超音速气固两相分离试验研究

建立了超音速气固两相分离装置试验系统,在室温和不同喷管进口全压下,对空心玻璃珠颗粒的分离效率进行了试验研究.试验结果表明:当喷管进口全压在482~537 kPa范围时,超音速气固两相分离试验装置对Sauter平均直径9.84μm颗粒的总分离效率为57.83%~67.28%,对直径大于8.31μm颗粒的分离效率为75.73%~80.52%,对直径在15μm以上颗粒的分离效率为96%~100%,表明颗粒直径越大,分离效率越高.由此可见,超音速气固两相分离方法是可行的.试验研究为超音速气固两相分离技术的进一步深入研究和应用提供了有用的参考.     

消光法微粒直径测量仪研制中几个问题的分析

本文改进了消光法微粒直径测量仪的光学系统。用极间距为1mm的氙灯作点光源时,通过用苯乙烯标准乳胶进行校核的方法指出,测量微粒直径时的光学系统误差小于0.6％。讨论了光波长的合理选择问题。当光波长取为0.4～0.8μm时,相应的单一均布的水珠直径的最佳测量范围是0.08～2.4μm。     

陶瓷过滤器元件内的流动与结构设计准则

用一维定常流动模型研究了陶瓷过滤元件内的流动与压降规律。在此基础上,得到了陶瓷过滤器元件的内径与长度之比Ｄ／Ｈ应该遵守的两个准则,然后,用ＰＨＯＥＮＩＣＳ通用软件计算了陶瓷过滤器元件的三维定常流动。三维数值计算结果与一维定常流动模型的计算结果吻合,证明了作者推导的两个准则对于陶瓷过滤器的结构设计具有指导意义。     

高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程的数值计算

利用FLUENT计算流体力学软件,对高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程进行了数值计算,得到了切向进气和径向进气时高温陶瓷过滤器内的流场分布.结果表明:对于包含突变截面和多孔介质两类通道的复杂流动系统,合理地选择计算区域和分配网格后,应用FLUENT计算流体力学软件可以得到满意的计算结果;陶瓷过滤器的流动损失主要发生在陶瓷过滤管的多孔陶瓷介质内;当气体径向进入工作段时,对陶瓷管的冲击较大;当气体切向进入时,在工作段壁面附近的速度较大,对陶瓷管的冲击较小;切向进气时高温陶瓷过滤器的进出口压降小于径向进气时.从保护陶瓷管和减小压降两方面考虑,切向进气方式的高高温陶瓷过滤器优于径向进气方式的高温陶瓷过滤器.研究结果为选择高温陶瓷过滤器的进气方式提供了理论依据.     

陶瓷过滤介质的颗粒尺寸对过滤性能的影响

根据渗流力学和空气动力学捕集理论，深入分析了陶瓷闰尺寸对陶瓷过滤介质压降，渗透率和过滤效率等性能的影响，为合理选择陶瓷过滤介质的陶瓷颗粒尺寸提供了理论依据，理论分析结果表明，当假定粒子为球形，陶瓷颗粒装填方式为单珠装填时，陶瓷介质的渗透率与陶瓷颗粒直径的二次方近似成正比，而压降与陶瓷颗粒直径的二次方近似成反比，当不同的陶瓷颗粒混合使用时，其数量和直径大小应该保持一定的比值，否则将会破坏粒子间的排列方式，影响过滤效率，对整体煤气化联合循环（IGCC）陶瓷过滤元件的过滤介质来说，陶瓷颗粒直径为20μm左右是适合的。     

高温高压气体除尘新概念

在分析先进燃煤联合循环现有除尘方式的基础上,根据含尘超音速气流穿过斜激波后,气体流动方向将发生变化,而灰尘颗粒方向基本维持不变的事实,提出了一种高温高压气体除尘的新概念.介绍了含尘超音速高温高压气体的气固两相分离过程.提出了用增加缩放喷管长度的方法,使含尘高温高压气体中的灰尘颗粒获得实现气固两相分离所必需的更高动量的途径.     

水珠直径消光法测试技术的理论分析及实验研究

本文介绍了一种用于测量水殊直径的消光法测量装置.用这一测量装置进行测量、并按Gyarmathy 的方法推算所得的Laval 喷管膨胀湿蒸汽中的水珠直径为0.07～0.1μm.对两种已知微粒直径的聚苯乙烯标准乳胶悬浮液构成的两元散布体的测量结果表明,测量装置的光学系统是可靠的.本文提出了通过平均消光系数比光谱曲线确定水珠直径分布规律的方法.本文还指出,当水珠直径服从一种典型的上限分布函数时,水珠的Sauter 平均直径的消光法(图解匹配法和双波长法)测量范围是0.095～2μm.在该测量范围内,可以忽略前向散射对平均消光系数的影响.     

过饱和水蒸汽自发凝结现象实验装置的研制及实际流动Wilson点位置的确定

本文介绍了我国第一台用以研究过饱和水蒸汽自发凝结现象的拉伐尔喷管试验装置.阐述了它的设计思想、主要特性以及取得试验数据的基本方法.在试验基础上定量地提出了考虑喷管内的流动损失时Wilson点位置的确定方法.提供了关于出现过饱和水蒸汽自发凝结现象的湿蒸汽两相流的部分试验结果.     

水平固体表面上静止液膜破裂时的自由能损失

本文提出一种校核液膜破裂最小自由能准则的试验方法.试验用的玻璃表面经过专门处理使湿润的圆形区域被不湿润的环形区域围着;而另一道湿润的窄圆环形区域又围着这一区域;最外面的区域是不湿润的,所有这些圆或圆环都是同心的.液膜就在这个表面上形成.轻轻地抽吸液体以减小液膜的厚度直至液膜破裂,残留的液体就集聚并覆盖在湿润的区域内.测量破裂前一瞬间液膜的厚度以及破裂后形成的液滴和液环的高度,并秤出它们的重量,分别计算它们的自由能即可确定液膜破裂时的自由能损失. 液膜破裂引起的自由能损失与液膜的质量以及破裂后形成的液体元表面的几何形状有关.如果用可以分析计算的几何形状来对液滴和液环的断面形状进行模拟,则这种损失也是可以计算的.在我们的试验中发现采用弓形断面可以得到最佳拟合. 文中给出了考虑自由能损失后计算液膜破裂时厚度的方程.     

刚性陶瓷过滤元件的过滤机理研究

根据空气动力学捕集理论,研究了陶瓷过滤器的过滤机理,计算了刚性陶瓷过滤器的过滤流动,分析了影响过滤效率的重要因素,提出了满足过滤效率要求的“最小厚度”概念,为陶瓷过滤器的设计提供了理论依据。结果表明,在刚性陶瓷过滤元件的过滤中,当靶的尺寸较小（如20μm）时,对于10μm以下的颗粒,拦截和惯性碰撞对过滤所起的作用相当;对于大于10μm的颗粒,拦截比惯性碰撞所起的作用要大得多。当靶的尺寸较大（如80μm）时, 对于很小的颗粒（5μm以下）,拦截和惯性碰撞过对过滤所起的作用相当,而对于稍大的颗粒,拦截 始终起主要作用。在给定的流动速度下,随着颗粒尺寸的增加和靶尺寸的减小,实际分级最小厚度减小。