气固同轴射流流场特性PIV实验与CFD模拟

以粒子图像流场测量(PIV)与计算流体力学(CFD)数值模拟相结合的方法,对气相和气固两相同轴射流流场特性进行了研究,探究了射流速度比、喷嘴直径、射流空间直径和射流出口直径对回流量和回流区域的影响规律。结果表明:射流区和壁面之间存在沿轴向延伸至整个射流长度的回流区域,中等Stokes数颗粒会随回流气体改变运动轨迹,聚集在低涡量高应变的回流涡点;射流速度比、喷嘴直径和射流空间直径对回流量影响显著,实验工况下的最大回流量是射流量的10.29倍;当射流充分发展后,射流出口直径对回流量没有影响。通过气固两相同轴射流流场特性的研究,为进一步阐明气固耦合的颗粒弥散机理提供了理论指导。

喷嘴收缩角度对气固两相受限射流颗粒运动特性的影响

颗粒运动特性是深入理解颗粒弥散和气固混合的关键,采用粒子图像测速仪(PIV)对不同收缩射流颗粒运动行为进行了研究;考察了喷嘴收缩角(α=20o,40o,60o,80o)和气体射流速度对颗粒轴向速度、径向速度和相干涡结构的影响。结果表明:与无收缩直管射流相比,喷嘴收缩效应使射流近场气固相间存在较大的轴向滑移速度,颗粒做加速运动。喷嘴收缩产生径向速度分量,使颗粒向射流轴线聚集,形成斜向撞击流,促进了射流动量由轴向向径向的转化。径向速度分量随喷嘴收缩角的增大而增大。气体射流速度增加,颗粒速度的滞后性和相间弛豫时间延长,加速区下移。喷嘴收缩加剧了射流剪切层的不稳定性,促使剪切层振荡卷起形成大尺度和高涡量的轴对称涡环。

喷嘴收缩角度对射流反应器内颗粒浓度分布及发展的影响

为了强化气固射流反应器内颗粒弥散和气固混合性能,采用光纤探针对不同喷嘴收缩射流颗粒浓度分布规律及其发展特性进行了研究;考察了射流速度和颗粒负载率对颗粒浓度分布、质量、动量和回流通量的影响。结果表明,喷嘴收缩效应使颗粒向射流轴线汇聚形成局部浓相区,收缩角的增大使浓相区向喷嘴靠近。回流卷吸和壁面效应的共同作用使颗粒浓度沿径向呈“多段式”分布特征。颗粒在射流轴线的汇聚和边壁区的富集降低了颗粒分布的均匀性。在射流近场,颗粒的质量和动量通量主要发生在射流剪切层;随剪切层的发展其通量峰值向边壁移动,而近壁区的颗粒回流使质量和动量通量显著增加。

硫属化合物[dienH_2]Hg_2Sb_2S_6(dien=diethylenetriamine)的溶剂热合成及其晶体结构

在400K温度下,以HgCl2,Sb粉和S粉为原料,将其按化学计量比进行混合,在二乙烯三胺和水混合溶剂的条件下,通过溶剂热合成方法反应得到了一个新的硫属化合物[dienH2]Hg2Sb2S6.通过元素分析和X-射线单晶衍射仪对此化合物进行结构表征,该晶体属于正交晶系,空间群为Cmca.该化合物由二维层状的[Hg2Sb2S6]2-阴离子和质子化的[dienH2]2+阳离子组成,两种结构通过氢键相互连接形成二维层状结构.

加压多段循环流化床固体颗粒浓度分布特性

针对加压煤气化的发展需要和加压多段循环流化床气化炉的研发,建立了一套加压多段循环流化床冷态试验装置.研究了0. 1,0. 3,0. 5 MPa压力下,平均粒径为400μm、密度为1 020kg/m^3的固体颗粒在循环流化床轴向和径向颗粒浓度的分布特性.实验结果表明,多段循环流化床轴向颗粒体积分数分布呈ε形分布特点,即颗粒较浓区域集中在射流流化床底部浓相段和提升管进出口位置.提升管轴向颗粒浓度分布呈现C形分布,且表观颗粒浓度随固体循环通量的增加而增加,随着表观气速的增大而减小.在相同固气比的条件下,增加系统压力可以显著提高管内颗粒浓度.颗粒浓度径向分布呈现中心区域稀,边壁区域浓的环核流动结构.增大表观气速或减小固体循环通量可以使颗粒径向分布更加均匀.另外,颗粒浓度分布在边壁区比中心区对表观气速和固体循环通量的变化更加敏感.