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固体推进剂铝团聚模型

航空动力学报 2017年第5期32卷 1224-1233页

作者：敖文刘佩进西北工业大学航天学院燃烧流动和热结构国家级重点实验室西安710072

综述了固体推进剂铝团聚研究进展,对现有研究中存在的局限性进行了讨论,并分析了未来团聚模型的趋势.铝团聚物理过程可抽象为堆积、聚集和团聚3个阶段.现有团聚模型可分为5类,分别是经验模型、口袋模型、物理模型、随机装填模型和凝相... 详细信息

综述了固体推进剂铝团聚研究进展,对现有研究中存在的局限性进行了讨论,并分析了未来团聚模型的趋势.铝团聚物理过程可抽象为堆积、聚集和团聚3个阶段.现有团聚模型可分为5类,分别是经验模型、口袋模型、物理模型、随机装填模型和凝相边界层模型.目前缺乏高精度、宽适用性的模型来准确预测铝的团聚过程.团聚模型未来发展的趋势应具备能够预测团聚物粒度分布和计算量小两大优势.由于能描述团聚过程的本质,物理模型具有很好的研究前景.开展了5MPa下含铝推进剂燃烧实验,采用高速显微拍摄技术获得推进剂燃面处铝颗粒的团聚直径,与Hermsen模型和Salita模型预测数据进行了比较,对于燃速分别为5.1mm/s和8.0mm/s的推进剂,Salita模型对于团聚直径的预示误差分别为8.7%和9.6%,而Hermsen模型对于高燃速推进剂的预示误差为19.2%.总体看来,Salita模型预示精度更为合理.

关键词：固体火箭发动机固体推进剂燃烧团聚模型铝团聚

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基于快速聚沉理论的燃煤颗粒物化学团聚模型

煤炭学报 2009年第10期34卷 1388-1393页

作者：刘加勋高继慧高建民陈国庆吴少华哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

以快速聚沉理论为基础,结合喷雾团聚过程中雾滴和颗粒物的粒子群动力学分析,提出了扩散团聚模型以及喷雾团聚模型.根据模型计算了聚沉速度常数以及不同初始条件对团聚效果的影响.结果表明:当飞灰颗粒直径大于0.1μm时,可以不考虑颗粒的... 详细信息

以快速聚沉理论为基础,结合喷雾团聚过程中雾滴和颗粒物的粒子群动力学分析,提出了扩散团聚模型以及喷雾团聚模型.根据模型计算了聚沉速度常数以及不同初始条件对团聚效果的影响.结果表明:当飞灰颗粒直径大于0.1μm时,可以不考虑颗粒的扩散效应;当飞灰颗粒粒径小于0.1μm时,扩散团聚比较明显;在相同雾滴直径时,随着团聚剂溶液流量的增加,团聚效率随之增大;在相同雾化质量的条件下,随着飞灰颗粒直径的增加,团聚率越高;相同飞灰颗粒粒径时,随着雾滴直径的减小,团聚效率升高.

关键词：快速聚沉煤燃烧团聚模型微细颗粒

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微细粉振动流化床的团聚模型

高校化学工程学报 1998年第1期12卷 76-80页

作者：唐洪波赵王君天津大学化学工程研究所天津大学化学工程系

微细粉振动流化床的团聚模型唐洪波赵王君（天津大学化学工程研究所，天津３０００７２）（天津大学化学工程系，天津３０００７２）关键词微细颗粒振动流化床团聚物团聚模型１实验１．１实验装置及流程本实验所用装置及实验流程如图... 详细信息

微细粉振动流化床的团聚模型唐洪波赵王君（天津大学化学工程研究所，天津３０００７２）（天津大学化学工程系，天津３０００７２）关键词微细颗粒振动流化床团聚物团聚模型１实验１．１实验装置及流程本实验所用装置及实验流程如图１所示，流化床内径为１９ｍｍ，高４...

关键词：微细颗粒振动流化床团聚模型微细粉流化床

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管式填料床反应器内的湍流微观混合研究

高校化学工程学报 2006年第3期20卷 390-394页

作者：杨海健张建文苗健瑞初广文陈建峰北京化工大学化学工程学院教育部超重力工程研究中心北京100029

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系研究了管式填料床反应器内的湍流微观混合。通过沿程取样分析来考察离集指数(XS)沿反应器轴向位置的分布。实验结果表明,反应物在管式填料床反应器内的离集主要发生在反应物开始相遇的区域且随着流速... 详细信息

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系研究了管式填料床反应器内的湍流微观混合。通过沿程取样分析来考察离集指数(XS)沿反应器轴向位置的分布。实验结果表明,反应物在管式填料床反应器内的离集主要发生在反应物开始相遇的区域且随着流速的增加离集状况得到明显改善。在实验基础上,采用团聚(Incorporation)模型计算得到管式填料床反应器的微观混合时间tm在1×10?3s到4×10?3s之间,明显小于搅拌槽反应器内的微观混合时间。相对于搅拌槽反应器,管式填料床反应器更适合于快速反应。同时研究表明,丝网填料的加入能提高微观混合效率。

关键词：管式填料床湍流微观混合碘化物-碘酸盐团聚模型

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Side-Tee混合器内微观混合行为研究

化学反应工程与工艺 2010年第3期26卷 198-203页

作者：杨旷初广文邹海魁邵磊陈建峰北京化工大学教育部超重力工程研究中心北京100029

选用碘化物-碘酸盐体系，利用化学探针法对Side-Tee混合器在较高雷诺数下微观混合效率进行了研究。考察了不同影响参数（如雷诺数、体积流率比、反应物浓度、粘度、管径）对Side-Tee混合器微观混合性能的影响，并用离集指数来表征其微... 详细信息

选用碘化物-碘酸盐体系，利用化学探针法对Side-Tee混合器在较高雷诺数下微观混合效率进行了研究。考察了不同影响参数（如雷诺数、体积流率比、反应物浓度、粘度、管径）对Side-Tee混合器微观混合性能的影响，并用离集指数来表征其微观混合特性。结果表明，雷诺数大于12000后碘化物-碘酸盐反应体系对混合器内微观混合状况不敏感。基于团聚模型，估算出Side-Tee混合器在实验条件下的微观混合时间为3×10^-5～3×10^-4s。表明这一型式的反应器对于快速反应尤其是纳米材料制备过程具有替代传统搅拌槽反应器的优势。

关键词： Side-Tee混合器微观混合碘化物-碘酸盐反应体系团聚模型

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超重力旋流式冷氢箱的微观混合性能

化学反应工程与工艺 2013年第6期29卷 481-487页

作者：王振元于坤石岩黄子宾程振民华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

开发了一种具有多重旋流结构的超重力旋流式冷氢箱，并以α-萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐之间的串联竞争反应为测试体系研究了操作条件对其微观混合过程的影响，并以离集指数表征微观混合性能。结果表明，离集指数随气体流量的增加而显著... 详细信息

开发了一种具有多重旋流结构的超重力旋流式冷氢箱，并以α-萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐之间的串联竞争反应为测试体系研究了操作条件对其微观混合过程的影响，并以离集指数表征微观混合性能。结果表明，离集指数随气体流量的增加而显著减小，随液体流量的增加而增大。这说明气液两相在超重力旋流式冷氢箱内实现了良好的接触，液体可以充分利用气体的推动作用提高自身的湍动程度和微观混合效果。在实验基础上，采用团聚模型获得了离集指数与微观混合时间的关系，并计算出超重力旋流式冷氢箱的微观混合时间为40～100ms，与搅拌器处于同一量级，且远小于自身的平均停留时间，说明超重力旋流式冷氢箱具有优异的微观混合性能。

关键词：冷氢箱旋流微观混合团聚模型微观混合时间

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铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究

铬黄搅拌反应釜的计算流体力学模拟研究

作者：刘凯特华东理工大学

学位级别：硕士

铬黄具有遮盖力强、价格低、耐溶剂的特点,常用于涂料和油墨等行业。为解决上海铬黄厂反应釜放大产生的质量降低问题,本文以反应体系特点和反应器结构特性相匹配的开发原则,以桨叶、底部等为研究核心,对速度、浓度、湍动能、微观混合等... 详细信息

铬黄具有遮盖力强、价格低、耐溶剂的特点,常用于涂料和油墨等行业。为解决上海铬黄厂反应釜放大产生的质量降低问题,本文以反应体系特点和反应器结构特性相匹配的开发原则,以桨叶、底部等为研究核心,对速度、浓度、湍动能、微观混合等进行分析,为铬黄工业搅拌釜的改进提供了重要参考。本文采用FLUENT软件对固-液混合过程进行数值模拟。对比实验值与模拟结果发现二者误差模型可靠;采用该模型模拟并选择最优搅拌槽结构,即上层桨为45°四叶斜桨(PBTD45)、下层桨为六直叶圆盘涡轮桨(DT-6)、底部为碟形,并在DT-6桨处加料;结合实验得出搅拌过程的单位体积输入功率为0.184-0.725kw/m3,确定1m3和40m3的最优搅拌转速分别为140rpm和60rpm;设计1m3和40m3反应器并模拟预测内部流动情况,得到微观混合分布与小试模拟结果基本吻合,并且系统标准差较小(团聚模型,预测1m3和40m3搅拌釜的产品粒径分别为0.7015和0.6179μm,符合工业上对铬黄颗粒的质量要求。本文为铬黄装置的设计及放大提供了指导依据,已应用于1m3搅拌反应器的加工制造。并成功运用CFD技术,优化铬黄生产装置的桨叶及底部,改善了搅拌效果。采用FLUENT软件研究固-液搅拌过程的微观混合特性,国内尚未有该方面的文献报道,研究对于涉及快速反应的固-液混合具有一定借鉴意义。

关键词：铬黄计算流体力学固-液悬浮微观混合团聚模型

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气—液搅拌槽内微观混合特性的实验研究

气—液搅拌槽内微观混合特性的实验研究

作者：王沛北京化工大学

学位级别：硕士

气-液搅拌反应器是化工、制药、食品、石油等行业最常见的流体混合设备。搅拌反应器内的微观混合对产物分布、产品质量和生产安全有极其重要的影响。为了尽可能的提高气-液搅拌反应器内目标产物的转化率，谋求最大的经济效益，应选择适... 详细信息

气-液搅拌反应器是化工、制药、食品、石油等行业最常见的流体混合设备。搅拌反应器内的微观混合对产物分布、产品质量和生产安全有极其重要的影响。为了尽可能的提高气-液搅拌反应器内目标产物的转化率，谋求最大的经济效益，应选择适合反应过程的混合条件，但对气-液体系中液相的微观混合研究非常有限，文献中的结论也存在矛盾。因此对气-液搅拌槽内微观混合性能进行研究是十分重要和必需的。本文以槽径300mm的不锈钢气-液(氮气-溶液)搅拌槽为研究对象，采用半椭圆管盘式涡轮搅拌桨(HEDT)单桨作为搅拌器，通过Villermaux及合作者提出的碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系，着重考察了加料时间、搅拌桨转速、加料位置、管口返混、表观气速和桨径等因素对产物分布的影响，定量研究了通气搅拌槽内的微观混合效率。结果表明：900s是适合本文微观混合实验的加料时间;无返混的情况下，离集指数随平均轴功耗的上升而减小;在桨叶高速射流区加料管口内易存在返混，改变加料管形状为向后弯曲可以减少返混;减小水平加料直管尺寸使vf/vtip≥0.05时可基本避免返混的影响;近液面下方和壁面附近的微观混合主要受气体排开液体体积功P的影响，并且近液面气泡大量破碎也有利于微观混合，近壁面低通气量对离集指数影响较小;在气泡大量聚集区，低速气泡表面阻碍液体宏观流动并减弱局部液体湍动与气体排开液体做体积功Pgas和气泡破碎引起液相湍动对微观混合是一对矛盾因素，表现为多数情况下表观气速vs=0.037时的离集指数最大;在桨叶叶端区加料，通气对离集指数的影响不大，而在稍远处，气泡的合并聚集使通气时微观混合效果不如未通气时;相同功率下，D=100mm HEDT桨分散气体作用强，使无因次加料位置d/D=0.1和0.2处连成同一湍流强度区，而D=150mm HEDT桨对气体的分散作用弱，d/D=0.1、0.2和0.3处的离集指数相差很大;在相同的无因次加料位置下，D=150mm HEDT离集指数均大于D=100mm HEDT桨;分别用前人PIV数据和团聚模型计算得出桨叶区微观混合特征时间t约为2ms;利用指数增长的团聚模型对近液面和上循环区壁面值进行了估算，并对不通气条件下桨叶区离集指数进行了模型计算。本文的研究结果对于工业大型搅拌槽的放大和优化设计具有指导意义。

关键词：气-液微观混合碘化物-碘酸盐反应体系团聚模型

声波团聚联合湍流聚并脱除细颗粒物的实验研究

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声波团聚联合湍流聚并脱除细颗粒物的实验研究

作者：何春龙华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着大气颗粒物污染问题的不断升温,现有的常规除尘器对细颗粒物的脱除效率过低,不能满足愈加严苛的环保要求。为了提高对细颗粒物的脱除效率,学者提出了烟气预处理技术。声波团聚就是一门烟气预处理技术,利用高强度的声场使烟尘中的细... 详细信息

随着大气颗粒物污染问题的不断升温,现有的常规除尘器对细颗粒物的脱除效率过低,不能满足愈加严苛的环保要求。为了提高对细颗粒物的脱除效率,学者提出了烟气预处理技术。声波团聚就是一门烟气预处理技术,利用高强度的声场使烟尘中的细颗粒物发生碰撞,团聚形成较大颗粒,从而提高常规除尘器的除尘效率。声波团聚技术具有结构布置简单,不影响设备正常运行,能适应各种恶劣条件等优点。因此利用声波团聚脱除细颗粒物被认为是最具发展潜力的除尘技术之一。针对现有声波团聚实验研究的不足,本文以电厂实际飞灰作为研究对象,搭建了声波团聚实验台,研究声场强度和声波频率对声波团聚脱除细颗粒物的影响。实验结果表明:在120dB的声场条件下,声波团聚存在最佳频率1800～2300Hz,团聚效率最高能达到25%～30%;在1300Hz的声场条件下,随着声压级的提高,团聚效率先增后减,120dB时PM2.5和PM10的团聚效率达到最大值,分别为21.9%和24.8%。在高强度的声场中,大颗粒由于自身结构等原因会发生破碎现象。针对大颗粒破碎现象,本文以正向动力团聚模型为基础,从微观尺度对颗粒进行受力分析,考虑声场作用下的颗粒破碎影响,对现有的声波团聚模型进行了改进。本文对声波团聚联合湍流聚并脱除细颗粒物进行了探索研究,通过仿真模拟了团聚室内的声场、流场分布,结合实验进行分析,探索该技术的可行性以及改进方向,对细颗粒物的控制排放技术的工程运用具有重要意义。实验结果表明在湍流聚并中加入声场,可以显著提高湍流聚并对细颗粒物的团聚效率。

关键词：声波团聚团聚模型湍流聚并细颗粒物