基于FLUENT的气液两相流喷嘴雾化性能研究

为了提升雾化器的雾化性能,对雾化器喷嘴结构进行研究。以空气和水为介质,采用FLUENT软件仿真模拟喷嘴雾化过程并利用试验加以验证。以不同角度的气相出口通道为研究对象,通过调整气压、气液比的大小探究喷嘴在其影响下的喷雾效果。研究结果表明：随着气相通道斜度增大,可以提高喷嘴的雾化质量,当气相通道斜度过大时,也会影响雾化效果;同时,喷雾效果也受气压、气液比的影响,随着气压、气液比的变大,雾滴粒径逐渐变小,雾化性能更好。     

荷叶中黄酮类化合物的提取工艺研究

对从荷叶中提取黄酮类化合物的工艺进行了研究.在提取过程中,通过单因素试验分析了提取液浓度、提取温度、提取时间及料液比等4个主要因素对提取率的影响.在单因素的基础上,通过正交试验,得到最佳提取工艺,乙醇浓度为70%,料液比为1∶40,提取温度为80℃,提取时间为3 h.     

次氯酸钠氧化淀粉生产工艺探讨

本文探讨了氧化淀粉生产过程中次氯酸钠浓度、氧化反应温度、氧化反应液的pH值、浆液浓度对变性淀粉性能的影响,通过测试浆纱断裂强度、断裂伸长率、毛羽数、上浆用浆液粘度等性能指标,选出了最佳工艺条件。     

二元泡沫流动性能影响因素研究

通过研究泡沫在多孔介质中的流动性能， 考察了发泡剂和聚合物 （ HPAM） 浓度、 气液比、 渗透率和注入方式等对提高岩芯波及系数、 降低渗透率的影响。实验结果表明： 泡沫在岩芯中的阻力系数和残余阻力系数均随发泡剂及 HPAM 的浓度增加而增加， 发泡剂、 HPAM 浓度大于一定值后， 泡沫的阻力系数、 残余阻力系数增加缓慢； 泡沫在不含油岩芯中的阻力系数和残余阻力系数是含油岩芯中的 3 倍以上； 适当增加气液比有利于提高泡沫的流度控制能力， 但过大的气液比会出现气窜； 同一泡沫体系并不适合改善所有不同渗透率岩芯的流度控制能力， 可以通过改变泡沫体系配方来改善泡沫流度控制能力， 提前发泡方式注入的泡沫流度控制能力最佳， 交替方式注入泡沫的流度控制能力随交替段塞增加而降低。     

葛根中黄酮提取工艺的研究

以葛根为原料,从中提取的黄酮,探讨乙醇浓度、回流提取水浴温度、提取时间和料液比对葛根黄酮提取率的影响,正交试验表明葛根黄酮的最佳提取工艺条件为:乙醇浓度50％,回流提取水浴温度为90℃,料液比为1∶30,提取时间为3h.在此条件下,葛根黄酮的提取率可以达到2.53mg/g.     

水平管湍流吸收过程的数值模拟

对新型吸收方式-水平管内受迫流动吸收过程进行了数学模化，为解决边界上的气液相互作用问题，引入了表面更新速率的概念进行模化，并将模拟结果同实验结果相比较，检验了模拟结果的正确性。     

热失控状态气液两相的锂离子电池建模及修正方法研究

锂离子电池在应用过程中因滥用而发生热失控现象,导致电池内部产生大量气体,传统的固液两相模型难以准确描述热失控机理。针对以上问题,以18650电池组为研究对象,构建气液两相的锂离子电池模组的电化学-热耦合模型,研究了热失控气体对锂离子电池内部应力、温度、电解液浓度的影响规律,同时利用COMSOL Multiphysics 5.5软件进行了有效性验证和理论模型修正。研究结果表明,锂离子电池热失控气体对电池内部应力、温度、电解液浓度有着明显的正反馈影响规律。内部应力的理论修正值与仿真值峰值均在相近时刻出现,且误差为0.04 MPa,计算精确率提高了80%。电池内部温度到60℃左右时发生热失控,产生的热失控气体在内部温度升高到160℃时被点燃,640 s时达到最高仿真温度,修正温度分别为177、172℃,热失控气体产生的热点现象是影响电池包内部的温度分布不均的主要原因。电解液浓度理论修正值和仿真值从1 200 mol/m³同步下降至837 mol/m³,形成气液两相流,电解液与电极材料反应和分解造成了电解液浓度降低。     

采用改性PVC填料的生物膜法污水处理实验研究

采用单级生物接触氧化池和PVC改性填料处理人工配置的原水,通过改变原水COD浓度、温度、气液比、进水流量,对填料的挂膜时间和工艺的运行效能进行分析,获得较好的工况参数。结果表明:有机负荷和温度均会对挂膜时间产生影响,原水浓度越高,挂膜完成时间越短;环境温度为30℃左右时,挂膜时间较短;采用好氧生物接触法对污水进行处理时,必须要有适量的溶解氧供给;对本研究所示的单级生物接触氧化池,建议控制气液比为10∶1。     

草木犀黄酮提取工艺优化及抑菌活性研究

利用超声波辅助技术研究优化草木犀中黄酮类化合物的提取工艺,及黄酮类化合物的抑菌效果.采用分光光度法对所提取的黄酮类化合物的进行含量测定,通过单因子试验、均匀设计试验考察了料液比、超声时间、乙醇浓度、超声温度对草木犀中黄酮类化合物提取率的影响,结果表明:以上四个因子对黄酮化合物的提取具有不同程度的影响,由大到小依次为乙醇浓度、超声时间、超声温度、料液比.确定最佳工艺为料液比1:10(g.mL-1)、超声时间30min、乙醇浓度80%、超声温度30℃,粗黄酮得率为0.884g.kg-1.通过滤纸片试验发现黄酮类化合物对土壤细菌具有一定的抑菌作用,对酵母菌具有促进作用.     

那西肽提取工艺研究

以那西肽发酵液为材料,采用乙醇提取那西肽。通过考察浓度、时间、料液比、温度4个因素对提取的影响,确定了那西肽提取最佳操作条件为浓度为80%,料液比为1∶1.2,提取温度在48℃,时间控制在40 m in,此结果可为那西肽的开发利用提供技术依据。     

预测气液两相分层流界面剪切应力的新方法

针对水平管气液两相分层流界面剪切应力的预测，建立了基于计算流体力学（CFD）方法的剪切滑移壁面模 型，即将气液界面处理为固定的具有均匀剪切应力的水平滑移壁面。利用FLUENT 软件模拟了气相流动，气液界面采 用剪切滑移壁面边界条件，通过对比实验测量的气相流场分布得到气速和界面剪切收敛值，并由收敛值拟合得到界 面摩擦因子与气相雷诺数的关联式。应用这一关联式的预测结果与实验间接测量值吻合较好，并且在气、液相雷诺 数9 4006ReG650 000 和21 0006ReL630 000 范围内优于Taitel 和Dukler 与Sidi-Ali 和Gatignol 模型。表明剪切滑移壁 面模型可以有效地控制关键参数，提高预测效率和精度，为CFD 方法预测气液两相分层流界面剪切应力提供了新的 思路。     

土壤中没形态锌的浸取条件研究

采用Tessler的连续提取程序,分别对土壤中不同形态锌的浸取温度,时间,及浸取剂的浓度进行了试验,在选择干扰抑制剂的情况下,用火焰原子吸收法对浸取液中痕量锌进行了测定和加标回收试验,从而确定了浸取土壤中不同形态锌的最佳条件。     

速冻黄花菜预处理工艺

对速冻黄花菜预处理工艺进行了研究,并着重对热烫时间、热烫温度和护色方法进行了探讨.通过在不同的时间和温度条件下热烫后,测定黄花菜中Vc的含量、过氧化物酶的活力、解冻后的褐头率,评价黄花菜的质地,并以此结果来确定最佳的热烫时间和温度,在此最佳热烫时间和温度条件下,用不同的护色液进行护色,最后通过对黄花菜的色泽的评价来确定最佳的护色液.结果表明:选用0.2%NaHCO3作为护色液,在95±1 ℃下热烫50 s的效果最佳.这样既可以保证在解冻后使褐头率尽可能低,又可以充分减少热烫中黄花菜的营养物质的损失,还能保证解冻后黄花菜的质地在有商品价值的水平.     

磁流变液屈服应力测试装置温度场优化

磁流变液（magnetorheological fluid,MRF）屈服应力测试装置在工作运行过程中产生了大量的热,导致测试装置温度升高,屈服应力测试精度下降的结果;同时对磁流变液特性也造成了很大的影响。课题组基于FLUENT软件对测试装置进行仿真分析,以提高测试精度。首先,设计屈服应力测试装置,建立包含漆包线、装配间隙等特征的测试装置温度场模型;其次,对测试装置进行网格划分并运用仿真软件对温度场变化进行模拟研究;最后,在仿真模型的基础上,对漆包线绕组综合热导率和测试装置装配间隙进行分析。研究得到了温度对装置的影响规律,确定了最佳综合热导率及装配间隙;并确定该装置测试屈服应力时的最佳温度场。温度场研究提高了该装置对屈服应力测试的精度。     

波纹板除雾器两相流动的数值模拟与分析

用计算流体力学(CFD)方法对波纹板除雾器内的气液两相流动进行了数值模拟,计算得到了不同液滴直径、进气速度与叶片间距下除雾器的除雾效率和压降,并分析总结了各参数对除雾效率和压降的影响规律.数值模拟还显示了液滴的运动轨迹以及液滴浓度、压力、速度和旋涡的分布情况,这对除雾器的优化设计具有指导意义.研究表明CFD方法可以成为除雾器设计的有效辅助手段.     

市政供水管道充水排气工况下气液两相流瞬态数值模拟分析

利用ANSYS FLUENT 16.0提供的欧拉两相流模型和标准k-ε湍流模型对市政供水管道掺杂气体的过程进行数值模拟,分析管段中气液两相的瞬态分布、管段沿中心线的瞬态流速分布、两相间的相互作用以及管段沿中心线压力的分布情况。结果表明,管段内气液两相的速度差是造成两相掺混的根本原因,并且导致水头损失增加、气液相互作用内能增加,从而使下游管段压力降低了约40%~80%。因此,可以通过监测下游管段压力降低程度,定性的分析监测点上游管段中气液掺混程度,从而预测爆管发生的可能性。管段中弯头部分存在空气滞留区即"死区",弯头角度由90°更改为135°时模拟管段中气液两相瞬态分布,结果表明死区可以基本消除。     

3300 m3大型气升式环流反应器数值研究

针对目前机械搅拌餐厨垃圾厌氧发酵罐存在搅拌能耗高、流场混合效果差等问题,课题组提出了气升式环流反应器。采用FLUENT软件对大型气升式环流反应器内气液两相流流场进行数值模拟,研究导流筒直径的变化对反应器内流场、气相体积分数和循环液速的影响。模拟结果表明：反应器内介质形成循环流动时,导流筒内侧沿壁处出现区域小面积环流。改变导流筒的直径及高度对反应器内气相体积分数影响较小,当导流筒直径为2.5～2.9 m或导流筒高度为15.2～15.8 m时,反应器内液体速率较大,环流效果较好。增大表观气速,反应器内气相体积分数和液体速率均有所增大。文中研究为大型环流反应器的结构优化提供参考。     

气泡生长及脱离过程的格子玻尔兹曼模拟

为了研究气液相变过程中重力加速度、壁面温度以及成核点间距离对气泡生长及脱离的影响，课题组在Shan Chen伪势格子Boltzmann模型的基础上，通过将密度分布函数与温度分布函数进行耦合求解的方式建立了气液相变模型。同时采用此模型计算得到了液滴内外压差与液滴半径倒数之间的关系，发现其符合Young Laplace定律，从而验证了模型的正确性。进而利用此模型对气液相变现象中的气泡生长及脱离过程进行了二维数值模拟。结果表明：气泡脱离直径会随着重力加速度的增大而呈现出逐渐减小的规律，而且气泡生长及脱离的过程与文献结果甚为相符，此外将模拟得到的气泡脱离直径进行了非线性拟合，发现其结果与新的经验关系式吻合良好；同时较高的壁面温度会增大气泡断裂颈部与壁面之间的距离，而且壁面温度的升高会增大气泡的脱离直径；还发现随着成核点间距离的增加，气泡的脱离直径会呈现出先减小而后增大的趋势。     

井口声发射井筒液气浸检测—时延估计方法

基于高阶统计,提出了井口声发射井筒液气浸检测中的接收和发射声信号之间时延估计的非参数化和参数化方法。通过分析声信号在井筒液中的传播过程,井口声发射井筒液气浸检测中的接收噪声,可近似模型化为空间相关的高斯色噪声。由于四阶累积量对任意高斯噪声的盲目性,因此,较常规互相关估计方法,这些方法可以进一步提高检测概率。计算机模拟结果证实了它们的有效性。     

甲基萘烷基化产物的Aspen精馏分离模拟

以甲基萘(MN)和甲醇(ME)为原料,采用HZSM-5烷基化催化剂制取2,6-二甲基萘(2,6-DMN)。由于产物中含有2,6-DMN的异构体以及未反应的MN,需对反应产物进行有效分离。利用Aspen Plus化工模拟软件的DSTWU精馏模块对产物进行模拟运算。结果表明:采用NRTL物性方法的模拟计算结果能够满足工艺要求,甲基萘回收率可达99.9%,溶剂回收率可达100%。此外,利用Sensitivity模块优化了模拟过程,确定了最佳进料位置,并用Radfrac精馏模块进行了核算。