性,随着流量的增大非对称性越明显;扇形压力pR、雾化压力pB对喷雾流场的对称性及喷雾锥角的变化起重要作用;高压静电作用使得喷雾锥角略微增大,上卷吸现象明显并出现涡旋结构,长时间工作时电极环易积液;电极环气幕压力为100 k Pa时,其低压气流可以有效弱化细小液滴的上卷吸运动,解决电极环积液问题,荷电双流体雾化器运行稳定.     

荷电气—液两相同轴圆射流的LDV研究

静电喷雾技术在许多领域得到广泛应用,但对荷电气两相流的理论研究尚不深入笔者通过采用二维激光多普勒测速系统（ Ｌ Ｄ Ｖ） 对荷电气—液两相同轴圆射流进行了实验研究,就电场作用下液滴直径的分布、荷电气液两相流的速度分布进行了分析,并给出了相间运动规律,为荷电两相湍流的深入研究提供了一定的试验依据     

液气射流泵内部流场的数值计算

通过闪频仪观测,泵内部流动可分为分层流、液滴流和泡状流.为了简化模拟和计算,将计算区域分为部分喉管和扩散管两块.对液气射流泵喉管内部射流流动,建立抛物型流动方程组,采用控制容积法将方程组离散,并用TDMA法求解;对扩散管内部泡状流,采用双流体模型建立液气两相流方程组,混合有限分析法离散,压力耦合半隐式方法(SIMPLE)求解.数值模拟获得液气射流泵内部流速分布.计算预测的射流碎裂位置与试验观测结果一致;壁面压力分布计算值与试验值吻合较好,趋势相近.计算结果能够较好地反映液气射流泵外部水力性能,为液气射流泵的优化设计与运行提供参考.     

荷电气—液两相同轴圆射流的LDV研究

静电喷雾技术在许多领域得到广泛应用,但对荷电气两相流的理论研究尚不深入。笔者通过采用二维激光多谱勒测速系统（ＬＤＶ）对荷电气－液两相同轴圆射流进行了实验研究,就电场作用下液滴直径的分布、荷电气液两相流的速度分布进行了分析,并给出了相间运动规律,为荷电两相湍流的深入研究提供了一定的试验依据。     

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。     

烟气脱硫吸收塔考虑固液耦合的动力特性分析

烟气脱硫吸收塔结构形式复杂,掌握其动力特性是进行该类结构设计的重要基础.根据有限元理论,对带有高塔的烟气脱硫吸收塔,从如何考虑浆液影响的角度建立不同的有限元模型,对其进行动力特性分析,且考虑了内部浆液对吸收塔结构固有频率的影响.分析结果表明,浆液的存在对吸收塔高阶频率影响较大,对低阶频率,尤其是基频影响很小,偏差在1%以内,当要了解吸收塔的低阶频率时,为简化计算,可以不考虑浆液的影响.     

平面分层介质静电探测技术研究

把平面介质和点电荷目标作为一个整体系统,利用镜像法研究了平面分层介质对点电荷目标静电场的影响,推算出像电荷在系统中的位置表达式,并根据两种介质中像电荷的电量公式推算出三层介质中像电荷的电量计算表达式.建立了平面介质被动式静电探测系统的物理模型,给出探测电极所在空间电场强度的计算公式.采用"旋转电极"的方法和静电感应原理进行目标探测,确定被动式静电探测器的探测方程,并使用静电计和仿真模型进行了试验,证明了该静电探测技术的可行性.     

喷射鼓泡反应器湿法烟气脱硫模型

以中试喷射鼓泡反应器（JBR）为基础,该文建立了一种基于全混流的JBR湿法烟气脱硫数学模型,包括SO2在石灰浆液中的吸收模型和JBR反应器模型。根据模型方程可求得在JBR任一位置处各组分浓度及pH值与烟气中初始SO2浓度的关系值,并可计算SO2在石灰浆液中的吸收速率、气液相传质系数及气液有效比表面积。模型在中试JBR系统中得到的实验验证,实验结果与模型预测的情况具有较好的一致性。     

湿法烟气脱硫的理论和实验研究(I)——湿壁塔脱硫反应系统及操作特性

根据落膜塔原理 ,一个中试湿法烟气脱硫 (WFGD)系统被建立用来模拟工业气液并流填料塔的 SO2 吸收过程。该系统由 10 0 k W的天然气燃烧器、直径3.2 6 cm高 5 m的湿壁塔和 110 L的持液槽等组成。该系统能等温操作 ,主要操作参数如进塔 SO2 浓度、浆液 p H值和 L/G比等能被控制在设定值。该系统能用于石灰石 /石灰的 WFGD研究 ,同时为湿壁塔 WFGD模型研究提供了原型和模型验证的实验手段     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。     

空腔水电极电晕放电雾化特性的研究

为了研究气-液两相流的空间放电特性规律,实验首次采用空腔水电极雾化装置,通过测量不同雾化电极的电压-电流特性,不同质量分数溶液雾化时的消耗量等物理参量,分析了空腔水电极电晕放电的特性.实验表明,空腔电极在干式电晕放电时,曲率半径越小,放电电流越大,且随着电压升高,电流差值呈上升趋势;在雾化电晕放电时,电极形状、溶液质量分数对放电电流影响不明显,对溶液消耗量影响较为显著;不同电压作用下的雾化形式不同,雾滴在电场中的动力学过程也不同.     

基于响应曲面法研究喷淋塔的脱硫效率

建立了石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔实验台,利用响应曲面法(RSM)对喷淋塔的脱硫效率进行了实验研究,得到喷淋塔脱硫效率的预测模型.计算结果表明,通过该预测模型可以很好地描述脱硫效率与浆液pH值、液气比(质量比)、烟气温度和烟气速度等重要操作参数之间的关系,R-Sq值达到0.964.因素分析表明,液气比对脱硫效率的影响最大,同时液气比和浆液pH值以及液气比和烟气速度的交互作用均对脱硫效率有重要的影响.利用得到的改进预测模型可以计算喷淋塔的脱硫效率.     

粉体材料静电能量的聚集与释放

分析了粉体材料静电荷的产生与衰减过程,讨论了粉体材料静电能量的聚集与释放,当带静电荷的粉体材料和附近某一物体之间所形成的电场强度超过介质的击穿强度时,便会产生静电能量的释放.     

非开放式电润湿系统的电流体动力学仿真

本文聚焦以电润湿显示像素单元为代表的复杂非开放式油/水电润湿系统,通过理论建模与实验结合的方法对该两相微流体系的电流体动力学特性进行了研究。本文基于COMSOL仿真环境,提供的两相流相场与静电场,建立了包括油水动力粘度、界面张力、润湿性等重要参数的二维动力学仿真模型,并研究了该微流体系的光电响应特性。对比结果表明,通过层流两相流相场与静电场耦合方法成功模拟电润湿显示像素单元内的电流体动力学特性。导电液体的动力粘度值与油膜的光学响应时间正相关,但对像素最终的开口率大小影响较小;油/水界面张力值与油膜破裂时间正相关,且主导油/水界面的运动速度。该模型对深入理解和预测非开放式电润湿系统的动力学性能,加速相关的研发进程有重要意义。