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射流强化气液两相流体动力学特性的数值模拟 被引量：1
1
作者 董鑫 薛璨 +2 位作者 单永瑞 冯颖 张建伟 《过程工程学报》 北大核心 2025年第8期820-833,共14页
在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度... 在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液中,气液比和液相流变特性对气相速度、气泡尺寸、气含率分布及气液两相流态的影响。研究表明,由于气相的扩散运动以及对液相环境的扰动,流场内存在涡旋结构,增强了气液两相间相互作用。随气液比增大,流场内湍动剧烈,促进气液两相混合,扩散了流线,流线分布疏散。气泡直径增大,气泡尺寸分布由单峰逐渐向双峰转变,且随液相浓度增加气泡直径分布范围增大。相较于清水,CMC水溶液中气泡射流气含率低,气泡分散宽度增加,气泡射流的流动行为发生变化。随气液比增加,流场内湍动加强,气泡射流核心处气相体积分数增加,涡结构强化了局部混合。气相向液相环境中的分散宽度增加,气液界面的有效接触面积增加,气液两相间的传质效率提高,且随液相浓度增加分散效果更明显。 展开更多
关键词 气泡射流 幂律流体 数值模拟 气液两相流
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表面活性剂溶液中同轴上升双气泡的碰撞行为
2
作者 郭凯 刘鲲 +3 位作者 郑龙云 魏宏旭 苏文龙 刘春江 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第10期1045-1056,共12页
气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB... 气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中的自由上升过程,利用虚拟双目立体视觉系统和气泡三维重构代码精确获取气泡上升过程中的特征参数.实验结果表明,CTAB溶液中气泡的碰撞频率显著高于超纯水,且随CTAB溶液浓度升高而升高.根据实验结果,对气泡碰撞频率与CTAB浓度的关系进行了拟合,得到了关于碰撞频率的经验关联式.实验还观察到两变形气泡碰撞后出现聚并、推动、并排和超越4种现象.统计了上述4种现象在CTAB溶液中出现的频率.进一步对运动行为进行相关性分析,根据滞帽模型的描述,表面活性剂分子在气泡表面的积累抑制了气泡运动在水平方向上的振荡,导致水平方向气泡运动距离大幅变小,从而使得气泡碰撞频率提高,碰撞频率最高可达0.83,远高于超纯水中的0.13.本研究揭示了表面活性剂溶液中两气泡碰撞的新现象,并探讨了碰撞机理,得到了影响气泡碰撞频率的主要因素之一——气泡之间的水平距离,并从单气泡流场分布的角度进行了初步的理论分析. 展开更多
关键词 气泡 气液两相流 气泡碰撞 表面活性剂 气泡聚并 表面污染
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三喷嘴开放式撞击流反应器液滴破碎行为可视化实验研究
3
作者 张珺 梁鹏飞 刘有智 《化学工程》 北大核心 2025年第10期55-61,共7页
采用高速相机对三喷嘴开放式撞击流反应器内不同入射速度、水平喷嘴间距w以及垂直喷嘴间距h下液滴破碎过程、直径、速度等液滴行为进行研究。入射速度增大,液滴拉伸断裂越早,越容易形成液滴,液滴数量显著增大,液滴直径概率密度峰值左移... 采用高速相机对三喷嘴开放式撞击流反应器内不同入射速度、水平喷嘴间距w以及垂直喷嘴间距h下液滴破碎过程、直径、速度等液滴行为进行研究。入射速度增大,液滴拉伸断裂越早,越容易形成液滴,液滴数量显著增大,液滴直径概率密度峰值左移,液滴直径减小,液滴分布更窄、更均匀,径向速度u和轴向速度v均增大。但同时增大w、h,液滴直径增大,液滴直径概率密度峰值右移;由于液滴尺寸、入射速度及喷嘴间距的影响,液滴向y轴负方向运动时,u和v变化规律不一致。研究结果表明:较小入射速度下,喷嘴间距对液滴破碎影响较显著,随入射速度增大,入射速度和喷嘴间距对液滴破碎影响更加复杂。 展开更多
关键词 三喷嘴开放式撞击流 液滴直径 径向速度 轴向速度 液滴破碎
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非浸没撞击流反应器流体流动特性数值模拟
4
作者 张建伟 谭良习 +1 位作者 董鑫 冯颖 《沈阳化工大学学报》 2025年第3期292-303,共12页
为研究非浸没撞击流水平对置撞击流反应器的流场特性,采用Fluent软件并利用大涡模拟方法对撞击流反应器在非浸没状态下的流体流动特性进行数值模拟.分析了不同进口速度和喷嘴间距下反应器内流场速度、涡量及压力的分布规律.结果表明:速... 为研究非浸没撞击流水平对置撞击流反应器的流场特性,采用Fluent软件并利用大涡模拟方法对撞击流反应器在非浸没状态下的流体流动特性进行数值模拟.分析了不同进口速度和喷嘴间距下反应器内流场速度、涡量及压力的分布规律.结果表明:速度大小沿喷嘴轴向呈现先减小后增大的对称分布,而涡量和压力则为先增大后减小的对称分布.随着进口速度增加,撞击区涡量大小和分布范围增大;进口速度为1.77 m·s^(-1)时撞击区中心处涡量最大;当进口速度继续增大时,涡量降低.进口速度从1.00 m·s^(-1)增大到1.30 m·s^(-1)时,射流区压力和径向射流压力迅速减小.当喷嘴间距L=3D,进口速度v=1.77 m·s^(-1)时,涡量最大,有利于混合,是最佳工况. 展开更多
关键词 撞击流 非浸没 大涡模拟 流场特性
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基于OBE理念的化工原理伯努利方程教学设计
5
作者 史德青 王明 王万里 《化纤与纺织技术》 2025年第10期224-226,共3页
伯努利方程是化工原理课程中流体流动章节的核心内容。基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念对伯努利方程的教学过程进行设计,首先明确要达到的知识、能力和素质等教学目标,然后以线上教学资源为基础,引导学生进行课前自... 伯努利方程是化工原理课程中流体流动章节的核心内容。基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念对伯努利方程的教学过程进行设计,首先明确要达到的知识、能力和素质等教学目标,然后以线上教学资源为基础,引导学生进行课前自主学习和自测,接着分析学生自测结果,课上进行针对性的内容讲解、例题讲解和案例分析,并组织小组讨论,课后布置习题和大作业以帮助学生巩固知识,并培养其团队协作能力。实施上述教学过程后,学生能够掌握伯努利方程相关知识,并能用方程分析和解决一般工程问题,达成了最初设定的教学目标。 展开更多
关键词 伯努利方程 OBE理念 教学设计
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基于k-means机器学习方法的气固循环流化床颗粒聚团特性 被引量：2
6
作者 孙俭 张海勇 +4 位作者 王成秀 孙泽能 蓝兴英 高金森 祝京旭 《化工进展》 北大核心 2025年第2期625-634,共10页
循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G... 循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G_(s)=50~300kg/(m^(2)·s)的二维循环流化床内的流场结构进行了可视化采样。采用k-means机器学习算法辅助图像处理,实现复杂流场中颗粒聚团的识别以及定量表征。结果表明,当U_(g)=9m/s时,随着G_(s)由50kg/(m^(2)·s)增大至300kg/(m^(2)·s),颗粒聚团频率由116Hz增加到327Hz,增长了近2倍。平均颗粒聚团浓度在横向截面中心区域y/Y=0~0.7处分布较为均匀,在y/Y=0.7~0.9的边壁处迅速增大。边壁处平均颗粒聚团浓度的变化幅度约为中心区域的3倍。平均颗粒聚团速度以及平均颗粒等效直径在横向上均表现出相同的变化趋势,均由中心向边壁递减。结合实验数据,对不同聚团参数进行拟合,获得了定量预测各个参数的关联式。对比实验数据与预测数据发现,本实验建立的定量关联式获得的预测结果相对误差均在30%以下。本研究结果定量地揭示了循环流化床内各颗粒聚团特性的分布规律,可以为循环流化床气固流动模型开发和过程强化提供数据参考。 展开更多
关键词 流态化 循环流化床 k-means机器学习 颗粒聚团 预测
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入口压力及系统压差对气体输送系统流量的影响 被引量：2
7
作者 汪涵 朱春英 +1 位作者 马友光 付涛涛 《化工学报》 北大核心 2025年第2期596-611,共16页
使用气体输送系统进行实验过程中时常会出现实际流量发生偏差的现象,并且不同入口压力和系统压差下其偏差值大小不同,一定情况下会影响实验结果的准确性,可通过误差预测对实验结果进行修正。以氮气输送系统为例,通过改变入口压力、压差... 使用气体输送系统进行实验过程中时常会出现实际流量发生偏差的现象,并且不同入口压力和系统压差下其偏差值大小不同,一定情况下会影响实验结果的准确性,可通过误差预测对实验结果进行修正。以氮气输送系统为例,通过改变入口压力、压差和流量大小与范围并测量实际流量,进行误差分析和预测。研究结果表明,系统压差对流量控制的影响较小,而入口压力的增大需要配合背压阀的使用从而提高系统的精度,因此可以增加入口压力使偏差值更小。同时,根据理论推导和实验结果提出了普适的误差值与流量值的预测模型,可准确预测实际流量,为气体输送系统的误差分析与精准控制提供了新思路。 展开更多
关键词 气体 气力输送 测量 质量流量计 误差分析 流量控制
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含列管束鼓泡塔的CFD模拟:湍流模型的影响 被引量：2
8
作者 张南 管小平 +1 位作者 王康军 杨宁 《过程工程学报》 北大核心 2025年第3期261-272,共12页
含列管束鼓泡塔的CFD模拟结果准确性与相间作用力模型、湍流模型等封闭模型有关。本工作考察了常用的6种湍流模型(标准k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、标准k-ω、SST k-ω和RSM)对不含内构件及含列管束的中试规模鼓泡塔内流体动力学... 含列管束鼓泡塔的CFD模拟结果准确性与相间作用力模型、湍流模型等封闭模型有关。本工作考察了常用的6种湍流模型(标准k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、标准k-ω、SST k-ω和RSM)对不含内构件及含列管束的中试规模鼓泡塔内流体动力学的影响。结果表明,RSM预测的空塔内流体的湍流动能、湍流耗散率和湍流黏度均远高于涡黏模型(k-ε模型、k-ω模型),但在模拟列管塔时这种差距明显缩小,而且列管显著抑制了液相的湍动程度。同时,将鼓泡塔内气含率及轴向液速的模拟值与实验测量数据进行了对比,发现涡黏模型仅可准确预测空塔内中心区域气含率而RSM可预测其余区域气含率,6种湍流模型预测的列管塔内气含率径向分布几乎一致;Realizable k-ε模型预测的空塔及列管塔内轴向液速值与实验数据高度吻合,明显优于其他湍流模型,在模拟鼓泡塔内流体力学时推荐使用。 展开更多
关键词 鼓泡塔 列管内构件 两相流 计算流体力学 湍流模型
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压滤式水电解槽乳突板内的流动特性分析与优化 被引量：1
9
作者 白谨豪 管小平 杨宁 《化工学报》 北大核心 2025年第2期584-595,共12页
电解水制氢是引领未来绿色能源发展的重要途径。压滤式水电解槽是常用的工业制氢装置,其中电解液分布的均匀性对提高电解效率和延长电极寿命至关重要。然而,传统的乳突板内流场分布均匀性差,导致电解效率变低,甚至出现局部温度过高,从... 电解水制氢是引领未来绿色能源发展的重要途径。压滤式水电解槽是常用的工业制氢装置,其中电解液分布的均匀性对提高电解效率和延长电极寿命至关重要。然而,传统的乳突板内流场分布均匀性差,导致电解效率变低,甚至出现局部温度过高,从而引发电极烧蚀等安全问题。为改善这一现象,提出“中心密,两侧疏”的凹凸单元分布策略,以改善极板内部的碱液流场分布。首先,搭建乳突板可视化实验平台,研究碱液停留时间分布,并用于数学模型验证。进而模拟了四组不同结构乳突板的单相流特性,并耦合颗粒追踪算法定量表征流动死区。结果表明,新的凹凸单元分布策略能使电解液在电解槽内的流场更加均匀,减少碱液的返混现象,降低流动死区的产生。此外,该方法还提高了系统的操作弹性,使其能够适应更广泛的流量条件。 展开更多
关键词 电解水制氢 压滤式电解槽 凹凸结构 流动均匀性 结构改进 流动死区 停留时间分布
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基于神经网络和CFD的规整填料塔流体力学计算 被引量：1
10
作者 李邢 曾爱武 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第1期130-137,共8页
提出一种结合计算流体力学(CFD)和BP(Back Propagation)人工神经网络的多尺度计算方法,计算规整填料塔上的流体力学行为。根据最小特征单元实际尺寸建立小尺度三维CFD模型,研究了填料塔单气相和气液两相流体流动分布方式,弥补了在研究... 提出一种结合计算流体力学(CFD)和BP(Back Propagation)人工神经网络的多尺度计算方法,计算规整填料塔上的流体力学行为。根据最小特征单元实际尺寸建立小尺度三维CFD模型,研究了填料塔单气相和气液两相流体流动分布方式,弥补了在研究塔壁单元和层间转换单元产生压降方面的缺陷。建立了结点网络模型,计算全塔的流体分布等宏观信息。以CFD计算收集到的数据集训练了2组神经网络模型,分别以结点流量为输入计算干塔压降和持液量。计算结果与相关实验数据比较,干塔压降计算模型的平均相对偏差为8.63%,最大相对偏差为14.02%。持液量计算模型的平均相对偏差约为9.63%,最大相对偏差为13.97%。这表明该训练好的人工神经网络模型具备较好的预测能力,结果较为可信。 展开更多
关键词 规整填料 计算流体力学 BP神经网络 干塔压降 持液量
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基于振荡射流的撞击流反应器混合特性数值模拟
11
作者 张建伟 阴苗苗 +1 位作者 董鑫 冯颖 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4488-4499,共12页
为提高撞击流反应器的混合性能,设计了一种新型自激振荡撞击流反应器,并采用数值模拟方法对其内部流场动力学特征与物质混合过程进行了分析。采用剪切应力输运k-ω(SST)湍流模型模拟了喷嘴内流体流动模式及撞击流反应器内流型分布,考察... 为提高撞击流反应器的混合性能,设计了一种新型自激振荡撞击流反应器,并采用数值模拟方法对其内部流场动力学特征与物质混合过程进行了分析。采用剪切应力输运k-ω(SST)湍流模型模拟了喷嘴内流体流动模式及撞击流反应器内流型分布,考察了雷诺数对射流振荡频率及反应器混合性能的影响。研究结果表明:喷嘴出口射流的振荡是由喷嘴腔室内循环泡的重复生长过程控制,反应器内流场分布受两侧射流偏转角度影响。射流振荡频率随着雷诺数的增大而增加,高频振荡使得两股流体的剪切和径向运动速度加快,雷诺数为30000,混合时间为50s时,反应器出口混合强度达到0.962。本研究拓展了基于振荡射流的撞击流动力学理论体系,为高效反应器设计提供了新思路。 展开更多
关键词 撞击流 振荡射流 流动特性 混合性能 数值模拟
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气固摆动流化床的起始流化特性
12
作者 吴邦华 王德武 +3 位作者 王若瑾 刘燕 徐荣升 张少峰 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3770-3780,共11页
通过降速法与视频观测相结合的方式,本文对气固摆动流化床内气固流动随摆动过程的变化规律、床层压降和起始流化速度的变化特性等进行了研究,并与静止直立床、倾斜床进行了对比,分析了摆动对起始流化的影响,建立了摆动流化床起始流化速... 通过降速法与视频观测相结合的方式,本文对气固摆动流化床内气固流动随摆动过程的变化规律、床层压降和起始流化速度的变化特性等进行了研究,并与静止直立床、倾斜床进行了对比,分析了摆动对起始流化的影响,建立了摆动流化床起始流化速度预测模型。结果表明:摆动床降速至小于起始流化速度时,床面几乎垂直于壁面,不再随床体摆动而产生倾斜;起始流化速度随着摆动幅度增大或摆动周期减小而减小,在初始装料高度相同的情况下,起始流化速度从大到小依次为直立床>倾斜床>摆动床;通过受力分析建立了摆动床起始流化速度预测模型,其拟合程度良好。 展开更多
关键词 流态化 摆动流化床 起始流化速度 流化曲线 床层压降 预测模型
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改进的T型微通道内双水相液滴的制备
13
作者 魏攀攀 刘怿楠 +3 位作者 朱春英 付涛涛 高习群 马友光 《化工学报》 北大核心 2025年第2期576-583,共8页
研究了改进的缩口T型微通道和毛细管嵌入阶梯式T型微通道内双水相液滴的制备,基于液滴尺寸对这两种微通道进行了比较。结果表明,其流型为喷射-弹状流和喷射-滴落流,流型的转变受到两相流率控制。而在毛细管嵌入阶梯式T型微通道内,液滴... 研究了改进的缩口T型微通道和毛细管嵌入阶梯式T型微通道内双水相液滴的制备,基于液滴尺寸对这两种微通道进行了比较。结果表明,其流型为喷射-弹状流和喷射-滴落流,流型的转变受到两相流率控制。而在毛细管嵌入阶梯式T型微通道内,液滴的生成范围和稳定程度明显优于缩口T型微通道。在两个微通道内液滴生成尺寸的变化规律是相似的,均随着连续相流率的增大而减小,随着分散相流率的增大而增大,但毛细管嵌入阶梯式T型微通道内生成的液滴尺寸相较于缩口T型微通道更小。建立了液滴尺寸的预测模型,对两种微通道均具有良好的预测效果。 展开更多
关键词 双水相系统 液滴 微通道 两相流 微尺度
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添加纵向内构件的摇摆流化床气固流动规律
14
作者 徐荣升 王德武 +3 位作者 王若瑾 刘燕 吴邦华 张少峰 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3781-3793,共13页
针对摇摆流化床内气固分布不均所致流化质量降低问题,本文设计了一种新型纵向内构件,对添加纵向内构件的摇摆流化床(LIMRFB)内气固流动规律及内构件作用效果等进行了实验研究,并与未添加纵向内构件的摇摆流化床(RFB)进行了对比。结果表... 针对摇摆流化床内气固分布不均所致流化质量降低问题,本文设计了一种新型纵向内构件,对添加纵向内构件的摇摆流化床(LIMRFB)内气固流动规律及内构件作用效果等进行了实验研究,并与未添加纵向内构件的摇摆流化床(RFB)进行了对比。结果表明:与RFB相比,纵向内构件能够在一定程度上抑制气泡向边壁区域的聚集行为,进而达到提高床层流化质量的目的。在LIMRFB内,气含量增加,壁面区域气泡尺寸减小、上升速度降低、分布更加均匀,沿摇摆方向两侧料位高度差降低;在内构件安装高度所对应的区域(Z_(1)~Z_(3)截面间),压降(ΔP_(Z_(1))-_(Z_(3)))随摇摆幅值的增加而降低,随表观气速的增加而增加,摇摆周期影响不大;除颗粒静压外,流体与内构件壁面摩擦、帽孔对气泡剪切破碎作用能耗是LIMRFB压降的另一来源,附壁大气泡及其上部颗粒与床体壁面之间的摩擦能耗是RFB压降的另一主要来源。 展开更多
关键词 气固流化床 纵向内构件 摇摆工况 气固流动 过程强化
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布置级间导流板的二级气升式环流反应器的流动与传质规律研究
15
作者 潘涛 卢哲 +3 位作者 宋文杰 郑龙云 郭凯 刘春江 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第10期1057-1068,共12页
通过在二级气升式环流反应器的两级之间布置导流板以抑制级间液相返混,在反应器内形成级内全混流、级间平推流的流型是强化多相传递与反应过程的有效方法之一.本文对连续操作时不同表观液速下的布置级间导流板的二级气升式环流反应器内... 通过在二级气升式环流反应器的两级之间布置导流板以抑制级间液相返混,在反应器内形成级内全混流、级间平推流的流型是强化多相传递与反应过程的有效方法之一.本文对连续操作时不同表观液速下的布置级间导流板的二级气升式环流反应器内的流动与传质规律进行了研究.首先,通过实验测量获得了反应器内的气含率、气泡索特平均直径和体积氧传质系数.随后,建立了流动与传质过程的计算流体力学模型,并将模拟结果与实验结果进行对比.通过对比发现模拟结果与实验结果的变化趋势保持一致,气含率的分布规律也基本一致.考虑到反应器中流动状态的不稳定性,模拟误差可认为在可接受的范围内,同时确定了气液传质模型的模型参数.最后,基于数值模拟结果对不同表观液速下环流反应器内的流动和传质特性进行了分析.模拟结果显示随着表观液速增大,反应器内各级局部气含率、循环液速均增大,第1级内气泡平均尺寸减小,第2级内气泡平均尺寸基本不变.同时该反应器内级间形成明显的轴向浓度梯度,形成了级内全混流、级间平推流的流型.相比于间歇操作方式,连续操作时反应器的传质系数增加,且传质系数随表观气速的增加而增加,随表观液速的增加变化不明显. 展开更多
关键词 环流反应器 气液两相流 气液传质 计算流体力学 气泡群
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受限空间内浮升气泡动力学行为实验研究
16
作者 姚林宏 贾胜坤 +3 位作者 张会书 殷雨辉 罗祎青 袁希钢 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第5期148-158,共11页
受限空间的气泡浮升过程因其特殊的流体动力学行为而受到广泛关注。利用Hele-Shaw实验装置,以该装置的狭缝宽度为受限空间的受限尺度,通过实验研究受限尺度的变化对受限空间的浮升气泡流体动力学行为的影响。实验分别测量了在0.5、1.0、... 受限空间的气泡浮升过程因其特殊的流体动力学行为而受到广泛关注。利用Hele-Shaw实验装置,以该装置的狭缝宽度为受限空间的受限尺度,通过实验研究受限尺度的变化对受限空间的浮升气泡流体动力学行为的影响。实验分别测量了在0.5、1.0、1.5和2.0 mm 4个狭缝宽度下的CO_(2)气泡在水中运动过程的流体动力学参数,分别分析了气泡尺寸大小和狭缝宽度对受限空间内气泡动力学参数的影响,定量地展示了气泡的多种流体动力学参数随狭缝宽度的变化关系。 展开更多
关键词 受限空间 气泡动力学 二氧化碳 狭缝宽度
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流体在光滑圆条上的降膜流动分析
17
作者 邹志鹏 潘全旺 +3 位作者 赵陈 沈海涛 丛梅 赵基钢 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3405-3412,共8页
降膜脱挥具有相接触面积大、脱挥效率高、经济性好的优点,常作为从聚合物中脱除挥发性物质的重要手段,其脱挥效果与流体在落条上的降膜状态息息相关。本文选用糖浆溶液模拟聚合物系,通过漏斗降膜元件分析流体沿光滑圆条的自由降膜过程,... 降膜脱挥具有相接触面积大、脱挥效率高、经济性好的优点,常作为从聚合物中脱除挥发性物质的重要手段,其脱挥效果与流体在落条上的降膜状态息息相关。本文选用糖浆溶液模拟聚合物系,通过漏斗降膜元件分析流体沿光滑圆条的自由降膜过程,考察了流体黏度、流量和环缝宽度对降膜的影响。结果表明:当漏斗持液器环缝处的液位压力大于表面张力时,流体通过环缝在圆条上形成降膜,且流体黏度越大,润湿性越弱,稳定成膜对应的环缝宽度越大;环缝宽度为1.5mm和2.5mm时,不同黏度的流体均能稳定成膜,为优选的环缝宽度;在确定的流体黏度或环缝宽度下,稳定降膜高度与降膜流量呈递增关系。环缝宽度越大,流体黏度越小,稳定降膜对应的流量越大;随着糖浆黏度和降膜流量增加,膜厚度逐渐增加,在考察的糖浆黏度和降膜流量范围内,膜厚度在0.94~3.48mm之间,为降膜脱挥提供了基础数据支持。 展开更多
关键词 聚合物脱挥 降膜流动 稳定成膜高度 膜厚
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基于CFD模拟的人工神经网络动态溯源模型
18
作者 史天乐 李飞 +2 位作者 陈昇 卢春喜 王维 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4772-4784,共13页
危险气体泄漏事故早期处理不当,可能会引发二次燃爆等次生灾害,因此开发一种快速泄漏源定位的气体溯源方法至关重要。气体溯源是气体扩散的逆问题,在科学研究和工程应用中仍具有挑战性,人工神经网络与溯源定位方案的结合为解决这一反问... 危险气体泄漏事故早期处理不当,可能会引发二次燃爆等次生灾害,因此开发一种快速泄漏源定位的气体溯源方法至关重要。气体溯源是气体扩散的逆问题,在科学研究和工程应用中仍具有挑战性,人工神经网络与溯源定位方案的结合为解决这一反问题提供了一种可行途径,有望实现快速准确的溯源定位。本文基于计算流体动力学模拟结果建立动态气体溯源数据集,搭建了基于传感器数据序列实时预测泄漏源位置的长短期记忆神经网络动态溯源模型,并对模型进行训练和优化。结果表明:基于人工神经网络的动态溯源模型成功实现了对泄漏源的准确预测,预测点与真实泄漏源位置的距离在20m以内,模型的准确率达97.49%。在输入一组序列浓度数据后,可以在0.04737s内预测泄漏源的初步位置,显著快于传统的溯源定位方法。 展开更多
关键词 计算流体力学 模拟 神经网络 动态溯源定位模型 反问题
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椭圆水平管降膜流型演化与三维液膜分布特性
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作者 刘旭 张帅帅 +1 位作者 张楠 马学虎 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第6期972-982,共11页
针对工业降膜换热器液膜分布调控机制不明确的问题,文中提出通过超亲水表面改性与椭圆管几何优化协同调控三维液膜动力学特性的新方法,搭建可视化-光谱联用实验平台,采用共焦位移光谱仪(1000 Hz、1μm精度)与高速摄像协同观测,系统研究... 针对工业降膜换热器液膜分布调控机制不明确的问题,文中提出通过超亲水表面改性与椭圆管几何优化协同调控三维液膜动力学特性的新方法,搭建可视化-光谱联用实验平台,采用共焦位移光谱仪(1000 Hz、1μm精度)与高速摄像协同观测,系统研究滴状流/柱状流转变过程中液膜随雷诺数(Re=59~220)调控下的时空演化规律。研究发现:通过勃姆石纳米结构改性形成的超亲水表面(接触角<5°),相较于亲水管液膜厚度减薄11%。椭圆管长轴竖直放置时液膜周向均匀性提升,且强化轴向中心聚集效应,在l^(*)=0.5处液膜厚度较l^(*)=0增加35%~41%。建立了液膜厚度与Re的预测计算式,并揭示经典Nusselt理论在低Re下(Re=88~118)的偏差规律。研究成果可为工业降膜换热器优化设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 椭圆管 超亲水 滴状流 液膜厚度 降膜换热器
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不同形貌碳酸钙制备的Pickering乳液的稳定性研究
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作者 刘欣岚 龚福忠 +4 位作者 李仁才 卢秋影 朱勇 李艳琳 卓民权 《现代化工》 北大核心 2025年第2期170-175,共6页
以十二烷基硫酸钠(SDS)、硝酸镁为形貌和晶型调控剂,分别制备了方解石型球状碳酸钙(CS-CaCO_(3))和文石型晶须状碳酸钙(AW-CaCO_(3)),并与水、橄榄油混合制备了相应的Pickering乳液,利用稳定性分析仪研究了颗粒形貌、粒径、用量、油水... 以十二烷基硫酸钠(SDS)、硝酸镁为形貌和晶型调控剂,分别制备了方解石型球状碳酸钙(CS-CaCO_(3))和文石型晶须状碳酸钙(AW-CaCO_(3)),并与水、橄榄油混合制备了相应的Pickering乳液,利用稳定性分析仪研究了颗粒形貌、粒径、用量、油水质量比等因素对Pickering乳液稳定性的影响。SEM测试结果表明,CS-CaCO_(3)颗粒由类棱形纳米初级碳酸钙晶体聚集而成,平均粒径约1.5μm;AW-CaCO_(3)晶须长度为12~20μm,长径比约15。随着碳酸钙质量分数的增大,Pickering乳液液滴的粒径和迁移速率均减小、稳定性提高。由AW-CaCO_(3)制备的Pickering乳液内部可形成网状结构而具有优异的储存稳定性。 展开更多
关键词 碳酸钙 形貌调控 Pickering乳液 稳定性 光散射法
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