Effects of impingement and friction of swirling air stream on prefilming airblast atomization of non-Newtonian fluids

Liquids to be broken up using a prefilming airblast atomizer are usually Newton liquids with relatively low viscosities.While in some industrial processes,such as spray drying,liquids to be atomized are high concentration suspensions or non-Newtonian fluids with high viscosities.In this paper,non-Newtonian fluids with viscosity up to 4.4 Pa·s were effectively atomized using a specially designed prefilming airblast atomizer.The atomizer enabled liquid to extend to a thickness-adjustable film and forced the atomizing air stream to swirl with 30° or 45° through gas distributors with spiral slots.The liquid film was impinged by the swirling air stream resulting in the disintegration of the film into drops.Drop sizes were measured using a laser diffraction technique.An improved four-parameter mathematical model was established to relate the Sauter mean diameter of drops to the atomization conditions in terms of power dependencies on three dimensionless groups:Weber number,Ohnesorge number and air liquid mass ratio.The friction on the surface of the liquid film made by swirling air stream played an important role in the prefilming atomization at the conditions of low air velocity and low liquid viscosity.In this case,the liquid film was disintegrated into drops according to the classical wavy-sheet mechanism,thus thinner liquid films and high swirl levels of the atomizing air produced smaller drops.With the increase of the air velocity and the liquid viscosity,the effect of the friction on the prefilming atomization relatively weakened,whereas the impingement on the liquid film made by atomizing air stream in a direction normal to the liquid film and corresponding momentum transfer gradually strengthened and eventually dominated the disruption of liquid into drops,which induced that the initial thickness of the liquid film and the swirl of atomizing air stream exercised a minor influence on the drop sizes.

绿色气相缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

目的 为解决单组分绿色气相缓蚀剂缓蚀性能差的问题,复配一种绿色复合气相缓蚀剂,探究其对碳钢和黄铜金属试样的缓蚀作用。方法 采用腐蚀质量损失、接触角、电化学等试验测试分析复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜的缓蚀效果与成膜耐久性。结果 复合气相缓蚀剂对10号钢、H62黄铜的缓蚀效率分别为84.71%、91.67%,缓蚀性能显著优于单组分气相缓蚀剂;复合气相缓蚀剂在10号钢、H62黄铜表面均形成了缓蚀膜,H62黄铜表面形成的缓蚀膜较10号钢的更具耐久性。结论 与单组分气相缓蚀剂相比,该复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜均具备良好的缓蚀作用,为绿色气相缓蚀剂的防锈包装应用提供支撑。

连铸结晶器铜管异常结垢原因及改进

针对敬业钢铁公司方坯连铸结晶器铜管使用寿命低,分析了原因并进行了改进。认为结晶器铜管异常结垢降低了其使用寿命。而结晶器冷却水总硬度、Cl^(-)含量、电导率、总铁含量超标以及进水温度过高等因素综合作用导致了结晶器异常结垢。通过增加冷却水流量、控制进水温度、控制冷却水中自由[O]和总铁含量、补充新水降低水中Cl^(-)含量及电导率、管道做预膜处理等措施,改善了结晶器水质,避免了结垢现象,满足了生产需要。

酸性气井油管内壁水基缓蚀剂预膜仿真模拟

酸性气井常常伴有CO_(2)、H_(2)S对金属材料的腐蚀,井下喷注水基缓蚀剂预膜防腐技术是一种比较先进且成本较低的方法。但针对缓蚀剂预膜时间、液膜厚度、液膜分布及喷注缓蚀剂周期等参数目前尚未开展系统研究。基于RNG k-ε模型(Re-normalization group k-ε模型),结合多相流理论,利用欧拉壁膜模型(EWF模型)耦合模拟水基缓蚀剂液膜的形成和流动,分析缓蚀剂停注后在气流冲刷作用下的流动规律。研究结果表明,在生产工况下酸性气井中的气流能够携带水基缓蚀剂并在管柱壁面上形成厚度约为2 mm的液膜,在20~60 m管段预膜效果较好;水基缓蚀剂停止注入后,由于气流的冲刷作用,管壁缓蚀剂液膜逐渐被破坏和减薄。建议每隔60 m长管段增加一个缓蚀剂注入喷嘴,并且整个井筒缓蚀剂喷嘴的位置呈螺旋上升分布。

循环水系统低磷预膜剂的性能评价

用自主研发的预膜剂PMZ5-1,在旋转挂片腐蚀测定仪和循环水系统上进行预膜实验,对酸性硫酸铜点滴实验结果和腐蚀率数据进行考察,评价预膜剂PMZ5-1对碳钢的预膜效果。实验结果表明,预膜剂PMZ5-1投用在循环水中总磷含量仅为25mg/L左右,不加任何化学助剂即可调制成一种稳定的预膜溶液,在常温下条件下预膜30h,其预膜效果即可满足标准和使用要求。

亚微米HNS炸药的形貌控制研究

建立了溶剂非溶剂双流体喷嘴辅助重结晶工艺。考察了该工艺中非溶剂温度、pH值及添加不同的晶形控制剂对制备亚微米HNS晶体的形貌的影响。结果表明:非溶剂温度由25℃升高到55℃后,HNS晶体形貌由短片状变为细长片状;pH值由酸性变化到中性再到碱性时,亚微米HNS的晶体形貌经历椭球状、短片状、棒状的系列变化,粒度分布分别处于50～300 nm、50～500 nm、50～600 nm;白糊精和羧甲基纤维素钠作为晶形控制剂修饰后的亚微米HNS晶体形貌分别椭圆片状和长棒状,粒度分布分别处于50～300 nm、50～600 nm。

预膜剂成膜厚度的研究

采用扫描电镜(SEM)结合X-射线能谱仪(EDS)分析了预膜剂在碳钢表面成膜的成分及形貌,特别是对成膜厚度进行了细致的研究,并采用适当的检测器及特殊的制样方法,得到了真正的膜厚度,并考察了预膜剂浓度对膜厚度及腐蚀速率的影响。

液体预膜剂TS-5110的组成及性能研究

针对强腐蚀型水质特点,合成了以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等为主要原料的四元共聚物,并以此为主要成分研制开发了TS-5110液体预膜剂。试验结果表明,该药剂在高浓度下可在碳钢表面形成一层致密而完整的保护膜,在低浓度下使用时,也可用作系统日常运行的缓蚀阻垢剂,起到修补和维护膜的作用。

脉冲爆震发动机喷嘴性能优化研究

脉冲爆震发动机两相爆震近来得到了广泛的重视和关注,但在它走向应用之前仍有很多问题需要解决,燃油的喷射、雾化和混合就是其中之一。本文针对一种改进的预膜式空气雾化喷嘴,利用CFD程序,通过改变侧路空气射入角、空气通道直径、混合室出口孔径等参数,研究了喷嘴结构参数对雾化特性的影响,得到了汽油的雾化粒度与喷嘴结构间的关系和变化规律。并将数值模拟结果与实验结果进行对比,两者吻合较好,为喷嘴的优化设计提供了依据。

聚磷酸盐预膜剂的预膜机理和预膜条件研究

从聚磷酸盐和锌盐的成膜机理出发，研究了影响聚磷酸盐预膜剂预膜效果的因素。试验结果表明，最佳的预膜条件为：预膜剂浓度８００ｍｇ／ｌ，聚磷酸盐：锌盐＝２．５：１，预膜液中Ｃａ２＋１００ｍｇ／ｌ，ｐＨ＝６～７，常温预膜４８ｈ。在该条件下预膜的试片经工业性试验测试结果表明其抗腐蚀率可达７５％。

TS-271清洗剂在清洗预膜案例中的应用

石家庄某公司循环冷却水系统停车检修期间进行了系统清洗预膜维护,通过对现场垢样的分析,进行了筛选清洗剂的一系列评价实验,现场清洗预膜效果良好,保障了循环水系统的正常运行。

新建循环水系统清洗预膜及相关问题探讨

介绍了化工装置配套循环冷却水系统清洗预膜的目的,具体操作过程及清洗预膜过程中出现的一些问题,清洗预膜最好在夏季进行,分阶段投加药剂,清洗预膜作为整个装置正常生产运行前的准备工作具有不可或缺的地位。

焦化废水回用于转炉除尘的预膜条件研究

依据焦化废水的水质特点及其在转炉除尘水系统温度条件下的蒸发浓缩过程中pH和碱度持续下降的现象,通过试验研究确定了补充碱度到原水的3倍,抑制了pH的持续下降。在此基础上,试验研究了药剂比例、药剂总量、pH、温度、钙离子浓度、流速等因素对预膜效果的影响作用,结果表明焦化废水回用转炉除尘的预膜配方案为:六偏磷酸钠600 mg／L,硫酸锌200 mg／L,运行pH值为5．5,常温预膜48 h或50℃下预膜8 h,可以获得最佳的预膜效果。

非牛顿型流体雾化时气体射流动能利用率

Kinetic energy efficiency of atomizing air,by C is the ratio of the effective energy required for atomization to the kinetic energy of the atomizing air.The present study analyzes the variation of C with the Reynolds number of atomazing air stream,Ohnesorge number and air to liquid mass ratio. Atomization of non-Newtonian fluids with viscosity up to 4.4 Pa·s is carried out by using a specially designed prefilming airblast atomizer. Drop sizes are measured by using laser diffraction technique. For liquids with low viscosities,impingement of air stream on the liquid film dominates the atomization process and film thickness exercises only minor influence on C ; while for liquids with high viscosities,disintegration of liquid film is made by the impingement of air stream on the liquid film and the wavy movement of film,and C is higher for thinner liquid film in the same operation conditions.The shear force on the surface of liquid film formed by swirling atomizing air plays an important role in the atomization of film in the conditions of low air velocities and low liquid viscosities and its influence on atomization gradually weakens with increasing atomizing air velocity and liquid viscosity.Eventually impinging on the liquid film dominates the atomization process.

新型调节阀在低压汽轮机上的应用

杨树浦发电厂 0号低压汽轮机采用三偏心蝶阀作为调节阀 ,分析了三偏心蝶阀的特性及这种新型调节阀的适用性 。

初冷器的清洗和预膜

分析了初冷器结垢和腐蚀的原因,介绍了5#初冷器的清洗、预膜工艺过程和控制要点,5#初冷器经过清洗和预膜后,取得了良好的效果。

结构尺寸对预膜式雾化喷嘴雾化特性的影响

通过改变预膜式气动雾化喷嘴空气射入角、空气通道直径和环形液膜厚度等关键参数 ,研究了喷嘴结构参数对雾化特性的影响 ,得出雾化粒子索太尔平均直径的变化规律 ,为喷嘴的优化设计提供了依据。

一种评定水处理预膜质量的新方法

运用恒电量测试技术研究了碳钢在循环冷却水预膜处理阶段金属腐蚀速率的变化，建立了相应的等效电路模型，为水处理预膜质量的评定提供了一种新的技术手段．

平面液膜破碎及雾化过程的试验研究

为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比增大,平面液膜分别会呈现平滑表面(λ≤23)、波动表面(23<λ<70)和液膜剥离(λ≥70)三种形态。此外,平面液膜破碎过程中会形成叶瓣状、波纹状、孔状和韧带状的液带,液带形状主要取决于气流和液体速度。液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长与韦伯数、动量比以及液相雷诺数有关,液膜破碎后的雾化粒径随着气流速度的增大而减小,与液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长呈线性关系。

中型氮肥厂循环水的处理方案研究

文章分析了化学清洗、预膜处理及正常运行时的处理方案,指出了操作要点。