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Analysis of Turbulence Structure in the Stirred Tank with a Deep Hollow Blade Disc Turbine by Time-resolved PIV

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2010年第4期18卷 588-599页

作者：刘心洪包雨云李志鹏高正明 School of Chemical Engineering Beijing University of Chemical Technology Beijing 100029 China

The turbulence structure in the stirred tank with a deep hollow blade(semi-ellispe) disc turbine(HEDT) was investigated by using time-resolved particle image velocimetry(TRPIV) and traditional *** the stirred tank,the turbulence generated by blade passage includes the periodic components and the random turbulent *** PIV with angle-resolved measurement and TRPIV with wavelet analysis were both used to obtain the random turbulent kinetic energy as a *** wavelet analysis method was successfully used in this work to separate the random turbulent kinetic *** distributions of the periodic kinetic energy and the random turbulent kinetic energy were *** the impeller region,the averaged random turbulent kinetic energy was about 2.6 times of the averaged periodic *** kinetic energies at different wavelet scales from a6 to d1 were also calculated and *** was used to record the sequence of instantaneous velocity in the impeller *** evolution of the impeller stream was observed clearly and the sequence of the vorticity field was also obtained for the identification of *** slope of the energy spectrum was approximately-5/3 in high frequency representing the existence of inertial subrange and some isotropic properties in stirred *** the power spectral density(PSD) ,one peak existed evidently,which was located at f0(blade passage frequency) generated by the blade passage.

关键词： stirred tank time-resolved particle image velocimetry wavelet analysis energy spectrum power spectral density turbulent kinetic energy

用2D-PIV方法研究固-液方形搅拌槽内液相湍流

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过程工程学报 2010年第1期10卷 1-9页

作者：江涵刘心洪黄雄斌北京化工大学化学工程学院北京100029

采用粒子图像测速和分析技术,研究了固-液方槽体系中液相湍流特性.测得固体颗粒浓度从0增加到0.9%(φ)时,液相在桨叶区和近壁区的湍流流场分布.结果表明,随固体颗粒浓度增加到0.9%(φ),液相轴向平均速度持续减小,在桨叶区其衰减幅度Δv... 详细信息

采用粒子图像测速和分析技术,研究了固-液方槽体系中液相湍流特性.测得固体颗粒浓度从0增加到0.9%(φ)时,液相在桨叶区和近壁区的湍流流场分布.结果表明,随固体颗粒浓度增加到0.9%(φ),液相轴向平均速度持续减小,在桨叶区其衰减幅度Δv*与固体颗粒浓度Cv的关系为Δv*∝Cv0.776,近壁区为Δv*∝Cv1.474.桨叶区湍流动能分布较复杂,与单相相比,固体颗粒浓度从0增加到0.5%(φ)时,湍流动能增强;固体颗粒浓度从0.5%增加到0.9%(φ)时,湍流动能减小.在整个测量区域,随固体颗粒浓度增加,平均湍流动能呈减小趋势,拟合平均湍流动能k与固体颗粒浓度的关系为k/vt2ip∝Cv-0.073,平均湍流动能耗散率呈增长趋势,拟合平均湍流动能耗散速率ε与固体颗粒浓度的关系为ε/(D2N3)∝Cv1.113.

关键词： PIV方法固-液搅拌槽湍流动能湍流动能耗散率

采用大涡PIV方法研究搅拌槽内湍流动能耗散率

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过程工程学报 2008年第3期8卷 425-431页

作者：刘心洪闵健潘春妹高正明陈文民北京化工大学化学工程学院中国中煤能源集团公司北京100029北京100010

在槽径为0.476m的六直叶涡轮桨搅拌槽内,采用粒子图像测速仪(PIV)对桨叶区的流场进行了实验研究,得到了桨叶区的平均流速和湍流动能(k)分布,采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率(ε)分布进行了估算,计算了ε与k的相关系数.结果表明大涡PIV... 详细信息

在槽径为0.476m的六直叶涡轮桨搅拌槽内,采用粒子图像测速仪(PIV)对桨叶区的流场进行了实验研究,得到了桨叶区的平均流速和湍流动能(k)分布,采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率(ε)分布进行了估算,计算了ε与k的相关系数.结果表明大涡PIV方法能有效地估算ε分布;桨叶区的射流向上倾斜,两尾涡分布于射流两侧,射流的倾角和两尾涡中心间距随射流向壁面运动而变化,射流倾角先增大再减小,相位角θ=40o时达到最大值13.2o,两尾涡中心间距先减小再增大,θ=20o时达到最小值0.0387(用槽径T无因次化);湍流动能和湍流动能耗散率峰值均位于尾涡靠近射流的区域;湍流动能和湍流动能耗散率的平均相关系数为0.363,射流核心区相关系数小于周边区域.

关键词：粒子图像测速仪大涡模拟湍流动能湍流动能耗散率尾涡相关系数

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CBY桨搅拌槽内湍流结构的研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2010年第5期37卷 5-9页

作者：刘心洪郭欣高正明北京化工大学化学工程学院北京100029

在槽径为0.192m的CBY桨搅拌槽内,采用时间解析粒子图像测速仪(tim e-resolved PIV,TRPIV)和常规二维粒子图像测速仪(2DPIV)对搅拌槽中速度场进行了测量。分别用小波分析法和角度解析法将搅拌槽中周期性脉动和湍流脉动分开,发现两种方法... 详细信息

在槽径为0.192m的CBY桨搅拌槽内,采用时间解析粒子图像测速仪(tim e-resolved PIV,TRPIV)和常规二维粒子图像测速仪(2DPIV)对搅拌槽中速度场进行了测量。分别用小波分析法和角度解析法将搅拌槽中周期性脉动和湍流脉动分开,发现两种方法所得的结果具有较好的一致性,说明了小波分析方法能够提取湍流动能。进一步研究表明,小波分析能将脉动速度分解到各个尺度上,频率越低的尺度所含的能量越大,且各尺度能量有着相似的分布规律。此外,随着雷诺数的增大,无因次化后的周期性脉动动能和真实湍流动能基本不变。

关键词：小波分析搅拌槽 TR PIV 湍流结构能谱

Particle Image Velocimetry Study of Turbulence Characteristics in a Vessel Agitated by a Dual Rushton Impeller

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2008年第5期16卷 700-708页

作者：刘心洪包雨云李志鹏高正明 John M. Smith School of Chemical Engineering Beijing University of Chemical Technology Beijing 100029 China Fluids and Systems Research Centre School of Engineering （J2） University of Surrey Guildford GU2 7XH UK

Particle Image Velocimetry （PIV） has been used to investigate turbulence characteristics in a 0.48 m diameter stirred vessel filled to a liquid height （ H = 1.4T ） of 0.67 m. The agitator had dual Rushton impellers of 0.19 m diameter （ D = 0.4T ）. The developed flow patterns depend on the clearance of the lower impeller above the base of the vessel, the spacing between the two impellers, and the submergence of the upper impeller below the liq- uid surface. Their combinations can generate three basic flow patterns, named, parallel, merging and diverging flows. The results of velocity measurement show that the flow characteristics in the impeller jet flow region changes very little for different positions. Average velocity, trailing vortices and shear strain rate distributions for three flow patterns were measured by using PIV technique. The characteristics of trailing vortex and its trajectory were described in detail for those three flow patterns. Since the space-resolution of PIV can only reach the sub-grid rather than the Kolmogorov scale, a large-eddy PIV analysis has been used to estimate the distribution of the turbulent kinetic energy dissipation. Comparison of the distributions of turbulent kinetic energy and dissipation rate in merging flow shows that the highest turbulent kinetic energy and dissipation are both located in the vortex regions, but the maxima are at somewhat different lo- cations behind the blade. About 37% of the total energy is dissipated in dual impeller jet flow regions. The obtained distribution of shear strain rate for merging flow is similar to that of turbulence dissipation, with the shear strain rate around the trailing vortices much higher than in other areas.

关键词： dual Rushton impeller flow pattern large-eddy particle image velocimetry trailing vortex kinetic energy dissipation rate

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涡轮桨搅拌槽内流动及尾涡特性研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2009年第6期36卷 16-21页

作者：程先明李志鹏高正明刘心洪北京化工大学化学工程学院北京100029

采用颗粒成像测速仪(PIV),实验测定了相同功率下两种不同叶片长度的六直叶涡轮桨(RT桨)的流动场,分析了叶片长度对液相速率、湍流动能和尾涡特性的影响规律,并研究了桨叶离底距离对尾涡特性的影响。结果表明,径向速率分布差别不大,而长... 详细信息

采用颗粒成像测速仪(PIV),实验测定了相同功率下两种不同叶片长度的六直叶涡轮桨(RT桨)的流动场,分析了叶片长度对液相速率、湍流动能和尾涡特性的影响规律,并研究了桨叶离底距离对尾涡特性的影响。结果表明,径向速率分布差别不大,而长桨叶的轴向速率大于短桨叶,最大相差达40%。对于湍流动能,二者在近桨叶区数值相近,但在远桨叶区长叶桨较短叶桨的湍动要强,最大差值30%;对于尾涡特性,上下尾涡发展轨迹、涡量大小是不对称的,下尾涡较上尾涡发展稍快,且涡量较大,涡量大20%左右。

关键词：流场尾涡粒子图像测速仪搅拌槽

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搅拌槽内湍流动能耗散率的估算进展

化工进展 2012年第S2期31卷 27-30页

作者：刘心洪刘燕军刘英莉冯文强赵丹丹郑国芝防化研究院北京102205

在搅拌槽内,化学反应效率取决于微观混合程度,而微观混合程度又取决于湍流动能耗散率的大小。本文介绍了5种估算湍流动能耗散率的方法———直接测量法、量纲分析法、湍流动能平衡法、大涡PIV法和湍流能谱法,并且从流体力学理论和测量... 详细信息

在搅拌槽内,化学反应效率取决于微观混合程度,而微观混合程度又取决于湍流动能耗散率的大小。本文介绍了5种估算湍流动能耗散率的方法———直接测量法、量纲分析法、湍流动能平衡法、大涡PIV法和湍流能谱法,并且从流体力学理论和测量技术两方面分析了这些方法的优劣。

关键词：湍流动能耗散率搅拌槽粒子图像测速(particleimage velocimetry) 大涡模拟

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一种化学灾害应急处置系统的研制设想

一种化学灾害应急处置系统的研制设想

化学发展与公共安全——第三届全国“公共安全领域中的化学问题”学术研讨会

作者：邹志云胡真刘燕军刘心洪吴春华郭宁防化研究院

危险化学品灾害处置面临日益严峻的形势,建设环境友好和可持续发展的绿色生态社会对危险化学品处置能力和处置保障方式提出了更高的要求,危险化学品处置装备的发展变化必须与此相适应,由此提出了研制危险化学品灾害现场应急处置系统的... 详细信息

危险化学品灾害处置面临日益严峻的形势,建设环境友好和可持续发展的绿色生态社会对危险化学品处置能力和处置保障方式提出了更高的要求,危险化学品处置装备的发展变化必须与此相适应,由此提出了研制危险化学品灾害现场应急处置系统的初步设想。研制的危险化学品灾害现场应急处置系统设计由检测预警指挥车、应急处置车和销毁处理车三车组组成,可快速机动,遂行信息化条件下联合行动,进行化学危害防治、化学事故应急救援,全面实现危险化学品的现场化验、检测、事故预警与处置决策、应急处置与销毁处理功能。

关键词：危险化学品事故处置化学危害防治化学事故应急救援

来源： cnki会议评论

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危险化学品泄漏带压密封处置技术

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