荷电颗粒多相湍流数学模型的构建

随着静电喷雾技术的发展,对荷电多相湍流的研究也不断深入,由于这一流动现场极其复杂,模型构建的难度增大.在多相湍流模型建立的理论基础上,采用双流体模型,考虑湍流脉动与电场耦合作用,引入“体平均”概念,构建了荷电多相湍流数学模型.“双流体”多相湍流模型在工业领域模拟复杂湍流中的成功应用和不断发展,为荷电多相湍流提供了新的工程模拟模型和方法.在单相荷电流体湍流模型方程建立的基础上,根据“双流体”多相湍流模型建立的理论基础,把荷电颗粒当作拟流体处理,借用拟流体多相湍流描述方程建立的方法,推导了荷电颗粒拟流体多相湍流的描述方程,为进一步获得荷电颗粒拟流体多相湍流模型提供了基础.     

静电凝并中荷电粒子的运动方程及近似解

本文分析静电除尘器预凝并粒子的运动情况,研究了荷电气固两相流中粒子运动与气流运动的关系,通过对荷电粒子的受力分析,在粒子运动过程中考虑了库仑力、压差力、附加质量力、Stokes阻力以及Basset力对荷电粒子的作用,而忽略其它力的影响,建立了湍流中描述粒子运动的基本方程—BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程,用谱分解方法进行求解,并得到荷电粒子凝并运动方程的两组近似解,从而确定了粒子运动与气流运动的关系,αr为近似解的重要参数,随着αr的变化,粒子运动的复杂性随之变化。     

荷电喷雾改善烟气脱硫效果的机理及试验

为了研究荷电喷雾对湿法烟气脱硫的增益作用,探讨荷电雾滴表面特性、荷电特性及运动特性与传质的关系,采用石灰浆荷电雾化的方法进行了荷电喷雾烟气脱硫试验,获得了不同液气比、Ca/S摩尔比和荷电电压下的烟气脱硫效率.结果表明：脱硫效率随着液气比、Ca/S摩尔比、荷电电压的增大而提高,且提高的趋势都在逐渐变缓,提高幅度最大为10%.高压静电场的存在改善了雾滴的表面吸收特性,增加了雾滴表面Ca2＋的含量;荷电雾滴表面张力的减小降低了气体的传质阻力;雾滴带电及非过剩电荷感应极化作用,增加了雾滴吸收SO2的附加作用力;此外,高压静电作用下的二次雾化减小了雾滴粒径,增大了气液接触的总面积;带有同种电荷雾滴之间的相互排斥,雾滴在脱硫塔内部分布均匀.以上诸因素都有利于烟气脱硫效果的改善.     

气流中荷电液滴破碎数值模拟

荷电液滴破碎过程十分复杂，影响因素繁多，并且破碎时间短暂。难以进行试验研究。对荷电液滴的破碎过程进行了分析，根据荷电后液体表面张力的变化，得出荷电液滴耽数的表达式，得出破碎过程的主要影响因素有气液相对速度、气液物性参数以及静电场。在此基础上，选用VOF多相流模型、四边形网格和SIMPLE算法，设定不同的气液相对速度、液滴初始粒径等参数。对液滴破碎过程进行了数值模拟。模拟结果发现耽数不同，液滴有可能出现袋形破碎、剪切破碎或爆炸破碎。对于低粘度液体，We数可以作为破碎类型的主要判别依据。气液参数相同的情况下，荷电液滴耽数大，液滴更容易发生变形破碎。     

离心输油泵故障诊断专家系统的研究与实现

提出了一种新的对基本神经网络进行组合的思路，将基本神经网络分层联接，每一层对应对象的某一属性，并根据属性分类。以这一思路为指导，组建了BP网络与竞争网络组织相结合的神经网络，并以此为核心，搭建了离心输油泵故障诊断专家系统的框架。     

静电喷粉颗粒沉积速度的实验研究

静电喷粉中荷质比和荷电颗粒的沉积速度是影响沉积效果的主要因素。介绍了根据静电喷粉的特点研制的群体荷电颗粒荷质比测量装置。应用激光多普勒测量仪（ＬＤＶ）在静电喷粉沉积模拟实验装置上测量了荷电颗粒在模拟目标物附近的运动速度,发现荷电颗粒在静电场力的作用下有向模拟目标物运动的趋势,静电场的明显作用范围在距离目标物０．０４ｍ左右;沉积模拟实验证实静电喷粉可以提高颗粒在模拟目标物尤其是其背面的沉积量。     

静电喷粉颗粒沉积过程数值模拟与实验研究

以经典的圆柱绕流为例,通过对建立的颗粒群模型进行数值模拟和应用激光多普勒测速技术,从理论和实验上研究了静电喷粉的沉积特性,发现颗粒荷电对颗粒运动特性有明显的影响;在相同的荷质比时,颗粒荷电的影响随颗粒尺寸的增加而增加,影响的结果是增加了颗粒向农作物沉积的趋势。数值模拟和实验结果的对比表明,颗粒群模型合理地描述了荷电颗粒的运动特性。     

双流体荷电喷雾结构的PIV测量

在荷电喷雾流动中,高压静电场产生的库仑力、极化力与流体力耦合作用在雾滴上,从而对带电雾滴的运动特性产生显著影响,在射流边缘区域出现卷吸作用而产生涡漩流动。为了对双流体荷电喷雾结构进行分析,探讨雾滴荷电对喷雾结构的影响以及由此产生的传热、传质强化作用,利用粒子速度场仪测量了石灰浆液双流体荷电喷雾流动流场。用图像采集卡将CCD相机拍摄的流动图像实时传送并储存到计算机中,采用TSI公司Insight 3.3软件对喷雾图像进行处理和分析。试验结果表明：双流体荷电喷雾流动结构具有明显不同与非荷电喷雾的特点,射流流动在库仑力、极化力等电场力的作用下形成具有明显特征的4个区域：主射流区、上卷吸区、下卷吸区和影响区。双流体荷电喷雾从单一的卷吸现象形成了较为复杂的涡漩结构,有利于增强雾滴与周围气相介质的接触,增强雾滴传热传质能力。     

MOCVD反应器的数学模型及其数值模拟

以垂直金属有机化学气相沉积(MOCVD)反应器沉积GaN为对象，建立了反应器内部数学模型。模型中包括了流动、传热和传质方程。通过应用非结构化网格划分复杂模型，在此基础上，计算了反应器中流场和温度场的分布。计算结果对于分析轴向对称立式MOCVD反应器中热量和动量输运现象均有普遍指导意义，为优化设计MOCVD反应器提供了理论依据。     

荷电改善喷雾均匀性的实验研究

荷电喷雾技术在许多领域都得到了广泛应用,但对荷电喷雾的理论研究尚不深入。该项实验研究中设计使用了普通压力雾化喷 头、采用环状尖电极,测量了荷电喷雾的粒径和用ＰＩＶ测量其速度场,并与非荷电情况进行了比较,结果表明,雾滴荷电在提高喷雾均匀性、细化雾滴粒径等方面有明显效果。作为荷电喷雾的基础实验研究,该项研究为荷电喷雾理论的研究提供一定的试验研究依据。