镀锌层无铬黑色钝化膜成分及其耐蚀性能

为解决铬酸盐对环境的污染以及人体的伤害,本文采用新研发的硅酸盐黑色钝化工艺代替铬盐黑色钝化工艺,在镀锌层表面形成一层乌黑油亮的钝化膜.通过中性盐雾试验和电化学实验测试表明该钝化膜可以大大的提高镀层的耐蚀性能;通过SEM和金相观测到钝化后镀层的表面质量得到很大的提高;通过X光电子能谱(XPS)分析表明钝化膜由Zn、O、N、S、P以及Si元素组成,其中硅元素以胶态的SiO2和Zn5Si3O7(OH)2(PO4)2·4H2O的形式存在,并据XPS对黑色钝化膜的形成作出简要分析.     

液-液旋流反应器内混合特性CFD-PBM数值模拟

基于离子液体烷基化工艺特点,提出一种液-液旋流反应器,利用旋流反应器的特殊结构实现反应及产物初级分离过程的一体化,提高产量的同时可降低副反应的发生.利用CFD-PBM耦合模型,对无反应条件下旋流反应器反应腔内分散相液滴尺寸分布及两相相接触界面面积进行研究,研究了操作参数(入口总流量、进料比、溢流比)对反应腔内分散相液滴...     

液体泄漏破碎行为数值模拟

液体泄漏破碎行为研究对核反应堆安全分析具有重要意义,泄漏破碎形成的粒径尺寸分布是影响燃烧速率的重要因素.利用计算流体力学程序FLUENT对液体泄漏破碎进行三维模拟计算,与相关实验结果对比表明:液体流动轨迹、液滴索特尔平均直径(sauter mean diameter,SMD)与实验吻合较好,验证了流体体积法-离散颗粒法(volume of fluid-discrete particle model,VOF-DPM)模型模拟液体泄漏破碎行为的适用性.在此基础上分析了不同工质及不同流速对液体破碎行为的影响.研究表明,在液体喷射速度和管道破口直径相同的情况下,工质表面张力越大,破碎形成液滴尺寸越小;随着液体喷射流速增大,所得粒径平均直径减小;液体破碎粒径沿径向方向分布较为对称,液滴在喷射中心区域粒径较小轴向方向靠近破口处粒径较大.     

医用压缩雾化器结构优化与雾化效果数值模拟

医用压缩雾化器结构对呼吸系统疾病的雾化吸入治疗起决定作用。通过流体体积法-离散颗粒法( volume of fluid-discrete particle model,VOF-DPM)的方法,研究了医用压缩雾化器喷嘴结构、气体流速和液体通道宽度等对雾化效果的影响。结果表明,压缩雾化后液滴的动能和5以下的液滴粒径占比与气体流速成正比;随着液体通道宽度的增加,雾化后液滴的动能会增加,但是5以下的液滴粒径占比会相对减小;使用锥型破碎挡板结构,不仅能提升雾化后液滴的动能,而且能够使5以下的液滴粒径占比相比原来提升5%-7%左右。这些分析结果对后续医用压缩雾化器的性能表征和结构优化设计具有指导意义。     

气液旋流器内液滴破碎和碰撞的数值模拟

气液旋流分离器内是一个复杂的强旋湍流场,流场内的液滴受气动力、剪切力和湍流脉动的作用,发生剧烈的相互碰撞、聚合、破碎并撞击筒壁.对旋流器内液滴间的碰撞、聚合、液滴的破碎和碰壁的机制进行分析,在前人研究的基础上,结合旋流器的实际情况,提出适用于气液旋流器强旋气相湍流场内液滴问碰撞、液滴破碎和碰壁过程的计算模型,对新的数学模型进行数值模拟计算.结果表明,本模型能较为准确地预测强旋气相湍流场内液滴间碰撞、液滴破碎和碰壁过程,完善了气液旋流器的分离机制模型,为改善其分离性能及其工程设计提供了理论基础.     

数值模拟喷射夹角对VIGA制粉雾化过程的影响

通过计算流体力学软件数值模拟和实验相结合的方法，以高温合金雾化过程中气、液、固三相的交互作用机制为研究对象，采用欧拉-拉格朗日法的VOF(volume of fluid)多相流模型和DPM(discrete phase model) 离散相方法，研究了喷射夹角对熔体主雾化和二次雾化过程TAB(Taylor analogy breakup)破碎过程和粒度分布的影响，并与同步实验结果进行了对比.研究结果表明，随着喷射夹角的增大，回流区面积逐渐减小.金属熔体的初次破碎形态呈“倒喷泉状→伞状”，初次液滴的尺寸为0.3~0.9mm.初次破碎液滴的气体韦伯数(We)为10~90，随喷射夹角的增大，粉末的平均粒径逐渐降低，喷射夹角为36°时，实验制备的粉末粒径与数值模拟得到的粉末粒径基本一致，表明了数值模拟合金雾化破碎过程的合理性.     

可调节双介质外混式喷嘴雾化特性的数值模拟

以采用蒸汽工质的某双介质喷嘴为研究对象,通过构建离散相模型,开展不同工况下的喷嘴雾化数值模拟计算,研究不同蒸汽入口压力与不同针阀开度对喷嘴雾化特性的影响。结果表明：雾化液滴的空间分布受喷嘴非对称进气结构的影响,在滚筒腔体内呈现非对称分布;雾化液滴粒径随空间位置变化显著,在雾化范围外部的液滴粒径最大,在雾化空间内部液滴粒径较小,约为1μm;随着蒸汽入口压力的增大,雾化液滴平均粒径减小;随着气液相对速度的增大,液滴最大粒径与平均粒径均减小,雾化效果显著改善。     

快速成型过程中聚合物液滴喷射的无网格模拟及实验研究

设计了一种电-液混合驱动的机械撞针式液滴喷射成型系统,研究了该成型系统的各个组成部分及其作用,利用无网格模拟技术模拟了机械撞针式液滴喷射的全过程,通过实验研究了操作工艺参数对液滴喷射的影响规律。实验选用直径为0.25 mm的钨钢喷嘴,实现了高温下黏度为12 Pa·s高黏度聚丙烯(PP)中的喷射成型。     

气液喷射器中不同粒径分布函数下液滴轨迹数值模拟

采用数值模拟的方法研究气液喷射器内液滴的运动轨迹,液相流场采用离散相模型。研究粒径和液滴速度对液滴运动轨迹的影响,探索了单一液滴和不同Rosin—Rammler分布函数下液滴的运动轨迹。结果表明,气相旋转气流并没有对液滴的轨迹造成太大的影响,液滴仍是以接近直线的形式向前运动;离散相液滴最终的速度主要取决于气相速度,与液滴粒径大小、粒径分布和初速度无关;液滴的运动轨迹随着Rosin—Rammler分布中均匀性系数的增加,液滴速度的增大和平均粒径的减小而发生改变,造成离散相液滴喷出趋向于集中和液滴相对远离壁面。     

组合式吸液芯内液态金属钠流动特性的数值模拟

为进一步了解高温热管工作时工质钠的流动和分布情况,用有限容积法和D a r c y理论数值模拟二级学院组合式吸液芯内液态金属钠的流动特性,根据模拟结果对液态金属钠流经组合式吸液芯的压力降、分布均匀程度、湍流动能和湍流耗散率进行分析。研究结果表明,随着液态金属钠的进口流速增大和组合式吸液芯中金属纤维毡厚度增大,液态金属钠在组合式吸液芯内的速度分布越不均匀;随着组合式吸液芯中金属纤维毡厚度减小,液态金属钠在其中的湍流动能和湍流耗散率越大;液态金属钠通过组合式吸液芯的压降随着进口流速的增大而增大,且进口流速相同时,液态金属钠经过金属纤维毡厚度越大的组合式吸液芯的压降越大。压降的数值模拟值与实验值的最大相对误差约为6.8%,说明本文数值模型的正确性。     

压力式细雾喷嘴雾化特性的研究

对液体的雾化机理及喷嘴的雾化特性进行了理论分析,用因次分析的方法建立了细密雾化喷嘴的准则关系式,用最小二乘法回归了TF型喷嘴平均直径的准则关系式.     

柴油、甲醇水、三相乳化液雾化特性的数值模拟

采用Fluent数值计算方法模拟柴油、甲醇、水三相乳化液基于压力雾化喷嘴的喷雾特性,得到其喷雾的粒子轨迹与粒子速度矢量图.研究喷嘴启喷压力、喷嘴直径及环境压力等参数对柴油、甲醇、水三相乳化液喷雾特性的影响,为柴油、甲醇、水三相乳化液的应用提供了一定的指导意义.     

基于Fluent的船舶辅锅炉喷油器喷雾数值仿真

为提高船舶辅锅炉热效率,减少燃油消耗率,保护燃烧室组件,预防机械故障,利用CFD商业软件Fluent6.2作为仿真求解器,用欧拉-拉格朗日模型对船舶辅锅炉喷油器的喷射雾化进行数值模拟,得到了油滴轨迹及雾滴空间散布情况等雾化特性数据,为船舶燃油锅炉雾化器设计、故障诊断与选用提供参考.     

喷雾激冷室喷嘴特性及喷嘴选型

设计了3种不同结构的用于喷雾激冷的压力雾化喷嘴,并对其进行优选研究.研究了不同压差对喷嘴流量、雾滴粒径和雾化角的影响,得到3种喷嘴的粒径变化规律.研究结果表明:当压差增大到0.28MPa时,雾滴粒径、雾化角等参数的变化渐趋平缓;当压差较低时,雾滴粒径随喷射距离的增加先减小,后增大;当压差较高时,雾滴粒径随喷射距离的增大...     

初始液滴尺寸分布对超高压喷雾大涡模拟的影响

分别在100、200 MPa常规喷油压力和300 MPa超高压喷油压力条件下,研究了不同初始液滴尺寸分布对柴油喷雾结构的预测性能.基于OpenFOAM开源平台比较了欧拉-拉格朗日喷雾仿真中常用于计算初始液滴尺寸分布的两种方法——Blob和Rosin-Rammler.结果表明:在300 MPa超高喷油压力下,Blob方法...     

内燃机车喷雾冷却的模拟研究

针对机车在夏季通过长隧道时,冷却系统散热能力降低,易造成机车因冷却水温过高达到设定温度而卸载的问题,在不改变原有冷却系统的基础上,增加喷淋雾化冷却装置.采用CFD软件进行仿真计算,模拟喷淋雾化前后的温度场,并对温度场进行对比.模拟结果表明,增加喷淋雾化装置后冷却系统散热能力得到提高.     

喷雾干燥制备陶瓷微球过程的数值模拟

在分析传质和传热方程的基础上,确定了喷雾干燥制备陶瓷微球过程的数学模型及边界条件,用Fluent软件模拟喷雾造粒的颗粒大小和运动轨迹.通过对比计算结果与实验结果,确定了适合制备陶瓷微球的喷雾塔操作参数:当空气入口温度为573Κ,废气出口温度为388K,废气出口压力为-350 Pa时,喷雾头最佳旋转速度为12000 r/min.     

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.     

等离子熔射快速制模中皮膜形成过程的模拟

等离子熔射性速制模法可以由快速原型或天然素材原型快速复制硬质合金模具，而控制等离子熔射成形工艺，保证熔射皮膜的质量是该技术的关键，建立了包括等离子发生过程，粒子在射流中飞行及加热，熔射层的生长及孔隙形成三阶段的熔射皮膜生长过程的数学模型，进行了数值模拟计算，并通过实验验证了有关数学模型与模拟计算方法的正确性，熔射皮膜形成过程模拟软件的开发将为等离子熔射快速制模工艺的合理设计提供科学工具。