湿法脱硫喷淋塔内文丘里棒层构件流体力学

在冷模实验观察测定基础上,采用Euler-Euler多相流模型对湿法脱硫(WFGD)喷淋塔内文丘里棒层进行数值模拟,得到不同操作条件下压降和持液量的变化规律。结果表明,棒层区域阻力系数λ分别与Re_g^-0.58和Re_l^0.65成线性关系(Re_g,Re_l分别为气相雷诺数和液相雷诺数),持液量H分别与Re_g^0.52和Re_l^1.06成线性关系。加入棒层可显著提高持液量,降低液气比(液气体积比为V_l/V_g),此举有利于压降减小。拟合结果对于工程应用有指导意义。     

基于壁温信号EMD解析的气固流化床结片预警

气固流化床反应器在生产中易产生结片或结块,严重影响反应器的安全稳定运行。对气固流化床中的壁温信号进行经验模态分解(EMD),发现其高频本征模函数IMF1及IMF2在有结片产生时显著增大,其能量的滑动平均值(E_m)能有效地指示初始结片的产生。运用主元分析(PCA)方法处理不同样本的E_m值,得到结片检测统计量(T²)及结片控制上限(UCL),并进一步提出了判断结片产生的E检测法:当T²T²≥UCL时,流化床内有结片产生。工业应用结果表明,与传统的壁温波动判别法和铯源结块探测法相比,E检测法能提前预警结片。     

矩形腔内冷水稳态自然对流换热的二维数值模拟

为了了解矩形腔内非Boussinesq流体自然对流换热的特有现象和规律,利用有限容积法对矩形腔内的冷水自然对流进行了一系列数值模拟,得到了不同宽深比、Rayleigh数下的流场和温度场,并对不同条件下的壁面传热特性进行了比较与分析。计算结果表明：随着宽深比的增大,流动逐渐增强,流胞数逐渐增多,壁面平均Nusselt数逐渐增大,并趋于某一定值;随着Rayleigh数的增加,换热能力也会增强,而且流动结构的转变会在更小的宽深比下发生。采用逐步线性回归方法,得到了关于热壁平均Nusselt数的传热关联式。     

不同加热边界下定热流时圆柱形腔体内自然对流传热特性

以一侧全开式圆柱形腔体为研究对象,在考虑腔体内工质(空气)物性参数随温度的变化以及腔体固壁内导热与腔体内空气自然对流之间相互耦合的基础上,采用RNG kε紊流模型对不同热流密度、腔体倾角以及3种不同壁面加热边界时腔体内的自然对流传热特性进行了三维数值模拟。3种加热边界分别为底面加热(工况I)、侧面加热(工况II)以及底面和侧面同时加热(工况III)。结果表明,定热流下的圆柱形腔体内和开口面的温度和速度分布、腔体内壁平均温度、底面与侧面的平均温差、腔体内壁的平均努赛尔特数等自然对流传热特性不仅受到热流密度和腔体倾角的影响,还受到腔体壁面加热边界的影响,如只有底面加热的工况I与存在侧面加热的工况II和III相比,前者自然对流传热特性相差较大。     

用于CH4/N2分离的高效活性炭制备及其吸附平衡和动力学研究

以椰壳为活性炭原材料,通过高温炭化、对KOH活化条件进行优化,制备出高比表面积活性炭,并采用CO₂二次活化提高微孔材料对CH₄/N₂的吸附选择性,研制出高效吸附分离CH₄/N₂的椰壳活性炭。采用磁悬浮热天平测量了303~363 K、0~1 000 kPa下CH₄和N₂在所制备的高效椰壳活性炭上的吸附等温线,采用Toth模型对吸附平衡数据进行拟合,获得模型参数和吸附热等动力学参数。建立等温、无动量损失的双分散二级孔结构扩散模型,采用稀释穿透曲线法研究了CH₄和N₂在此高效椰壳活性炭上的吸附动力学。最后,通过固定床吸附分离CH₄/N₂的实验,研究了椰壳活性炭动态吸附分离CH₄/N₂机理,为优化设计CH₄/N₂吸附分离过程提供基础理论依据。     

基于不同气化剂的BGL炉煤气化的模拟和优化

煤气化工艺作为煤制天然气的重要环节,是实现煤炭资源清洁利用的关键。基于化工流程模拟软件Aspen Plus建立BGL （British Gas Lurgi）炉煤气化工艺,以合成气有效成分、制气效率及水蒸气分解率为评价指标,考察常规气化技术中气化剂操作参数对工艺的耦合作用,得出最优气化剂组成及预热温度;同时,为解决煤气化过程中CO₂排放量大及氢碳比较低的问题,分别引入CO₂、CH₄对气化剂进行改进,进一步优化气化剂组成。结果表明：在常规气化技术中,m_O2/m_Coal=0.33、m_H2O/m_Coal=0.14为最优气化剂组成,220℃为最优气化剂预热温度;在改进气化技术中,m_CO2/m_H2O=0.18,m_CH4/m_H2O=0.08为最优气化剂组成。     

THIEC改性三聚氰胺甲醛树脂泡沫的制备及其性能表征

以表面活性剂水溶液为液相介质、空气为气相介质,采用高速摄像机研究表面活性剂对二次雾化破裂性质的影响,重点阐述了破裂形变特征上的变化。研究结果表明:在形变特征方面,临界胶束浓度(CMC)对二次雾化袋状破裂形态有着重要影响,除了最大液滴直径形变率(d_f,m/d₀)基本不变,保持在1.64左右外,最大液环直径形变率(d_r,m/d₀)、最大轴向生长率(l_m/d₀)、最大径向生长率(h_m/d₀)和长宽比(l_m/h_m)等在表面活性剂质量分数小于CMC时均变化迅速,但在表面活性剂质量分数大于CMC后变化趋于平缓,d_r,m/d₀稳定在4.16左右,l_m/d₀稳定在6.36左右,l_m/h_m稳定在1.53左右。     

g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs复合物的制备及其光催化性能

通过简单的快速加热回流本体氮化碳制备了缺陷较少的g-C₃N₄纳米棒;然后采用缓慢水解法在g-C₃N₄纳米棒表面负载掺杂镍的TiO₂前驱体,经热处理制得g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/NiO纳米复合光催化剂;最后以TiO₂中的Ni为催化剂,采用化学气相沉积法原位生长CNTs,制备g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/Ni/CNTs纳米复合光催化剂。通过XRD、TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等测试方法对催化剂进行表征,考察了样品在紫外光和可见光下对亚甲基蓝（MB）的光催化降解活性。结果表明：g-C₃N₄纳米棒/TiO₂/Ni/CNT纳米复合物在紫外和可见光下对亚甲基蓝的降解率分别为87%和68%,光催化活性较g-C₃N₄/TiO₂/NiO有明显提高。     

姜黄素固体脂质纳米粒的制备及表征

目的：制备姜黄素（Cur）固体脂质纳米粒（SLN）。方法：用薄膜超声法制备Cur-SLN,以m_cur︰m_{单硬脂酸甘油酯}、m_{单硬脂酸甘油酯}︰m_卵磷脂、聚山梨酯-80质量浓度、超声时间为考察因素,以包封率为指标,用正交试验优选处方,并考察其粒径分布、Zeta电位。结果：当m_cur︰m_{单硬脂酸甘油酯}=1︰3、m_{单硬脂酸甘油酯}︰m_卵磷脂=1︰2.5、聚山梨酯-80质量浓度2.5%、超声时间12 min时,所制得的Cur-SLN平均粒径为（145.6±5）nm,Zeta电位为（－31.9±1.5）mV,包封率为（97.42±0.39）%,载药量为(7.92 ± 0.05)%。结论：采用薄膜-超声法制备Cur-SLN可行,为开发姜黄素新型给药系统提供试验依据。     

不同剂量纳布啡复合丙泊酚对宫腔镜手术患者的麻醉效果

目的 比较宫腔镜手术中不同剂量纳布啡复合丙泊酚的麻醉效果并探讨纳布啡的适宜剂量。方法 择期行宫腔镜手术患者120例,患者年龄35~55岁,体重指数（BMI）17.0~27.0kg/m²,美国麻醉医师协会（ASA）分级Ⅰ或Ⅱ级,随机分为4组（n=30）：纳布啡0.05mg/kg复合丙泊酚组（N₁组）、纳布啡0.10mg/kg复合丙泊酚组（N₂组）、纳布啡0.15mg/kg复合丙泊酚组（N₃组）和单纯丙泊酚组（P组）。P组静脉注射0.9％生理盐水0.15ml/kg;N₁组、N₂组和N₃组分别静脉注射纳布啡0.05、0.10、0.15mg/kg,均用0.9％生理盐水稀释至0.15ml/kg;注射完毕3min后,4组均静脉注射2%利多卡因2ml,再快速静脉注射丙泊酚1mg/kg （40mg/10s）,之后缓慢注射（10mg/10s）丙泊酚直至睫毛反射消失、呼之无反应后开始行宫腔镜手术,随后丙泊酚以6mg （kg·h）的速率进行麻醉维持,持续输注至开始退出宫腔镜时停药。分别于患者入室时、丙泊酚推注前、丙泊酚推注毕即刻、扩宫颈时、手术结束时及麻醉苏醒时记录收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、心率（HR）和脉搏血氧饱和度（SpO₂）。记录丙泊酚诱导用量、维持用量、总用药量、总用药时间及单位时间用量。记录手术时间,苏醒时间和术中体动反应、低氧血症及心血管事件的发生情况。记录术后头晕、恶心、呕吐等不良反应发生情况和苏醒时数字疼痛分级法（NRS）评分。结果 4组手术时间、丙泊酚维持量及低血压、心动过缓、体动反应和恶心、呕吐发生率比较差异均无统计学意义（P>0.05）。4组组间血流动力学参数比较差异无统计学意义（P>0.05）。与P组比较,N₂组、N₃组丙泊酚诱导量、单位时间用量及NRS评分均下降（P>0.05）;N₁组、N₂组和N₃组苏醒时间均缩短（P<0.05）。与N₁组比较,N₂组、N₃组丙泊酚诱导量和单位时间用量均下降（P>0.05）,麻醉苏醒时间缩短（P>0.05）;N₃组NRS评分下降（P<0.05）。与N₂组比较,N₃组丙泊酚诱导用量下降（P<0.05）。与P组比较,N₃组头晕发生率升高（P>0.05）。与P组、N₁组、N₂组比较,N₃组低氧血症发生率升高（P>0.05）。结论 对于宫腔镜手术患者而言,纳布啡配伍丙泊酚的适宜剂量是0.10mg/kg。     

三相下喷式环流反应器的气含率和传质性能

在三相非牛顿型流体体系中，对下喷式环流反应器的气含率和传质特性进行了实验研究。讨论了气速、液速、导流筒直径与反应器直径比、固体装填量、羧甲基纤维素钠溶液浓度及其流变特性对它们的影响。实验结果表明，气含率和传质系数随气速的增加而增加，而液速对其影响较小。在实验条件下，发现最优的导流筒直径与反应器直径比在０．４￣０．５这一范围，最优的固体装填量约为ψ＝０．０３，同时提出了气含率和容积传质系数的经验关联     

醛酸乙烯合成环柱状催化剂固定床传热参数

采用径向测温方法和拟均相二维模型,对乙烯氧乙酰化合成醋酸乙烯环柱状催化剂在固定床中的传热特性按工业生产条件进行了测定,并考察了催化剂尺寸对传热性能的影响。对实验数据分别用有限差分法及正交配置法进行处理,得到了固定床一维热系数ｈ,二维径向传热参数Ｋｅｒ,ｈｗ与雷诺准数Ｒｅ的关系式。     

气流床气化炉水冷壁的水力特性

基于实验室小型水冷壁气流床气化炉,建立了工质流动及传热模型,对水冷壁的水力特性进行了研究,并分析了结构参数、操作参数对工质不均匀性的影响。模拟结果表明：分配集箱中沿流向工质速度逐渐降低,静压逐渐升高;汇集集箱中沿流向工质速度逐渐增大,静压总体呈降低趋势。与集箱进口距离较远的冷却管的进、出口压差相对较大,其中质量流量较高。缩小冷却管直径,增大管间夹角均可改善工质不均匀性。随集箱入口速度的增加,工质的不均匀性加剧;而改变入口工质的温度对其不均匀性无显著影响。     

顶烧型转化炉的数学模拟——烟气流型对传热的影响

在区域法计算转化炉中辐射传热的基础上,研究了三种烟气流型(活塞流、抛物流、射流)对转化炉中的传热与转化工艺过程的影响。数学模拟结果表明:不同烟气流型时,炉内的温度场和管壁热流量分布的差别是明显的,但对转化过程计算的总结果影响不大;结果均能与工业实测值相吻合。在此基础上定量分析了转化炉管内、管外传热热阻。     

气液两相单孔鼓泡过程的小波分析

运用小波能谱分析中的能量最大准则，对双头电导探针前针在单孔鼓泡口测得的时间序列进行了分析，并用最大尺度强度考察了液体性质和鼓泡口直径对鼓泡过程的影响。结果表明：单孔鼓泡过程，随着雷诺数的增加分为低频鼓泡、过渡鼓泡和高频鼓泡3个过程；最大尺度强度随雷诺数增加不是严格意义上的单调递减，在雷诺数约为1600左右时出现了一极值点；液体粘度增加会使最大尺度强度相应增加而鼓泡口直径主要影响高雷诺数下的最大尺度强度。     

青龙衣胡桃醌类成分富集

目的 以胡桃醌类成分转移率为指标,通过静态吸附和解吸附筛选最佳树脂,建立青龙衣胡桃醌类成分的富集工艺.方法 比较4种不同极性的大孔吸附树脂对青龙衣胡桃醌类成分的静态吸附与解吸性能,筛选出AB8树脂为最佳树脂,优化其工艺参数.结果 最佳工艺参数为:上样液浓度0.0760 g/ml、上样pH2.0、上样流速3BV/h,洗脱浓度70%、洗脱体积3BV、洗脱流速2BV/h,径高比1:10.工艺优化后,青龙衣中胡桃醌类成分的含量由1.026%提升到11.08%,转移率为72.08%.结论 AB8型大孔树脂能有效地富集纯化青龙衣胡桃醌类成分.     

水基Al2O3纳米流体强化闭式冷却塔内传热过程数值模拟

对以Al₂O₃纳米流体作为喷淋介质的闭式冷却塔进行了数值模拟,采用流体体积函数（VOF）模型及离散项模型（DPM）作为数值模型进行封闭求解,并分析纳米流体质量浓度和单位时间喷淋量对闭式冷却塔热力学特性的影响。结果表明,随着纳米流体质量分数增加,闭式冷却塔的进口与出口空气含湿量差和单位时间喷淋量均呈现先上升后下降的趋势,在纳米流体质量分数为0.5%时进出口空气含湿量差达到最大值,相比纯水提高了约18.3%;当流体单位时间喷淋量为0.28 kg/s时,闭式冷却塔达到最佳热质传递性能。     

水激冷对粉煤气化过程气体组成的影响

激冷室下降管内热质传递过程强烈,水蒸气含量较高,下降管内变换反应对激冷室出口合成气组成有一定的影响。基于激冷室的数值模拟研究,建立了涉及气化室、激冷室的粉煤气化炉数学模型,利用所建气化模型研究了激冷水流量及温度对激冷室出口合成气组成的影响。结果表明,下降管内蒸发的激冷水质量占入口激冷水总质量的4.4%;气化室出口合成气经激冷室后CO体积分数降低12.5%、H₂体积分数增加5.8%,有效气体积分数降低6.7%,激冷室出口合成气组成计算结果与工业数据吻合较好;激冷水流量与温度对激冷室出口合成气组成影响差别较小。     

水箱自然对流条件下非能动余热排出换热器的传热分析

为研究非能动余热排出换热器(PRHR HX)的传热特性搭建了模型实验台,并进行了相关实验。测得实验工况下水箱内部的水在竖直方向上呈现温度分层。对比分析不同的传热系数计算公式,发现由Dittus Boelter公式计算得到的管内传热系数理论解与实验值最为接近,误差为0.35%;由McAdams公式计算得到的管外自然对流传热系数理论解与实验值最为接近,水平段和竖直段误差分别为0.55%和3.28%。明确了最适合管内、管外对流的传热计算公式分别为Dittus Boelter公式和McAdams公式。