进口结构对迷宫流道滴头性能影响的模拟研究

【目的】分析进口栅格结构对滴头性能的影响,为迷宫流道滴头的设计提供参考。【方法】应用计算流体力学CFD方法,对不同进口结构的滴头流道流场进行数值模拟,分析进口数目、进口宽度、进口高度和缓水区深度对滴头性能的影响。【结果】进口流量在不同进口栅格之间分配,距离迷宫流道越远的进口栅格流量越小,流量主要集中在靠近迷宫流道的几个进口栅格;在总进口栅格断面面积大于迷宫流道最小断面面积的情况下,不同进口栅格结构几乎对滴头流量没有影响,而对各进口栅格之间的流量分配影响较大;随着进口高度和缓水区深度的增加,不同进口之间流量和流速的分布更加均匀,低速区面积减小,可降低进口处泥沙沉积,提高滴头的抗堵塞性能;单纯增加进口数目并不能从根本上改善进口处的堵塞状况,片式滴头进口数目以3~5个为宜。【结论】进口栅格结构对滴头性能影响很大,应深入研究以优化滴头性能。     

生物质合成甲醇的影响因素研究

采用热化学方法将秸秆类生物质裂解为生物质燃气,对该燃气进行调配试验,制备出生物质甲醇合成气.在JA五槽直流流动等温积分反应器中,保持催化剂种类、粒度、装填及活化方式、合成气组成不变的情况下,对影响生物质合成甲醇反应的反应压力、反应温度、合成气进口流量进行正交试验及进一步优化试验研究,确定了各因素对甲醇时空收率的影响顺序为:合成气进口流量>反应压力>反应温度,优选出使甲醇时空收率最大的最佳组合为:合成反应的温度230℃,压力5 MPa,进口合成气流量(标准状况)0.98 mol.h-1,最大的甲醇时空收率为0.24 kg.kg-1.h-1.     

氧化硫硫杆菌脱除硫化氢的研究

研究利用Acidithiobacillus thiooxidans ATCC19377(A.thiooxidans ATCC19377)对硫化氢的脱除条件进行研究,考察pH,反应器运行时间,气流量,初始硫化氢浓度以及细菌生物量即600 nm处吸收值(OD600)对脱除效能的影响。采用单因素实验法对A.thiooxidans脱除硫化氢的条件进行了研究。A.thiooxidans脱除硫化氢的最佳条件为:pH 2.5、反应器运行时间180 min、气体流量40 mL·min-1、初始硫化氢浓度8 g·m-3、细菌生物量即600 nm处吸收值0.40。初步确定了A.thiooxidans脱除硫化氢的条件,为工业气体脱硫提供理论依据。     

瘤胃体外发酵产物中的甲烷和有机酸含量的快速测定

建立了毛细管气相色谱快速测定瘤胃发酵产物中甲烷和乙、丙、丁酸含量的方法.用HP-INNOWAX(19091N-133)毛细管柱,以高纯氮作为载气,用氢火焰离子化检测器对甲烷和乙、丙、丁酸含量进行测定.通过对总压力、总流量、柱流量、柱温、气化室和检测室温度等检测条件的对比,建立测定甲烷的理想检测条件为:总压力130 kPa、总流量30.2 mL·min,柱流量1.7 mL·min-1,线速度39.8 cm·s-1,柱温80℃,气化室温度100℃,检测室温度120℃;测定乙、丙、丁酸的理想检测条件为:总压力90 kPa、总流量37.2 mL·min-1,柱流量0.67 mL·min-1,线速度23.4 cm·s-1,柱温180℃,气化室温度200℃,检测室温度220℃.     

PRB修复垃圾渗滤液污染地下水过程中pH值变化分析

随着城市化的不断发展,生活垃圾产生量越来越多,因管理不善,导致垃圾渗滤液污染地下水的问题越来越突出,污染地下水的修复研究迫在眉睫.实验模拟地下环境,以被垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,分别用沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁作为反应介质,设计了6种地下可渗透反应墙(PRB),分别为反应器1、2、3、4、5和6.分3个阶段对PRB技术治理污染地下水中pH值影响和变化进行模拟研究,分析反应器pH值降低的原因并探讨pH值变化机理.实验结果表明,所有反应器pH值较进口降低,第三阶段出口pH值平均值较进口平均降低0.40;因水解酸化反应存在,产生一定量NH4+和有机酸,造成反应器出水pH值降低和复合填充材料NH4+相对去除率降低,说明PRB技术治理渗滤液污染地下水具有一定可行性,但技术方法有待继续深入研究.     

氢化物-原子吸收法测定鱼组织中汞与硒的条件优化

用氢化物-原子吸收法测定了鱼组织中汞和硒的含量,优化了测定条件,并对汞和硒之间的相关性进行了研究.结果发现,消解液的用量、消解温度及时间、载流浓度和载气流量对鱼样中汞和硒的测定都有影响.硒的消解液最好选用10 ml;汞的硫酸用量选用2 ml;汞的消解在80 ℃效果最佳,在1～3 h间峰高无明显差别;1%HCl溶液作载液的汞吸光度最高,载气流量选用150 ml/min为宜.结果还表明,在汞含量较低的情况下,鱼组织中汞与硒的摩尔比值为0.40～0.72,且其随汞含量的增加而增加.     

农用离心泵内二维流场的CFD模拟

基于CFD模拟技术,采用滑动网格模型对离心泵内流场进行了2-D求解,得出了离心泵内的速度分布图、速度矢量图以及不同时刻的总压力图。结果表明：离心泵内部流动非常复杂,叶轮内各流道压力分布、流速和流量差异明显,呈现出高度的不对称性。Fluent软件对离心泵内流场的模拟,能真实反映出泵内流道状况,为农用离心泵内叶轮的设计、改良提供理论基础。     

氢化物发生ICP-AES法测定环境样品中痕量汞

应用正交试验设计法对氢化物发生1CP-AES法测定环境样品中痕量汞的工作参数进行了选择.工作参数有高频发生器功率、载气流量、火焰观察高度、试样酸度、硼氢化钠浓度、进样量等.在选择的最佳条件下,在2536.52A波长时,汞的检出限为0.07μg/kg,回收率96.2％～102.0％,相对标准偏差≤4.15％.     

冷原子发生-原子荧光光谱法测定农田土壤中的汞

本文采用冷原子发生-原子荧光光谱法测定了农田土壤中的Hg元素含量。实验优化了还原剂浓度、载流浓度和载气流量等条件。利用土壤标准物质验证方法的准确度,实验同时对东港地区的10份农田土壤样品中的Hg含量进行测定。     

冷原子发生-原子荧光光谱法测定农田土壤中的汞

本文采用冷原子发生-原子荧光光谱法测定了农田土壤中的Hg元素含量。实验优化了还原剂浓度、载流浓度和载气流量等条件。利用土壤标准物质验证方法的准确度,实验同时对东港地区的10份农田土壤样品中的Hg含量进行测定。     

板翅式换热器结构优化及其性能数值模拟

板翅式换热器内部纵横两个维度的流量分配不均,导致其换热性能降低。基于单相流量分配理论和板翅式换热器内部流场特性,通过改变换热器进出口管个数、进出口方式、端部入口管相对位置等,建立了新型板翅式换热器结构。基于CFD方法的Fluent数值计算方法,对板翅式换热器优化前后的流量分配特性进行数值模拟,研究优化后的端部入口管相对位置、入口管个数及出口管个数对流量分配的影响规律。结果表明:改变进出口方式可以均衡各通道路径在入口和出口处的总压降,有效改善板翅式换热器的流量分配特性;优化后的板翅式换热器最佳参数组合是端部入口管相对位置为0.033、入口管个数为5、出口管个数为1,该结构可以使气相和液相的流量不均匀度降低约50%,对提高换热器换热性能具有重要意义。     

农村地区沼气净化脱硫的试验研究

[目的]探讨天然气膜法创新性分离技术在农村沼气脱硫中的应用。[方法]利用聚酰亚胺致密气体膜进行沼气脱硫,研究进气流量、膜两侧压差、进气温度和渗透侧压力等对脱硫效果和传质通量的影响,分析温度对分离效果的影响趋势。[结果]结果表明,含H2S为301 mg/m3的沼气,可将硫含量降至9 mg/m3以下,完全符合国家管输标准(<20 mg/m3)。单级膜组件在膜两侧压差为0.20 Mpa、进气流量为0.30 m3/h时,脱硫效率最高,达97%。进气温度25℃,原料气温度12~70℃,在气体流量0.64 m3/h,两侧压差0.21 Mpa时,H2S和CH4的传质速率相差6倍。[结论]聚酰亚胺致密气体膜通过改变工艺条件可有效脱除H2S酸气。     

竖井孔口式泄洪洞恒定及非恒定泄流特性探讨

结合某工程泄洪洞进口体型的选型设计,通过水力学模型试验,对三种型式的竖井孔口式进口的水力特性及非恒定泄流特性进行了观测与比较。结果表明,不同型式的竖井孔口式进口,在孔口尺寸相同的情况下,虽然恒定泄流特性相似,但其他水力特性,如流态、压力等,却有较大差异。非恒定泄流时,库水位变化主要与洪水入库过程和库容容积特征有关,泄量过程则与孔口尺寸和库水位过程有关。     

含氧煤层气膜法脱氧实验

选用中空纤维膜分离器在常温下对含氧煤层气进行分离提纯处理,实验研究了进气流量和膜两侧压差对脱氧率、甲烷损失率以及氧气传质通量和传质系数的影响.结果显示:脱氧率随着进气流量的增大而减小;膜两侧压差变化对脱氧率影响显著,提高膜两侧压差明显有利于氧气的传质,但甲烷损失率增加.在实验条件下,对于氧气含量为9.31％的原料气,单级膜组件脱氧率可达96％,产品气组成符合爆炸极限安全标准.该实验提供了从混空煤层气中脱除氧气的有效方法.     

基于计算流体动力学与离散元法耦合的磁力泵水沙运动的数值模拟

应用计算流体动力学与离散元法耦合的方法,对MP6–R微型磁力泵3种进口流速(0.5、1.0、1.5 m/s)和3种含沙量(0.5%、1.0%、2.0%)水沙运动进行数值模拟。结果表明：当进口流速为0.5 m/s时,磁力泵出口管道与蜗壳衔接段出现回流区,其最大回流速度为1.07 m/s,随着进口流速的加大,回流速度逐渐降低,当进口流速达到1.5 m/s时,回流现象消失,水流速度方向稳定指向出口,磁力泵过流性能最佳;叶轮轴面附近存在大量低速沙粒汇聚的滞留区,滞留区沙粒相互碰撞产生初始切速度;当进口流速一定时,改变颗粒体积分数对滞留区沙粒平均速度的影响较小;进口流速低于1.0 m/s时,增加颗粒体积分数会降低颗粒残留比,进口流速高于1 m/s后,颗粒残留比非常接近;当颗粒体积分数一定时,提升进口流速会降低颗粒残留比,增加滞留区沙粒平均速度,进口流速达到1 m/s后,颗粒残留比和滞留区沙粒平均速度随进口流速的变化不明显,磁力泵输送性能最佳。结合磁力泵的过流性能、输送性能与叶轮表面的载荷强度,建议磁力泵最佳运行状态下进口流速保持在1.0 m/s以上。     

管道入口段雾化加注天然气减阻剂的数值模拟

采用数值模拟的方法研究天然气管道减阻剂的雾化加注过程,首先对气体管道入口段的稳态流场进行模拟,得到收敛的气流场,再将减阻剂作为一系列离散相雾滴从入口喷嘴注入后进行耦合计算,分析各雾化条件对雾滴索泰尔平均直径（SMD）及其在入口段管壁上吸附特性的影响。模拟结果表明：喷雾压差、喷雾流量、喷嘴直径和喷射角度是影响天然气管道减阻剂减阻效果和减阻距离的关键因素。喷雾压差越大,喷雾流量越小,雾滴的SMD越小,越容易吸附在入口段的管壁上;喷嘴直径和喷射角度对雾滴的SMD影响不大,但喷射角度较小时,雾滴能被气流携带更长距离。研究成果可为天然气减阻剂的工程应用提供一定的理论指导。（图6,表5,参17）。     

预测水平管中气体—非牛顿液体段塞流的压降

气体－非牛顿液体两相流动中的段塞流是常见而十分复杂的流动型态。世界各国过去对水平管中气体－牛顿液体的段塞流做过不少研究，但对气体－非牛顿液体的段塞流研究甚少。在借鉴前人研究成果及理论分析的基础上，经过大量的实验观察，结合非牛顿液体的特征，在假设①整修管路由相同的流动单元ＬＵ组成；②一个曲型的ＬＵ单元中含有液柱ＬＳ、气柱ＬＦ和液膜三部分，液柱和液膜中均有气体；③液柱前面形成一个旋涡区Ｌｍ的前提下，提     

生物滤塔处理恶臭气体H_2S的研究

[目的]研究脱硫细菌的培养驯化、影响脱硫效果的主要因素以及生物滤塔的抗冲击负荷能力。[方法]采用生物滤塔处理恶臭气体H2S。[结果]在进气流量为5 L/min,停留时间为60 s,H2S进气浓度不高于130 mg/m3,生物滤塔最高容积负荷低于188.2 g/(m3.d)时,H2S的去除率基本稳定在98%以上,生物滤塔对H2S进气容积负荷变化的缓冲能力较强,在偶尔超负荷条件下运行,短时间内并不能使系统崩溃,pH值的降低并没有影响H2S的去除效率。[结论]生物滤塔对恶臭气体H2S的处理是完全可行的,效果良好。     

谷物气流清选系统的仿真研究

为研究微型谷物联合收割机清选系统的旋风清选筒内流场的运动状况,借助FLUENT软件,采用RNG k-ε模型模拟,基于SMPLEC算法,对切线入口的旋风分离筒内的压力场和速度场进行三维数值模拟研究.通过数值模拟得到旋风分离筒内部压力场基本呈轴对称分布;清选筒内速度分为旋流和竖直流动,其分界面大致为吸杂管壁面向下的延长线.采用拉格朗日离散相模型对清选筒内谷物脱出物的运动轨迹进行追踪,得到在吸杂口的气压为-900～-600 Pa时清选筒内具有较好的分离效果.     

气相流量变化过程瞬态压力特性的试验研究

气液混输管道中常常出现由气相流量变化引起的瞬态过程，在接近现场管道的多相流环道上进行了气量变化的瞬态试验，讨论了瞬态压力特性。当气量突变后，压力波向下游传播，各点依次发生变化，变化趋势相同，而压力最大变化值沿线衰减，压力变化速率也递减。当突然增加气相流量时，管道压力突增，其峰值超过最终稳态压力值，在峰值附近有一段时间压力基本不变，随后压力降低，向终稳态发展，而突然减小气量，变化方向则相反。气量减小的瞬态过程时间长于气量增加的瞬态过程时间。小液量和大液量工况下的瞬态压力变化有所不同，两种情况下的过冲量沿线变化趋势相反。