AIP系统吸收器传质系数实验关联模型研究

通过对不依赖空气动力装置（AIP）排出CO2气体旋转床水吸收体积传质系数（Kla）的理论分析及实验研究，得到了波纹碟片填料旋转床吸收器Kla的半径验关联模型，该模型计算值与实验值相对误差小于20％，可用于实际AIP系统旋转床CO2吸收器的设计计算。实验结果表明，Kla值与旋转床的转速和气、液流量等操作条件有关，当转速从0r/min升高到1000r/min时，Kla值从0.02s^-1增大到0.30s^-1以上。     

AIP吸收器传质特性中试装置及KLa测试方法研究

基于不依赖空气动力装置（AIP）排出CO2气体旋转床吸收器传质特性研究要求，选择S-195型柴油机为AIP排出气体发生器，优化设计了气、水流程，建立了波纹碟片填料旋转床吸收器的传质特性中间试验装置（简称中试装置），该装置具有多参数调节和测试功能。针对在较高气体压力下，AIP排出气体旋转床传质试验无法直接测算其体积传质系数（Kla），提出了一种间接测算Kla实验值的方法。实验结果表明，用间接测算方法求取的Kla实验值与直接测算值相对误差小于10％。     

射流表面减阻测试系统建模及减阻特性实验

为了研究射流表面的减阻特性,提出了同轴旋转测试方法,建立了同轴旋转测试与平面测试下模型壁面所受摩擦阻力间关系的数学模型,构建了射流表面减阻测试系统.对射流表面回转体模型进行实验,研究射流孔径、射流角度、旋转速度与射流速度耦合情况下射流表面的减阻特性,并将实验结果与数值模拟结果进行对比分析.实验结果表明:射流表面在一定条件下具有较好的减阻效果;各因素对实验指标的影响按大小次序依次为射流孔径(A)、射流角度(B)、射流速度(D),最佳方案为A2B2D3,减阻率为8.565%.通过模型实验值与数值计算值比较分析,验证了实验结果的可信性及所建模型的准确性.     

双螺杆多相混输泵输送特性的实验研究

为了研究进出口压差、进口合气率对双螺杆多相混输泵输出流量和消耗功率的影响,设计并搭建了双螺杆多相混输泵的测试实验台,在不同进出口压差及不同进口含气率工况下,对双螺杆多相混输泵的输送特性进行了实验测试.通过对实验数据的理论分析,得到了双螺杆多相混输泵输出流量及消耗功率与进出口压差、进口合气率的关系,结果表明:在纯液工况下,进出口压差从0.4 MPa增加到1.0 MPa时,双螺杆多相混输泵输出流量降低了3.7％,消耗功率增加了45.3％；在混输工况下,进口含气率从20％增加到90％,进出口压差分别为0.4 MPa和1.0MPa时,双螺杆混输泵的输出流量分别减少了18.7％和25.7％,消耗功率分别减小了2.5％和9.3％.理论计算输出流量及理论计算消耗功率与实验测试值在含气率低于80％时吻合较好.     

连接子结构法及其在沸腾冷却床动力分析中的应用

采用连接子结构法计算120T/H沸腾冷却床结构的动力学特性,将整结构分成3个子结构,中间连接件部分取作连接子结构,利用位移及力的双协调条件,综合得到了整体结构动力学方程,求得了其前5阶固有频率及振型,并与ANSYS程序的计算结果进行了比较,二者吻合良好.为了验证计算模型及计算方法的合理性及可靠性,设计了冷却床实验模型,并对实验模型进行了理论计算,通过对比实验结果及理论计算结果,证实理论计算模型及方法合理可靠.与ANSYS方法相比,所提出的连接子结构法大大降低了系统自由度,提高了计算效率.通过对沸腾冷却床的振型分析,找出了设计中存在的缺陷,从而可为产品改进设计提供理论依据.     

垂直管吸收器动态特性的研究

建立了垂直管吸收器的分布参数动态模型 ,运用该模型计算分析了吸收器的启动特性 ,得出了各参数沿管长的分布规律及吸收器出口宏观参数的变化规律 ,并进行了实验验证 .结果表明 ,吸收器垂直管的顶部在 2 0 %的长度内不存在吸收过程 ,溶液仅进行冷却降温 ;垂直管吸收器的冷却负荷约占机组总冷却负荷的 70 % ,表明垂直管吸收器的吸收效果很好 ,优于水平管 ;在机组的启动阶段 ,吸收器出口溶液的浓度存在一个先升后降的过程     

“华龙一号”安全壳热工水力现象综合性能实验数值计算研究

为了更好地研究事故条件下非能动安全壳热量导出系统作用下安全壳内的热工水力行为，中国核电工程有限公司搭建安全壳综合性能实验装置（PlAtform for iNteGral TH behaviour of containment, PANGU）并开展了3种事故序列大破口事故（堆芯未熔）、大破口事故（堆芯熔化）和全厂断电事故下的实验研究。采用GOTHIC程序建立安全壳综合性能实验装置数值计算模型，并针对已开展的3个实验进行数值计算研究，得出结论如下：对于3个事故序列，程序计算的穹顶区域水蒸气浓度与实验值趋势上保持一致，特别是长期阶段水蒸气浓度实验值与计算值符合良好；计算模型所计算的安全壳内温度压力无论是峰值还是长期值均与实验值保持在较小的误差范围内；简化后的PCS模型计算的PCS功率略低于实验测量的PCS功率，72 h内计算的PCS总排热量与实验测量值相当。本文研究结果可为“华龙一号”PCS系统计算分析提供理论支持。     

超重力旋转床中气液两相流动与传质过程的数值模拟

文中采用基于颗粒轨道模型的欧拉-拉格朗日法对超重力旋转床中的气液两相流动与传质进行了数值模拟研究。在合理简化丝网填料结构和考虑液滴凝并与分散的基础上,分别利用SIMPLE算法和颗粒轨道模型计算了超重力旋转床中的气流场和液滴的运动轨迹,进而计算了液相的传质系数。数值模拟所得的液相传质系数与氮气解吸水中溶解氧实验结果符合良好,表明模型能够用于模拟旋转床中流体力学和分散相内的传质过程。计算分析表明,对超重力旋转床,在一定的转速下,液体和气体流量以及填料内径的变化对体积传质系数有重要影响。     

旋转填充床技术用于烟气脱硫试验研究

以水、氢氧化钙和氢氧化镁悬浮液为吸收剂,在旋转填充床内进行了烟气脱硫实验.着重研究了吸收液流量、吸收剂浓度、进气SO2浓度和旋转床转速对传质速率的影响,分析了各因素对SO2传质速率产生影响的原因.结果表明,在确定的实验条件下,碱性悬浮液吸收SO2的传质速率是纯水的3～4倍,增大吸收液流量和旋转床转速可使SO2的传质速率得到极大的提高.     

工业机器人功率等效模型与参数辨识

针对工业机器人能耗复杂,动态性强,实时功率难以预测的问题,在对机器人系统中永磁同步电机、伺服驱动器等功能部件能耗分析的基础上,提出了工业机器人功率等效模型.该模型通过高阶多项式建立起机器人损耗功率与电机扭矩、电机角速度的映射关系,其系数通过最小二乘法求解,可以在机器人电机参数未知的条件下进行功率预测.结果表明,基于功率模型的理论计算值和实验测量值的均方根相对误差为8.11％,证明了功率模型和辨识参数的正确性.     

多级雾化超重力旋转床能耗的建模及实验

通过理论分析建立了多级雾化超重力旋转床能耗的数学模型，利用传热强化与过程节能教育部重点实验室开发的多级雾化超重力旋转床设备，采用电度表测量功耗的方法验证了该模型，从实验数据中归纳出了总能耗的计算式。实验结果表明：多级雾化超重力旋转床的能耗受气流量的影响很小，而受液流量、旋转床转速、转子转动方式及转子结构的影响较大；减少转子转动摩擦阻力并选用优良的转动方式可以显著降低总能耗。实验结果证明了多级雾化超重力旋转床能以较少能耗来获取过程传递的极大强化。     

多级雾化超重力旋转床中气液传质实验研究

利用传热强化与过程节能教育部重点实验室开发的多级雾化超重力旋转床，采用化学吸收的方法测定了其在不同操作条件下的体积传质系数，并根据双膜理论建立了旋转床中气液两相之间的传质模型．实验结果表明，多级雾化超重力旋转床气液两相间的体积传质系数随气液流量的增加而增大．文中还从实验数据中归纳出了液滴内的传质系数方程，指出丝网层的雾化使液滴在离心力的作用下高速旋转进入雾化区，由于液滴内循环非常剧烈，从而使多级雾化旋转床的液滴内传质系数较高．     

用聚并分散模型研究旋转填充床中微观混合过程

采用Ｃｕｒｌ的聚并分散模型来描述旋转填充床内微观混合的情况,模拟转速和流量对一个偶氮化合反应体系产物分布的影响。模拟结果与实验结果的在旋转填充床中液体宏观分布并非完全均匀,在考虑到这点后,二者吻合良好。模拟及结果表明,提高转束及增加流量能促进微观混合。     

气-液分布导流片对超重力旋转床吸收性能的研究

以CO2-NaOH体系为研究对象,研究了超重力旋转床内构件中气-液分布导流片对吸收性能的影响。重点考察了3种不同气-液分布导流片对超重力旋转床中NaOH对CO2吸收过程的流动特性、传质性能的研究。实验结果表明,不同的气-液分布导流片对流体在超重力旋转床中的流动性能产生一定的影响,当采用顺时针偏转的液体分布导流片、径向无偏转的气体分布导流片时,气液两相为顺流接触,可增长液体吸收剂与气体接触时间,获得较好的传质效果。以CO2-NaOH体系为研究对象,传质系数为不添加气-液分布导流片的2.83倍,CO2的脱除率可从43.34%提高到80.00%。     

逆流和并流操作时旋转床气相压降的对比

对逆流和并流旋转床的气相压降进行了实验研究。结果表明:在并流和逆流操作条件下,旋转床的湿床压降小于干床压降;且随液量增大而略有减小,随气量增大而增大;当转速增大时,并流操作的压降减小,逆流操作的压降增大;拟合结果与实验结果吻合很好。     

A mathematical model capable of describing the liquid flow mainly in a blast furnace

The molten liquid flow inside a packed bed is a familiar momentum transportation phenomenon in a blast furnace. With regard to the reported mathematical models describing the liquid flow within a packed bed, there are some obstacles for their application in engineering design, or some limitations in the model itself. To overcome these problems, the forces from the packed bed to the liquid flow were divided into appropriate body and surface forces on the basis of three assumptions. Consequently, a new mathematical model was built to present the liquid flow inside the coke bed in a blast furnace. The mathematical model can predict the distribution of liquid flowrate and the liquid flowing range inside the packed bed at any time. The predicted results of this model accord well with the experimental data. The model will be applied considerably better in the simulation on the ironmaking process compared with the existent models.     

新型多级逆流式超重力旋转床精馏性能研究

针对基于传统旋转填料床(RPB)和折流旋转床(RZB)开发的一种新型多级逆流式超重力旋转床(MSCC-RPB),在常压下通过以乙醇-水为研究体系的连续精馏实验对MSCC-RPB的精馏性能进行了研究。分别考察了旋转床转速(N)、进料浓度(xF)、进料热状况(q)、回流比(R)对MSCC-RPB的理论塔板数(NT)的影响规律。结果表明:MSCC-RPB的NT随N的增加先增大后减小,随xF的增加变化不大,随q的增加而增大,随R的增加而增大;在实验考察范围内,最佳操作转速为800r/min,MSCC-RPB理论塔板高度在19.5～31.4mm之间;与传统两台RPB连续精馏的理论塔板高度相当,与RZB相比传质效率提高近一倍且最佳转速更低。     

纳米粉体材料生产新技术

介绍以旋转填料床为强制混合反应器进行化学液相沉淀反应，生产碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、拟薄水铝石、碳酸缌等纳米粉体材料的工艺及实验结果，考察旋转填料床转速、溶液的过饱和程度、分散剂等因素对平均粒径的影响，提出还需要解决的问题，提出用错流型旋转床解决逆流型旋转床气相压降过大的难题。     

旋转床填料内径向温度分布研究——实验装置及流程

旋转床是一种高效的强化传递过程设备，在化工、材料、冶金、能源、环保等领域有着广泛的应用前景。文中介绍了自制的无线数据采集系统，以及通过此系统进行旋转床填料内温度分布实验的实验条件及流程。