沟槽对液固两相湍流中展向涡结构影响的实验研究

采用粒子图像测速技术(particlesimage velocimetry,PIV)研究沟槽对含有355μm聚苯乙烯颗粒的液固两相湍流边界层的影响规律,通过对比流过沟槽壁面与光滑平板含颗粒流的平均速度剖面、湍流度及雷诺切应力等湍流统计量,分析沟槽对两相湍流边界层特性的影响。采用空间多尺度、局部平均结构函数和λci涡量识别准则准确识别发卡涡展向涡的涡心,并提取周围脉动速度及流线的空间拓扑结构,对不同法向高度处顺向涡的数量规律进行统计分析。结果发现:与光滑平板相比,沟槽壁面平均速度剖面缓冲层部分抬升,对数区外移,壁面摩擦速度和摩擦切应力变小,表现出4.86%的减阻效果;在同一法向高度,相较于光滑壁面,沟槽壁面下检测到的顺向涡结构倾角较小,数量也较少,周围流向脉动速度较弱,说明在两相流中沟槽壁面能够削弱发卡涡的强度和发生可能,达到减阻的效果。

开放教育英语社团分层教学方法研究

随着全球化的不断发展,英语已经成为了国际交流的通用语言。在开放教育的背景下,如何有效地提高学习者的英语能力成为了教育者关注的焦点。英语社团作为一种学生自发组织的学习平台,为开放教育提供了新的途径。由于学生英语水平有所差异,因此传统的课堂教学不能满足所有学生的需求,英语社团的开放能够很好的解决这一问题,给学生提供了更多学习英语的机会。本文旨在探讨基于开放教育英语社团的分层教学方法,以期为提高英语教学质量提供新的思路。

热解终温和加热速率对棉杆热解生物炭的影响研究

以棉杆为研究对象,在管式炉上进行了生物质热解实验研究,对热解终温、升温速率对生物质热解过程中固体炭的产率及理化特性的影响进行试验及分析研究.热解实验分别以10~30℃/min的升温速率升温到热解终温300~700℃.结果发现,随着热解温度的升高,焦炭的产量呈减少趋势,而以10℃/min升温速率在700℃下获得的生物炭有最大的固定碳含量（67.62%）和碳含量（68.78%）,升温速率对生物炭的产率的影响不是很明显.FTIR分析表明不同条件获得的生物炭的官能团组成非常相似.550℃时产生的生物炭有较高的比表面积,表面孔结构较均匀.生物炭可以被用在活性炭的生产以及净化过程等方面.

旋转圆柱绕流的PIV实验研究

投弃式海流剖面仪(Expendable Current Profiler,XCP)周围流场是典型的旋转圆柱绕流。探头周围流场对探头的运动状态起决定性作用,这直接关系到探头的测量性能,因此有必要对旋转圆柱周围流场进行实验研究。实验在循环水槽中进行,通过PIV对雷诺数保持不变(Re=1000)、不同圆柱旋转速度比(α=0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)的圆柱下游尾流场进行研究。通过选取不同旋转速度比的任一时刻的瞬态流场,来分析旋转对圆柱尾流结构的影响。为了获得流场的频率信息,对所获得流场信息进行能谱分析来获取涡旋的脱落频率,并进一步使用正交模态分解对流场进行分析,给出了流场主要拟序结构及其能量与转速比的变化趋势。发现圆柱旋转改变圆柱尾流结构,使尾迹尺度变小。在旋转速度比0≤α≤2.0时,存在明显的周期性涡旋脱落,并且涡旋脱落的频率有逐渐升高的趋势;而且当转速比2.0<α≤5.0时尾迹流场的周期性减弱,涡旋脱落变得不明显,流场表现出低频、剪切层的区域特征。随着转速变大,涡旋尺度变小。在较高旋转速度比时,流场中能量被重新分布。

生物质热解炭化反应设备研究进展

生物质热解炭化技术作为生物质能源开发利用的一种重要途径,已经得到国内外广泛关注。文章介绍了生物质热解炭化反应设备的两大类型,即窑式炭化炉和固定床式热解炉。详细论述了各种典型设备的结构特点和适用范围,认为与窑式炭化炉相比,固定床式热解炭化炉炭化周期短、对生物质原料适应性和可操作性更强、产炭品质更有保障。最后指出了高效、稳定、机械化是生物质热解炭化设备未来的研究和发展方向。

国内外生物质气化设备研究进展

生物质是重要的可再生能源,生物质气化技术在国内外得到了广泛应用。本文综述了国内外固定床、鼓泡流化床、外循环流化床、内循环流化床、双循环流化床的结构。固定床安装简单,但焦油较多;外循环流化床燃烧效率高,但回料装置较难控制;内循环流化床不易结焦、氢含量高且不用考虑返料问题;双流化床结构复杂但焦油量少。将对固定床和流化床进行对比,认为固定床安装简单适合农村地区,流化床应不断改进和完善,更适应工业化生产。

基于ASPEN PLUS的生物质气化模拟与分析

基于ASPENPLUS软件,对生物质气化过程进行模拟和分析.运用吉布斯自由能最小化原理,结合RGibbs模块和RYield模块,构建了生物质气化模型.运用该模型对稻壳在流化床中的气化过程进行模拟,发现模拟结果与实验结果基本吻合.模拟分析了不同气化温度和空气当量比对气化结果的影响.结果表明:研究范围内的气化温度对产气率影响不大;随着空气当量比的增大,气化温度增加,热值减小,产气总量增加.

旋转圆柱绕流的动力模态分析

圆柱旋转对绕流尾迹影响显著,应用粒子图像测速仪(PIV)对不同旋转速度比的旋转圆柱绕流进行实验研究.获得了高时空分辨率的圆柱尾迹的瞬时速度矢量场发展演化的时间序列样本.实验中圆柱的转速比由0至5.0逐渐增加,来流雷诺数为Re=1 000.使用动力模态分解(DMD)提取不同转速比下的速度场的各阶模态,研究不同转速比对圆柱尾迹结构形态的影响.通过分析DMD结果发现,随着转速比增加,涡旋周期性脱落减弱,尾迹偏向圆柱旋转的方向;另外圆柱的旋转可改变圆柱涡旋脱落频率,转速比在0至2.0范围时,涡旋脱落频率有逐渐增大的趋势;当转速比为3.0时,发现了旋转圆柱与尾流结构共振表现出低频涡结构特性,对相关工程领域避免事故的发生具有重要的指导意义.

天然气脱硫过程的胺液污染问题及胺液净化技术研究进展

胺法脱硫工艺特别是甲基二乙醇胺(MDEA)法在天然气脱硫中较为常用,但是胺液在使用过程中经常会出现发泡、降解、热稳盐等污染问题,严重影响脱硫系统的操作。由于更换胺液成本较高,所以需要对胺液进行净化处理来延长胺液使用寿命。本文对胺液污染问题产生原因及解决办法进行了分析,提出胺液污染的主要原因是预处理效果差导致胺液产生热稳盐、固体悬浮物、重烃及系统含氧导致胺液发生降解,使得胺液中的污染物浓度增加。胺液降解和热稳盐问题是最亟须解决的,因为它们直接影响着其它胺液污染问题的发生。本文还介绍了胺液净化技术的发展情况,目前主流净化技术的核心是以离子交换技术来除去离子型杂质,以过滤吸附技术去除非离子型杂质,该类技术与中和作用、热回收等相比具有明显优势。

XCP投弃式海洋探头阻力系数数值计算及试验研究

以XCP探头为模型,采用有限体积法结合κ-ε两方程湍流模型,对XCP探头阻力系数进行了数值计算,研究了XCP探头的阻力特性。获得了不同雷诺数下阻力系数的变化趋势和水下稳定运动时的极限速度。结果表明阻力系数随着雷诺数的增加而减小,其数值计算结果与海上实测数据基本吻合,验证了该数值计算方法的正确性,可为XCP探头结构设计提供参考。

大型多纵梁斜交渡槽结构受力特性

本文采用空间杆系有限元方法，旨在对同跨度斜交渡槽与正交渡槽进行计算对比，使对斜交渡槽受力特性有一个较为清晰的认识，从计算结果对比来看，斜交渡槽的内力较为复杂，是典型的组合受力构件。

芦苇秆热解特性及动力学分析

为了充分利用芦苇秆生物质能源,以不同升温速率对芦苇秆进行热重实验,分别运用Coats-Redfern(CR)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算芦苇秆热解动力学参数,并利用主函数图法确定反应机理和动力学。结果表明:芦苇秆热解可分为4个阶段,其中190~400℃为主要热解阶段。在此阶段,将3种方法计算所得转化率(α)与实验数据进行对比,发现当温度大于250℃时,Coats-Redfern法计算值与实验数据偏差较大,而Flynn-Wall-Ozawa法与Kissinger-Akahira-Sunose法在整个阶段内吻合度较高。由主函数图法可知芦苇秆热解最佳反应机理为随机成核,反应级数为2。对比残差平方和发现,Kissinger-Akahira-Sunose法相比于Flynn-Wall-Ozawa法更适合计算芦苇秆热解动力学参数,计算的表观活化能随转化率的增大呈先增大后减小的趋势,并在转化率为50%时达到最大值286.9kJ/mol。

不同温度下棉杆颗粒热解制炭的性能研究

为了考察不同热解温度下制备的棉杆颗粒炭(CSPB)的理化性能,评价其农业、工业等不同领域的应用价值和最佳工艺条件.分别采用FTIR分析、元素及工业分析、燃烧测试方法对热解温度在300℃、400℃、450℃、500℃、600℃下制备的CSPB的官能团、元素含量、表观特性及燃烧性能进行研究.结果表明,随着热解温度的升高,CSPB中羟基、脂肪族C-H键、羰基、醚类C-O键等含量逐渐减少,芳香族C=C键逐渐增多,与粉末炭相比其波数在2 000 cm1以下的官能团峰值较大.热解温度对CSPB的性能影响显著,高温颗粒炭有较高的碳含量、固定碳含量、p H值、导电性和持水量,但其跌落强度、质量得率、能量得率、固定碳得率均相对较低,且高温颗粒炭的灰分大、着火点较高.综合考虑450℃热解温度下制备的CSPB性能较好,适用于颗粒活性炭、固体燃料等二次加工产品.

环模成型机产率与能耗建模及影响因素分析

以成型原理和受力分析为基础,推导出适用于各种结构各向异性生物质环模成型机的产能与能耗计算模型,并用实验数据验证模型合理性及通用性。在此基础上,分析各参数对带锥孔模孔的环模成型机性能影响规律。分析结果表明:产率随环模宽度、线速度、开孔率的增大而增加;能耗与物料特性和设备工艺参数有关,在保证物料顺利挤出并稳定成型的前提下,改进模辊材料和加工工艺、选择锥角大且短粗的模孔结构均可降低设备能耗。

隔板塔气体调配装置数值模拟及实验研究

针对隔板塔中隔板两侧气体分配比难以调节的问题,提出了一种新型隔板塔气体调配装置。利用计算流体力学软件STAR-CCM+对该装置的性能进行了模拟分析,并经实验研究对模拟结果进行验证;对不同塔径下升气槽个数进行了模拟研究。结果表明:该气体调配装置能够有效地调节气体在隔板两侧的分配,并且气体通过该装置后分布较均匀,成功实现了气相在隔板塔内的分配控制,实验结果和模型模拟值符合良好。

酸性糠醛残渣热解实验及热解炭性能研究

为解决糠醛渣的堆放及资源的合理利用,以糠醛渣为研究对象,分别在同步热分析仪及管式炉上进行热解实验研究,主要考察热解终温、升温速率、碳酸钠含量对糠醛渣热解产物分布及热解炭性能的影响。同步热分析仪分别以10—40℃/min的升温速率升高到850℃(10℃/min添加碳酸钠);管式炉上以10℃/min的升温速率到达热解终温300—600℃。结果表明:热重分析确定热解失重过程为干燥段、挥发分逸出段、热解炭化段3个阶段,确定主要热解温度区间为300—600℃。添加碳酸钠后抑制水分的析出,失重变化率峰值变大,表明碱金属钠盐促进纤维素的分解。随着热解温度的升高热解碳的p H值逐渐增大,热解温度为400℃时达到最高的亚甲基蓝脱色率44.4%。热解炭可进一步用于活性炭染料吸附。

流体力学在选矿中的应用

分析了一些典型的选矿设备中流体的运动,阐述了流 体力学对选矿发展的重要性,说明了选矿中流体力学的特点 及选矿中面临的流体力学问题.

不同攻角下投弃式海流剖面仪流体动力特性研究

对投弃式海流剖面仪(eXpendable Current Profiler,XCP)不同攻角下流体动力特性进行数值模拟,分析了XCP探头流场压力分布与运动趋势的关系。研究了不同攻角下XCP探头阻力系数和升力系数的变化规律。研究表明,攻角能够明显改变流场的轴对称性。0°～10°攻角下,XCP探头阻力系数和升力系数随攻角增大而增加,且基本成线性变化;10°～26°攻角下,XCP探头升力系数随攻角增大而增加,由于探头表面运动对流动分离的抑制作用,阻力系数在整体增加过程中出现局部降低;28°攻角附近出现流动分离,阻力系数上升很快升力系数趋近于零。探头自身旋转对探头的倾斜姿态有一定修正作用,当攻角大于28°后,自身修正功能基本消失。研究结果为开展XCP探头稳定性试验研究提供理论参考。

不同形式的循环流化床生物质气化炉

循环流化床生物质气化炉相比固定床生物质气化炉有许多优点,更适用于工业化生产,目前在生物质气化领域应用的循环流化床主要有外循环流化床,内循环流化床和双流化床。介绍了这几种循环流化床气化设备的典型结构和研究进展,并对其各类循环流化床气化装置的特点做出了分析和讨论。

南水北调中线工程预应力混凝土渡槽叠合结构设计研究

结合南水北调中线工程河北段漕河渡槽的方案设计，提出了新型纵向大梁承重兼挡水的双槽一联单隔墙矩形断面大跨度预应力混凝土渡槽结构形式，研究分析了渡槽建设采用多次受力叠合施工方法时的结构设计方法。