电场作用下无黏聚焦射流的时间不稳定性研究

基于电场作用下的流动聚焦实验建立了简化的理论模型,开展了带电同轴液气射流的时间不稳定性分析.在无黏假设下,得到了扰动在时间域内发展演化的解析形式的色散关系,分析了主要控制参数对不稳定模态的影响.结果表明,只有轴对称扰动和第一类非轴对称扰动在时间域内是增长的;液气界面的表面张力对轴对称扰动有着双重影响而对非轴对称扰动起抑制作用;外层气体的流速以及密度的增加均能促进射流的失稳.这些结论与实验结果是定性一致的.结果也表明,在不考虑初始界面电荷密度时,单一的轴向电场能抑制射流的失稳.

流动聚焦及射流不稳定性

流动聚焦是一种有效的微细射流产生方法,其原理可以描述为从毛细管流出的流体由另一种高速运动的流体驱动,经小孔聚焦后形成稳定的锥-射流结构,射流因不稳定性破碎成单分散的液滴.自从1998年流动聚焦被提出以来,陆续发展了单轴流动聚焦、电流动聚焦、复合流动聚焦和微流控流动聚焦等毛细流动技术.这些技术稳定、易操作、没有苛刻的环境条件的要求,能够制备单分散性较好的微纳米量级的液滴、颗粒和胶囊,在科学研究和实际应用中具有重要价值.流动聚焦涉及了多尺度、多界面和多场耦合的复杂流体力学问题,其中稳定的锥形是形成稳定射流的先决条件,过程参数是影响射流界面扰动发展的关键因素,而射流不稳定性分析是揭示射流破碎的最主要理论工具.该文回顾了近二十年来不同结构流动聚焦的研究进展,概述这些技术涉及的过程控制、流动模式、尺度律和不稳定性分析等关键力学问题,总结射流不稳定性的研究方法和已取得的成果,最后展望流动聚焦的研究方向和应用前景.

电场作用下流动聚焦的实验研究

通过在流动聚焦的同轴液-气射流区域施加电场,开展了电场力和气动力共同作用下锥形以及带电射流的不稳定性特性实验研究.实验在精密设计的流动聚焦装置上完成,分析了外部电压、气体压力降和液体流量等主要控制参数对流动聚焦过程的影响,获得了锥形的振动模式和稳定模式及其之间的转换,得到了射流的滴模式、轴对称模式、共存模式和非轴对称模式及其转换并定量分析了电场对射流尺寸参数的影响.结果表明,相比于单一的流动聚焦,该方法能够增强锥形的稳定性,促进液体射流雾化,减小颗粒的直径,因此在科技领域和工程实际中具有重要的应用价值.

氨-煤在沉降炉中掺烧试验及氨的氧化动力学

发展先进的碳减排技术、实现双碳目标已成为能源领域最迫切的攻关难题。我国燃煤电厂碳排放占比很大。氨作为零碳燃料,在热值、合成、运输等方面具有显著优势。氨在燃煤锅炉中混烧是实现大规模利用的重要途径,然而大规模掺烧过程中NO_(x)排放控制将是未来面临的主要挑战之一。在沉降炉试验平台对氨煤开展混燃试验,研究温度(1000~1300℃)、空燃比(0.8~1.5)、掺烧比例(0~30%)等对NO_(x)排放的影响。结果表明,控制较低燃烧温度和空燃比是抑制氨向NO_(x)转化的关键。在空燃比1.5、掺烧20%氨工况下,1200和1300℃下NO_(x)排放量可达780×10^(-6)和1870×10^(-6)。随氨掺烧比例增加,NO_(x)排放水平线性增长,但整体燃料氮向NO的转化显著下降。借助详细化学反应机理(Glarborg 2018、Mendiara 2009、Konnov)计算结果表明,Konnov机理预测结果更接近试验结果。进一步采用Konnov机理讨论了燃烧温度、空燃比等变量对纯氨燃烧NO_(x)排放的影响,发现温度与NO_(x)排放浓度呈指数型增长,而空燃比由1.0提高至1.1时NO_(x)排放总量发生突变。引入混合因子讨论氧化剂与氨的混合水平对NO_(x)排放的影响,发现延长氨与氧化剂的混合距离能显著降低NO_(x)排放强度。

同轴流动聚焦中射流不稳定性的理论研究

壳核结构的微胶囊在医学药学材料食品农业等领域具有广泛的应用前景,其制备方法一直是相关领域关注的焦点.同轴流动聚焦(co-flow focusing)是一种新型制备技术,利用复合射流的破碎制备微胶囊具有包裹率高过程量化可控参数域广产率高等诸多优势.在实验中,复合射流的破碎受到多个过程参数的影响,并涉及了多层界面的耦合效应.利用简化的物理模型,在时间和时空域中分析了三相水-油-水复合射流不稳定性的发展和演化.在黏性流体线性稳定性理论中,同轴射流和驱动液体的基本速度型分别基于管流和误差函数构造,并通过数值方法求解满足相应边界条件下的线化小扰动控制方程.结果表明:增加内外层界面的界面张力均有利于射流的破碎;流体的黏性对同轴射流的稳定性均有着促进作用;越大的黏性越小的内界面张力对应着越大的射流破碎波长;内外界面的耦合作用以及复合液滴的包裹情况均与内外射流的半径比息息相关;绝对-对流不稳定性转换的临界Weber数随Reynolds数内层界面张力的增大而增大,随内层和驱动流体的黏性增大而减小.这些结果将有助于提高液体驱动下同轴流动聚焦技术的过程控制,为实际应用提供理论指导.

西方国家自然垄断行业改革及经验启示

阐述了西方国家自然垄断的理论研究基础,分析了西方国家自然垄断行业改革的主要经验,进而提出了中国如何借鉴西方国家改革的成功经验。

浅谈大港油田消防无线通信系统数字化应用与技术创新

介绍了大港油田消防无线通信系统从模拟制式向数字制式升级过程中遇到的问题,以及新旧网络互联互通、优势互补的做法。

论加油站建设项目施工现场安全管理

随着经济的快速增长,汽车、机动车逐渐走进了千家万户的生活,汽油的使用量与日俱增,由此而来的便是加油站的数量不断增加、规模不断扩大,而由此导致的加油站建设项目施工现场引发的安全事故也在增加,给人们的生命财产安全带来巨大威胁,因此,加强加油站建设项目施工现场的安全管理、减少危险事故的发生具有重大意义。本文就加油站建设项目的安全管理存在的问题和如何完善施工现场安全体系作具体分析。

管与管板的相连

说明管板与换热管连接的问题,并作出了控制其相连质量的方法。

加油站油库建设项目的施工与质量管理

国家正在不断加大力度建设油库项目,加油站油库建设对于我国经济的发展具有重要意义。在油库项目的建设过程中,一些问题也随之而来,特别是施工质量管理;由于油库建设项目的建设时间长、投入大、具备较强的固定性和整体性,因此科学的管理施工质量,有助于提升企业信息,带动社会效益和经济效益的增长。本文将针对加油站油库建设项目中遇到的施工质量问题,探究施工质量管理问题带来的影响,并提出针对性的优化建议。

封头盘管槽的制造

我司为台资厂制造EPS槽为例,对封头盘管式罐的生产工艺论述,说明了筒体盘管和封头盘管的制造和安装工艺。

350MW燃煤机组降低烟尘排放技术的研究与实践

为了减少燃煤电厂烟气中烟尘的排放浓度,达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的要求,三河电厂在1台350 MW机组上开展了降低烟尘排放浓度的技术研究,采取在电除尘器前加装低温省煤器、综合升级改造静电除尘器、改造脱硫吸收塔除雾器、在湿法脱硫后加装湿式电除尘器等改造措施,协同降低烟气中烟尘排放浓度,改造后,监测结果表明,烟气中烟尘排放质量浓度在2.74~3.62 mg/m^3,实现烟气中烟尘排放质量浓度在5mg/m^3以下,可满足国家排放标准要求。

撕口——胀形的分析计算与模具设计

板材的撕口、胀形作为一种常用的加工方法广泛地应用在仪器、仪表行业的冲压加工中。高度较小的撕口、胀形零件,由于其变形小,在加工中容易实现。而对于高度较大的撕口、胀形零件如电度表大盖(见图1)。

提高350MW汽轮机真空严密性的措施

介绍３５０ＭＷ汽轮机在机组整套启动调试中，认真进行真空严密性查找工作，使机组真空严密性达到了优良水平。

冲压件工艺性分析要适应市场经济的发展

冲压件工艺性的分析,即分析冲压件的结构设计是否合理可靠、便于加工,并从几种可行的加工方案中选出最经济、最合理的方案。冲压件多数靠模具大批量生产,工艺性的好坏直接影响企业的经济效益。实践中也经常遇到很多冲压件,在保证装配关系和质量的前提下,零件尺寸或装配结构稍加改变,就能为企业创造出较大的效益。

电流动聚焦中非牛顿流体射流影响因素的实验研究

在一套流动聚焦装置上加载高压直流电场形成电流动聚焦,并开展了非牛顿流体带电射流的不稳定性特性实验研究。实验在自行设计的装置系统上完成,获得了电流动聚焦中非牛顿流体射流的流动状态,考察了不同控制参数下射流形态的变化。结果表明,由于非牛顿流体具有粘弹性,与牛顿流体相比,非牛顿流体带电射流体现了更复杂的流动特点。这些实验结果为我们理解复杂条件下非牛顿流体射流的流动机理提供了参考,也有助于深入的实验分析和理论研究奠定了基础。