飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.     

微电解法预处理木质素废水的实验研究

以人造板厂生产废水为实验对象,探讨利用微电解法处理木质素废水。结果表明在适当的条件下,微电解是一种有效的处理该类废水的方法,COD去除率可达89.2%。微电解处理时废水的pH对处理效果的影响最大,其次还有铁炭比和反应时间等。最佳反应条件为:进水pH值在3左右,最终出水pH值调为8～9,温度为室温,铁炭比为1:1(100ml废水用铁量为5g),反应的最适时间为40分钟。     

基于压力溶气的微气泡生成实验研究

建立压力溶气微气泡生成实验平台,在不同的压力条件下采用多种结构的释放器进行溶气水释气实验,分析释放器结构和工艺条件等因素对微气泡生成特性的影响。研究结果表明,在其他条件相同时微气泡生成直径与释气角间呈单增关系,当释气角大于60°时生成气泡直径增速变缓;微气泡生成直径则随着压力的升高呈递减趋势,当释气压力达到0.5 MPa时,不同结构释放器生成的气泡直径差异很小。在实验研究范围内,选用释气角为60°的释放器在0.4 MPa的释气压力下能够得到较小的气泡,从而提高气泡质量、改善气浮效果。     

微气泡抑制垂直管中段塞流过程的实验研究

利用微气泡不易聚并的流体特性,提出了采用微气泡抑制段塞流的新方法.针对实验室规模的海洋石油工业集输-立管系统内段塞流流动过程,利用电阻层析成像技术(ERT)、压力信号分析法和高速摄像法对垂直管段塞流特性和微气泡开展了实验研究,获得了段塞流典型流型以及微气泡流体特性.在微气泡流体特性研究的基础上,进一步探索了微气泡对段塞流的抑制作用,实验结果表明:尺寸范围在1～50μm之间的微气泡,在进气量设定为4 L/min时可在一定流速范围的液体中稳定存在;在气液比为1.18、1.36和1.82时,微气泡对弹状段塞流的发生频率有显著抑制作用,微气泡通过增大边界层的返混和扰动阻力,抑制了段塞的运动,从而降低了段塞的发生频率.     

基于氧化石墨烯微加热器的微气泡研究

氧化石墨烯具有良好的光热转换效率,能在微纳米尺度的区域内形成热梯度场。利用氧化石墨烯沉积在微纳米光纤表面可组成微加热器,输入红外光（ASE宽带光源产生的光）,微加热器会加热周围液体,并在微纳米光纤上产生微热气泡和椭圆形微气泡,但两者产生的行为方式不同。结果表明,微热气泡直接形成于氧化石墨烯微加热器表面,而当微加热器置于气液交界面时,椭圆形微气泡则形成于微纳米光纤上。该研究结果加深了对微气泡物理行为的认识,对发展新兴的基于气泡的光热转化设备起到了推动作用。     

微电解法处理中药废水色度的研究

依据微电解的基本原理,采用铁炭法对中药废水色度处理进行研究。考察了铁炭质量比、进水pH值和水力停留时间对去除效果的影响。实验结果在铁炭质量比为2∶1,进水pH为5.0,废水在微电解柱中的停留时间为120min时,色度去除效果最佳,去除率达到95%以上。     

微电解法处理染料废水

采用微电解法对经无机絮凝处理后的出水进行处理。研究了进水pH值、停留时间、进水方式对处理效果的影响。结果表明,当进水pH值为3～4,停留时间40～50分钟,COD去除率最高,另外,采用逆流方式进水有助于微电解柱的正常运行。     

基于微流控芯片的微气泡生成与驱油实验研究

为了了解多孔介质中微气泡的生成及驱油机理,设计制作了一种集成T型微通道和模拟多孔介质高低渗透率的微流控芯片,采用基于显微成像的微流控系统开展了气相压力和液相流速对微气泡生成的影响以及两种尺寸微气泡驱油实验.研究结果表明:T型微通道内的微气泡是在液相压力、黏性剪切力和表面张力的共同作用下生成的,表现出3种生成机制;微气泡...     

微电解法处理染化废水的试验研究

染化废水污染物种类多,毒性大、化学需氧量,ρ(CODcr)高,且大部分是生物难降解的污染物质,严重污染环境;利用铁炭在水中发生的微电解过程可有效去除染料生产废水的色度和化学需氧量ρ(CODcr),同时提高污水的后续可生化性.试验结果表明,微电解处理效果受填料组成、pH值、停留时间和混凝曝气等因素的影响;废水经过微电解处理后,ρ(CODcr)和色度分别从2 000 mg/L和2 048下降为860 mg/L和256,去除率可高达56％和75％;采用微电解-混凝法出水与采用单纯的石灰乳中和混凝沉淀法出水相比,ρ(CODcr)降低22.5％,可生化性提高18％.     

改良微电解法预处理聚酯废水的试验研究

以微电解-混凝沉淀法作为某聚酯化工厂难生化废水的预处理手段，处理废水水质完全达到预处理效果．同时针对微电解法应用过程中存在的问题，采用螺旋型铁刨花和活性焦代替铁屑和活性炭，操作方式采用间歇通气流化，有效地解决了反应柱堵塞、铁屑结块问题，节约了运行资本．     

铁炭微电解法处理草甘磷农药废水的研究

采用铁炭微电解法处理草甘磷农药废水，考察pH值、反应温度、铁炭比、反应时间、处理次数等条件对处理效果的影响．实验结果表明，该方法对草甘磷农药废水的处理十分有效，当废水pH值=3、反应温度为40℃、铁炭比为1：1、处理时间为1h时草甘磷废水COD的去除率为73．84％．     

水中气泡上升速度的实验研究

曝气在活性污泥处理方法中起着重要作用,而水中气泡上升速度对曝气作用的影响又至关重要。通过实验研究了水中气泡的运动规律,分析了气泡直径与上升速度的关系,验证了气泡上升速度在雷诺数为３００左右存在极大值。该研究为活性污泥处理方法提供了科学依据。     

气浮池接触区微气泡粒径及气含率分布实验研究

气浮技术作为高效清洁的除油工艺,常用于密度相近的液-液两相流或水中悬浮颗粒的分离。作为微气泡的产生及微气泡与油滴等悬浮物质黏附的场所,气浮池接触区水利流动状态下的微气泡粒径及气含率分布对除油效率有着重要影响。实验表明,溶气压力0.34 MPa时微气泡尺寸更小;双释放头能显著提高气含率;接触区宽度较小时,湍动作用加强微气泡聚并严重;表面活性剂浓度能降低表面张力,有效抑制微气泡聚并;最佳浓度为0.5 mg/L时,平均尺寸维持在65~70μm。     

双频激励超声造影剂微气泡差频特性的理论和实验研究

超声参量阵效应产生的差频超声由于具有较小的衰减系数,能够有效提高传播深度而实现深层组织的超声成像.本文基于RPNNP方程,对双频激励超声造影剂微气泡所产生差频信号声压进行了理论推导,并用Runge-Kutta算法进行了数值模拟,对差频信号产生的条件包括激励声压、超声频率和气泡大小等进行了优化,同时用不同参数的双频信号辐射造影剂实现差频超声激发的实验研究,理论与实验结果均表明当双频信号的频率差接近气泡的共振频率时可以大幅度提高差频信号的声压(28 d B),获得高信噪比的差频信号,本研究为双频超声激励下造影剂差频成像的实际应用提供了研究基础.     

铁屑微电解法处理电解锰生产废水

用废铁屑为原料对电解锰生产废水进行处理，考察了铁屑用量、反应时间和废水pH值对Cr⁶⁺，Mn²⁺去除率的影响.实验结果表明，在铁屑用量为15%，废水pH值为4，常温下反应120 min的条件下，Cr⁶⁺，Mn²⁺的去除率在99.7%以上，总铬去除率达99.2%.同时，将实验结果用于工厂废水处理运行，效果良好，Cr⁶⁺的去除率为99.45%，Mn²⁺的去除率为95.53%.     

管式微孔介质气泡发生器中气泡粒径分布的实验研究

为给高效气浮净化处理或气液传质过程的工程化设计研发提供硬件设备和基础性数据支撑,设计研发了基于微孔介质发泡机理处理量为2m3/h的微细气泡发生器,并首次在国内采用美国Microtrac公司S3500型激光粒度仪成功实现了微细气泡粒径的在线带压测量,系统讨论了液流流量、注气压差和注气比3个操作参数对管式微孔介质气泡发生器中气泡粒径分布特性的影响.实验结果表明:随着液流流量的增加,微细气泡平均粒径逐渐降低,二者之间呈现一种近似直线关系;随着注气压差的增加,微细气泡平均粒径先急剧减小后基本保持不变;随着注气比的增加,微细气泡相互聚并现象加剧导致粒径呈现指数形式增长.     

海绵铁微电解法去除生活污水中COD的研究

采用单因素法对海绵铁微电解法去除生活污水中COD过程中5个工艺参数(水力停留时间、进水COD浓度、进水pH值、海绵铁投加量)的影响进行了研究;在此基础上,进行了5水平、6因素的正交试验,得到最佳反应条件为:反应时间5min、pH值2、海绵铁投加量5g/L、进水COD浓度200mg/L时,COD去除率为45.3%,达到城市污水作为预处理阶段的目的。     

Fe/C微电解法处理压裂废水的研究

首次将Fe/C微电解用于处理混凝后的压裂废水,分别考察了微电解pH值、停留时间、Fe/C体积比、铁屑粒度、氯化铵加量对Fe/C微电解的影响程度,并通过计算确定了铁屑消耗量。实验结果表明,在pH值为2,停留时间取25min,Fe/C体积比为1~1.5,铁屑粒度为60~80目,氯化铵加量为1 000 mg/L时,经过Fe/C微电解,压裂废水色度去除率接近100%,COD去除率可达58%,处理每方压裂废水消耗铁屑约0.28 kg。     

铁炭微电解法预处理中纤板热磨废水的研究

采用铁炭微电解预处理法对中纤板热磨废水进行处理,研究铁炭微电解法预处理对废水中COD、木质 素等去除率的影响。单因素实验研究结果表明,最佳中纤板热磨废水处理工艺条件如下：原水pH为3,铁炭 体积比为1∶1,填料投加量为300 mL/L,反应时间为80 min,混凝pH为85,混凝沉淀时间为120 min。在 此条件下,COD、木质素和SS的去除率分别为74.24 %、89.77 %和91.27 %,且重现性良好。对比实验表明 ,混凝沉淀过程在热磨废水处理中所起的作用要比电化学过程大,是影响中纤板热磨废水处理效果的关键 因素。     

微气泡降阻研究进展

该文介绍了微气泡降阻机理、研究方法和重要结论,理论分析提出微气泡降阻机理在于其引起湍流边界层结构的变化;实验证明了微气泡对湍流边界层的降阻作用以及气泡尺度、主流速度等对降阻作用的影响;数值方法利用适当的流场模型、湍流模型和差分格式,模拟边界层和气泡数等对降阻的影响,这些研究得到了较为了一致的结论,为未来微气泡降阻的工程应用研究奠定基础。