W/O乳化液分散相液滴破裂的临界条件

分析牛顿型液-液两相乳化液的分散相液滴的破裂机理及其临界条件,用Couette双圆筒装置形成薄层纯剪切流场,通过白油包水型乳化液滴在不同剪切率下的变形和破裂情况,验证临界破裂条件并加以修正。提出对于油水旋流分离器,根据实际的流场分布和乳化液的物性特点,可以预测分离效果;或根据分离器的分离能力,适当控制其转速或流量等操作条件,使内部流场合理分布,防止乳化液进一步乳化。为此,研究液滴的临界破裂条件可为各类油水乳化液分离设备内部的剪切分布的合理性提供可靠依据和优化指标。     

液滴蒸发形成单根分散的合成Imogolite纳米管

用透射电子显微镜和电子衍射技术研究了合成Imogolite液滴干燥形成的纳米管聚集形态. 研究表明, 液滴在空气中干燥时, 当溶液浓度较高时, Imogolite纳米管形成紧密缠结的网状结构;当溶液浓度较低时, Imogolite纳米管形成取向的管束结构. 在乙醇气氛下干燥时, 观察到了单根分散的Imogolite纳米管, 证实了合成的Imogolite纳米管长度具有多分散性.     

亚/跨临界状态下不同组分燃油液滴蒸发特性分析

亚/跨临界状态对不同燃油液滴的蒸发规律有很大影响,通过搭建高温定容液滴蒸发测量装置,测量了处于不同临界状态的C₁₂H₂₆、C₁₄H₃₀、柴油和生物柴油液滴的液滴寿命、液滴直径、液滴蒸发速率等参数,分析了4种不同组分液滴的蒸发过程、蒸发特性.结果表明:与亚临界状态(温度为573 K)相比,4种液滴处于跨临界状态(温度为973 K)时,蒸发速率分别增加了1.25、1.03、0.71、0.51 mm²·s^-1,单组分液滴的蒸发速率高于多组分液滴;液滴寿命降幅较大,分别降低了86%、89%、93%、89%;跨临界状态时,生物柴油液滴蒸发的膨胀阶段较短,液滴直径d的平方不随时间线性减小,不符合d²定律;C₁₂H₂₆、C₁₄H₃₀、柴油液滴不存在膨胀阶段,液滴直径d的平方随时间线性减小,符合d²定律.     

吸收性液滴的彩虹现象

提出了基于彩虹散射光吸收系数的液滴吸收率测量方法.采用基于Mie理论的改进算法进行数值模拟.研究表明,液滴的吸收性不改变彩虹光强波峰及对应频峰的位置,但改变彩虹光强强度,尤其对彩虹表面波结构及Airy结构影响较大,并因此降低了彩虹的可见度.计算发现液滴散射光吸收系数的最大值出现在彩虹区,并随液滴吸收率和粒径的增加稳定在彩虹最大波峰角位置,而且此处的吸收系数与吸收率之间有着线性关系.基于彩虹测量技术具有易检测、易标定的特点,因此有望发展为一种新的液滴吸收系数测量方法.     

叶片式气液分离内件数值模拟及对比分析

气液分离广泛采用叶片式分离元件,叶片形式、叶片间距、叶片高度、液滴粒径、液滴含量和主体流速等因素均影响元件的分离性能。采用计算流体动力学(CFD)模拟软件ANSYS FLUENT对3种叶片式气液分离元件(NH-TP、NC-TP和TP叶片)进行数值模拟及对比分析,得到各因素对分离效率及压降的影响,并对叶片的工况适应性进行了分析。结果表明：NH-TP的间距应大于20 mm,否则容易导致压差过大,而NC-TP和TP间距可取10 mm;液滴粒径大于20μm时在各种速度下均可获得较高分离效率,而小液滴仅在理想重力分离和理想惯性分离工况下较高;惯性分离速度下的分离效率与叶片高度无关,主体分离速度低时分离效率随着板高增加而降低;不同形式叶片的最差工况速度不同,但NH-TP在最差工况下仍能保持较高分离效率,对工况的适应能力最好,开槽的NC-TP次之,TP叶片适应能力最差。     

高频调幅交变电磁场金属液滴悬浮振荡的3维数值模拟

采用有限元方法模拟高频调幅交变电磁场以及液滴内流体流动,金属液滴自由界面的追踪采用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法.数值模拟得到了高频调幅交变电磁场、金属液滴内部液体流动和液滴表面形变的动态行为.数值结果表明:在高频调幅交变电磁场中,金属液滴所受洛伦兹力集中在液滴内部近表...     

三维空间液滴运动模型

为了研究三维流场中液滴运动模型,基于颗粒运动的物理描述基础和机理研究,依据液滴在流场和重力场中的受力和液滴的特性,对液滴形态、受力和运动等物理状态进行了描述,建立了单液滴的三维运动模型,并给出了其转动和移动方程的数学描述;通过时间和三维空间变量的离散,获得了其稳态流场三维运动的解,揭示了单液滴在流场和重力场中的行为机理。利用目前公开的关于球体旋转和移动算例的研究结果,在与之对应的简化工况下验证了液滴运动模型。验算结果表明:三维空间液滴运动模型的正确性。根据核能科学与工程学科的市场需求,三维空间液滴运动模型可以应用于计算管道内流场中液滴或颗粒的运动、烟囱释放尘粒在风中的运动等,为其进一步发展和应用奠定了坚实的基础,对汽水分离技术应用于核能和其他领域具有重要意义。     

基于液滴局部轮廓的接触角测量方法

为了实现超疏表面上液滴的接触角测量,提出了基于液滴局部轮廓的接触角测量方法,通过超疏水表面的接触角测量实验对所提出的测量方法进行了验证。结果表明:基于液滴局部轮廓的接触角测量方法能有效稳定地测量出超疏水表面上的液滴接触角值;实施提出的接触角测量方法时需要测量点均布在液滴高度的2/5范围内的液滴轮廓上;基于液滴局部轮廓的接触角测量方法中接触点的选择误差对接触角测量结果的影响是可控的。可见基于液滴局部轮廓的接触角测量方法可用于表征表面的润湿性能。     

输液速度自动测控系统

针对人工点滴输液方式测量和控制输液速度的不方便，研制智能输液速度测控系统。采用光电传感原理实现对液滴的测量，并利用调制解调技术消除环境光干扰。用单片机实现输液速度计数和显示，以及输液结束时自动报警。使用智能输液速度测探系统将使输液更方便和安全。     

回流式两级分离轴流旋风分离器性能实验研究

为进一步提高电厂湿法脱硫后的烟气除雾效果,设计了一种新型的部分回流式两级分离轴流旋风分离器并为此搭建了旋风分离器性能测试实验台,通过液滴雾化装置产生了不同粒径液滴,采用Malvern激光粒度分析仪对设计的几种结构分离器的进、出口粒径分布进行了测试,对不同结构分离器在不同工况下的分离效率和阻力损失进行了测试。实验结果表明:分离器的分离效率随回流槽数量的增加而提高,内筒顶部回流槽数增加1倍,筒内气流速度为3.9m/s时,分离器效率提高66.78%;回流槽集中分布在分离器顶部比回流槽分布在分离器内筒上、中、下时的效率提高得更加显著,当筒内气流速度为3.94m/s时,分离效率可提高16.9%;中间导流管高度对分离效果也有一定影响,当导流管高度与分离器高度比为0.32时,分离效果最佳。