气扫式膜蒸馏用于脱除水中氨的分离性能

针对气扫式膜蒸馏脱除水中氨的过程，以传质基本理论为依据，导出了考虑水中氨解离的总传质系数表达式，并建立了利用实验结果计算总传质系数和选择性系数的方程。在气扫式膜蒸馏实验中测定了各种操作条件下氨浓度和跨膜通量随时间的变化关系，并利用导出的方程、由实验结果得出了相应的总传质系数和选择性系数。研究结果表明，升高料液温度能够提高氨的总传质系数，但却使选择性系数下降；料液的流速对氨的总传质系数和选择性系数均无重要影响，但提高吹扫气速能使两者都明显上升；总传质系数和选择性系数随料液浓度的升高而略有下降；提高料液的初始pH值能同时明显地增大总传质系数和选择性系数。     

热泵热水装置的性能分析

针对食品、生物等领域中低温热水的应用特点,给出了一种适于工业热水制取的热泵热水装置,分析了热水温度、热水供应方式、时间运行模式、热泵驱动能源等对其性能的影响.研究表明,热水温度在50～90℃之间变化时,热泵热水装置的能源效率COP相应在4.5～2.4之间变化;燃气热泵热水装置与电驱动热泵热水装置相比,其热水制取费用及环境负荷均可降低一倍以上;当热泵热水装置需采用电能驱动时,宜尽量在谷值电价时段运行,且热水供应中由热泵直接制取所需温度的热水.     

气液两相流对直接接触膜蒸馏传质强化和阻垢性能研究

系统研究了气液两相流对板框式膜组件内直接接触膜蒸馏过程的传质强化特性和阻垢性能,结合对流道内气泡尺寸和流动特性的观察和定量分析,讨论了不同进料温度、进料浓度、进气流量和进料流量条件下鼓泡对膜蒸馏的传质强化效果．研究结果表明：在相同鼓泡强度下,低进料温度和高进料浓度的系统由于温差极化和浓差极化更严重,鼓泡对传质的强化效果更显著;随着进气流量的增加,气泡尺寸增大,气泡的上升速度随气泡尺寸先增大后减小,对膜通量的提高比也先增加后减小．50～100 mm²的气泡具有最快的上升速度,对膜面边界层扰动最强,传质强化效果最好;大于100 mm²的气泡由于体积过大,受到来自隔网、壁面的阻力也会更大,导致气泡的上升速率减小,且过大的气泡尺寸使料液与膜壁接触面积减小,导致有效传质面积减小,强化效果减弱．随着进料流量提高,隔网对气泡的剪切作用增强,气泡变小,最佳进气流量增大．研究结果也表明鼓泡能提升高盐溶液浓缩过程的水通量,推迟晶体在膜面沉积发生的时间,显著减缓结垢层的增长速度．研究结果将为气液两相流对膜分离过程的传质强化研究提供重要参考．     

中空纤维膜组件结构对其膜蒸馏性能的影响

对一系列不同封装分率和不同膜面积的中空纤维膜组件进行了直接接触式膜蒸馏对比实验,并考察了操作方式对跨膜通量的影响。结果表明：提高封装分率可以明显降低沟流效应,使壳程流体分布趋于均匀,总体传质、传热效果得到改善,从而使跨膜通量提高,增幅可达40%以上; 在组件封装分率较低时,热流体走管程更有利于跨膜传质。在进料状况不变的条件下,随着膜面积的增加,组件单位膜面积的跨膜通量明显降低,而总产量则有所增加。     

气隙式膜蒸馏法分离浓缩透明质酸水溶液的研究

介绍了应用气隙式膜蒸馏分离技术对透明质酸热敏性水溶液的浓缩分离情况. 结果表明, 使用膜孔径为0.2μm的聚四氟乙烯微孔疏水膜可使原料液的浓度提高1.6倍以上, 透明质酸截留率为80%以上. 探讨了循环时间、平均温差、热侧温度等条件对分离效果的影响, 并讨论了膜蒸馏过程热效率的变化规律.     

带有蓄热装置的直膨式太阳能热泵系统性能分析

为解决直膨式太阳能热泵系统受太阳辐射渡动缺乏稳定性的问题,提出了一种带有相变蓄热装置的直膨式太阳能热泵热水系统.以青岛地区天气状况为例,对太阳能集热器出口制冷剂的温度变化进行了理论分析,验证了系统的可行性.通过对该系统进行经济性分析,发现其运行费用低,节能环保.     

重力对压缩机气液分离器回油影响分析及数值模拟

蒸汽压缩式热泵作为空间热控制系统对未来航天有着重大的意义,而蒸汽压缩式热泵的核心部件之一是压缩机。为了探究重力对压缩机气液分离器回油特性的影响,对常重力和微重力环境下回油进行分析并开展数值模拟。建立了气液分离器的数学模型,并利用Fluent软件对其内部的气-油混合物进行了数值模拟,探讨了重力对润滑油相分布的影响以及润滑油量和速度对在微重力下流场的影响。数值模拟的结果表明,当压缩机入口速度大于10m/s或重力加速度小于0.04m/s²时,制冷剂和润滑油的混合物可平稳回流。尽管微重力下气液分离器可以正常运行,但是会使大量润滑油进入压缩室,造成压缩恶化,严重影响压缩机的性能,后续会针对微重力下润滑油大量进入压缩室造成的压缩恶化对压缩机进行微重力适应性改造。     

直膨式太阳能热泵热水器不同工质的性能分析

为了研究直膨式太阳能热泵热水器,分别采用R22、R410A和R290作为工质的性能,建立了太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和膨胀阀的集中参数模型以及系统工质充注量模型,编制了直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.比较发现,理论模型计算值与文献实验结果吻合较好.在不同环境参数和运行参数的工况下,对采用3种热泵工质的系统性能系数、集热器的集热效率和系统制热功率进行对比分析.结果表明:R290系统的性能系数明显高于R22和R410A系统,R410A系统的集热效率和制热功率略高于R22和R290系统;环境参数对R290系统的影响程度大于R22和R410A系统;压缩机转速的变化对R410A系统影响显著,而水箱水温的变化对R290系统影响较明显;R290和R410A系统的最佳工质充注量分别约为R22系统的46%和95%.     

液气式高速棒料剪切机的原理及动态分析

根据液气式高速棒料剪切机的设计思想,论述了其工作原理和结构特点.通过分析液气式高速棒料剪切机的运动过程,将其分为加速、加压和缓冲三个阶段,通过位移函数得到运动过程中各阶段的力函数.利用动力学仿真软件ADAMS对液气式高速棒料剪切机进行动态分析与仿真.结果表明:加速阶段可以提供足够的动力保证活塞的启动,并使活塞在较短时间内速度达到6 m/s;加压阶段加压蓄能器提供的动力不足,应加大蓄能器的结构设计;缓冲阶段的活塞运行合理,实现了顺利缓冲.     

基于正交设计的旋流管式除雾器性能的数值分析

随着国家工业烟气排放要求日益严格,针对折流板除雾器对粒径小于20μm的微细雾滴去除效率低的问题,设计了一种新型旋流管式除雾器。采用欧拉-拉格朗日的方法,对旋流管式除雾器内烟气的流动进行数值模拟,使用刚性球形水滴代替雾滴,采用RNG k-ε模型和离散相模型（DPM）模型进行连续相和离散相的交替耦合计算;研究了不同流速下旋流管式除雾器性能的变化;并在基于正交设计的模拟实验下研究旋流管式除雾器结构参数对除雾性能的影响。对基础结构旋流管式除雾器的模拟结果表明：在3～7 m/s的流速下对直径大于20μm的雾滴去除效率在99%以上;对直径在10～20μm的雾滴去除效率在86.5%以上;对直径在2～10μm的雾滴去除效率在51.3%以上;压降61.4～321.3 Pa,对微细雾滴的去除效率有显著提升。通过分析正交模拟试验结果,得到扭转角度（a）的增大和单管直径（d）的减小有利于提高雾滴的去除效率;随着a的增大、d的增大、H的减小会加大烟气流过除雾器的压降;得出了参数范围内以2～10μm除雾效率为指标的最佳结构d=100 mm,H=2 000 mm,a=900°;以10～20μm除雾效率为指标的最佳结...     

液体射流直径对大液气质量比双通道气流式喷嘴雾化性能的影响

采用水-空气系统,研究了液体射流直径对双通道气流式喷嘴雾化性能的影响。结果表明:当液气质量比为0.82~5.48时,液体射流直径对雾滴直径有显著影响。在液气质量比一定的条件下,随液体射流直径的增加,雾滴直径呈先减小后增大的变化趋势。当液体射流速度为2~4 m/s时,雾滴直径最小。     

叶片式混输泵气液两相流及性能的数值分析

利用Fluent计算软件在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型计算螺旋轴流式叶片泵内高含气状态下的三维气液两相流场.通过对泵内绝对流速、叶轮相对流速、静态压力、气液两相分布及其相间滑移速度矢量的分析,探讨了气液两相介质在泵内的流动规律.结果显示离心力的作用使叶轮内液相主要在轮缘附近流动,而气相则聚集在轮毂附近;泵导叶内气液两相分离状况有较明显改善.通过与泵性能实验结果对比,验证了文中方法对气液两相叶片式混输泵计算分析的有效性.     

气吸式排种器充种室种面调节装置的设计

为了提高气吸式排种器的充种效果及排种质量,在分析气吸式排种器结构和基本工作原理的基础上,设计了充种室种面调节挡帘,并改进了充种室结构。试验证明,该结构设计合理,能够有效改善种室内种子群结构,提高充种效果。     

临近空间飞行器相变吸热式充排气装置的设计及其性能仿真

为解决临近空间飞行器的常规被动充排气孔存在的外部高温气体回流致使舱内仪器高温失效的问题,本文创新性地提出了一种用于临近空间飞行器被动充排气系统的相变吸热式充排气装置。该装置增设相变吸热填充区域,在有效平衡飞行器舱内外压差的同时,降低回流气体温度以保障飞行器安全。通过数值仿真对该相变吸热式充排气装置进行了性能分析和结构优化,并将优化后的充排气装置应用于某临近空间飞行器快速上升、机动飞行和快速下降的完整飞行过程中。仿真结果表明：优化后的相变吸热式充排气装置的相变材料填充质量减少了约45%,装置体积缩小了约10%;优化后的充排气装置能将飞行器内外压差维持在50 Pa以下,同时将回流气体温度降到340 K以下。该相变吸热式充排气装置具有良好的泄压与降温双重性能,在航空航天领域具有较好的应用前景。     

高风压无阀式潜孔冲击器的气缸结构优化及其性能分析

对高风压无阀式潜孔冲击器的气缸进行局部结构优化。通过对冲击器结构与工作原理的分析,建立起其冲击系统的模拟模型,并利用MATLAB进行模拟计算。研究结果表明:在气缸内部增加了一个过渡带,使得后气室进气长度发生了改变;在后气室进气长度等于临界值时,活塞的实际行程最短,频率最高,而活塞单次运动的冲击末速度、冲击功和耗气量基本不变。在气源压力为2 MPa时,后气室进气长度为10 mm时,冲击器的实际行程最小,频率最大,相较于上一代冲击器,频率提高了约9. 3%,其他性能参数与之基本相近,整体性能大幅度提高。研究结果对于高风压无阀式冲击器设计和优化具有参考价值。