气体燃烧辐射加热炉的换热效率与CFD数值模拟

采用自行设计的燃烧加热炉模型装置,研究液化石油气直喷燃烧中换热管空间位置、热负荷(燃气流量)及换热介质流量等因素对换热效率的影响规律,并对炉内温度场进行了CFD数值模拟计算.结果表明:在理想的热负荷条件下(0.88 kg/h),距离燃烧中心愈近,辐射换热效率愈大;随着换热介质流量的增加(40 L/h),换热效率有下降的趋势;CFD数值预测的温度分布规律与实测吻合较好,火焰形状是影响辐射换热的重要因素.     

Ni基WC涂层组成及分布对耐磨性能的影响

通过熔覆工艺在不锈钢基体表面制备Ni基WC耐磨涂层.使用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)对涂层中的金属陶瓷相进行成分与分布的表征,并考察相分布对涂层硬度和耐磨性能的影响.通过球盘摩擦实验对耐磨性能进行评价.结果表明:涂层中主要为γ-Ni及其他碳化物(Cr23 C6)、硼化物(Ni3B)及WC颗粒,弥散在合金中的WC颗粒通过溶解-再析出产生生长和沉积的现象 ;涂层有约190 μm厚的扩散结合区域,涂层显微硬度在结合区域附近随层深的降低而迅速减小 ;耐磨性能由涂层表面往下逐渐增强,WC含量、颗粒的分布及粒度对耐磨性能有较大影响,40％ WC涂层耐磨性能最佳.     

改进石灰卤水法制备Mg（OH）2

采用制盐后的卤水为原料、NH3·H2O和石灰乳作为混合沉淀剂,以卤水为底液,在一定的工艺条件下制备Mg(OH)2.考察反应温度、陈化时间、卤水的浓度和石灰乳溶液的滴加速率对Mg(OH)2性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段对Mg(OH)2晶体结构进行表征.试验结果表明,在反应温度60 ℃、陈化时间1.5 h、卤水浓度0.8 mol/L、石灰乳溶液的滴加速率7 mL/min时,得到了过滤时间短、钙镁质量比(简称钙镁比值)低和六方片状的Mg(OH)2产品.     

醋酸乙烯酯溶液聚合转化率和体系黏度的研究

采用正交实验方法研究了醋酸乙烯酯溶液聚合中甲醇质量分数、聚合时间对单体转化率及65℃时的体系黏度的影响,通过测量30～60℃的体系黏度后回归Andrade方程外推得到65℃时的体系黏度.通过正交实验结果分析回归得到了转化率方程和黏度方程.结果表明,黏度的对数值和转化率分别与聚合反应时间、甲醇质量分数成线性关系,并通过单因素实验验证了转化率方程和黏度方程在实验室条件下的可靠性.     

侧入式搅拌槽中桨叶参数对流场及功率影响的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)技术对不同桨叶参数的侧入式搅拌槽内流场进行了数值模拟。模拟结果表明：搅拌槽内流场产生分层现象,下层流场为内部围绕搅拌槽中心的环形上升流和外部沿搅拌槽壁面的低速下降流组成的高速循环流,上层流场为与下层流场方向相反的低速循环流;在相同搅拌功率输入下,增大桨叶直径能够增加搅拌槽底部流体的动能,但会抑制搅拌槽上部流体的动能;叶片倾角为45°时桨叶的轴流性能最好,叶片个数为4时桨叶的搅拌效率最高。     

搅拌器内湍流场的CFD模拟研究

采用CFD技术研究了DT和PTU型桨叶搅拌器内的湍流场，结果表明：对于PTU和DT桨叶，理论预测速度场分布规律与LDA测试结果吻合较好，理论预测漩涡的空间位置坐标与实测值完全一致预测速度值与实测值在桨叶叶尖附近相对误差比较大，在离旋转中心轴线2R／3处竖直线上，对于DT桨叶搅拌器，CFD预测的速度值和LDA测试值吻合比较好，最大相对误差在11％左右而对于PTU桨叶，在同样的空间位置上，CFD预测值与测试结果的变化趋势相吻合，速度峰值附近的误差较大，相对误差高达30%左右。     

ZnO微粉在水体系中的分散性能

以质量分数为10%的ZnO水悬浮液为研究对象,采用机械搅拌与分散剂分散相结合的方法,以重力沉降法为表征手段,研究不同工艺参数对ZnO微粉分散效果的影响,并初步探讨了作用机理.实验结果表明:当分散时间为1h,分散速度3000r/min,pH为11时均能得到较好的分散效果.对比3种不同类型的分散剂发现,加入质量分数为0.1%的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)时,悬浮液的稳定性最佳.通过激光粒度仪分析得出,较未分散的ZnO微粉,颗粒的平均粒径从16.191μm降低到0.311μm,颗粒尺寸较小,团聚现象得到明显的改善.     

耐热钢高温抗冲蚀磨损性能试验

通过自行设计的气流喷砂式高温冲蚀磨损试验机对304和310s耐热钢进行了高温冲蚀磨损试验。对比了2种材料的抗冲蚀性能及其磨损机制。比较分析了温度、冲蚀角度和试样表面氧化膜等因素对冲蚀磨损率的影响规律。结果表明:310s钢的耐冲蚀磨损性能优于304钢,试样表面氧化膜在400℃时抑制了磨粒对试样表面的冲蚀,磨粒对试样表面的微切削是2种材料冲蚀磨损质量损失的主要机制。     

柠檬酸发酵罐内气泡流的数值模拟分析

运用气泡多相流MUSIG(multiple-size-group)数学模型,以100 m3的传统柠檬酸发酵罐内的搅拌、气泡运动过程为研究对象,针对直径为20、5、0.5 mm的3种典型气泡尺寸组,采用CFD技术数值模拟出罐内的湍流速度场、气泡体积组分空间分布场.探讨了不同的通气量对气泡体积分布的影响规律性,分析了发酵罐内溶氧浓度低的主要原因,为认识与改善发酵罐内的溶氧率提供了理论依据.     

内混式两相流喷嘴的雾化特性

利用水和石蜡为介质分别研究内混式两相流喷嘴的流量和雾化特性.两相流喷嘴用水为液相工质研究内混式两相流雾化喷嘴的流量特性,得到内混式两相流喷嘴内气液两相压力、流量的相互影响关系.并利用石蜡和燃料油在温度180℃下性质的相近性,用溶蜡法研究雾化效果的影响因素,通过改变气压、气液质量比研究雾化效果和喷雾场粒径分布的影响规律,为喷嘴的设计和应用提供重要的指导意义.通过研究发现当气液质量比超过0.12时,其对雾化效果的影响趋于稳定,当气相压力达到0.35 MPa后,雾化粒径基本稳定在75～80μm.