自然通风湿式冷却塔节水方案的数值研究

为降低自然通风湿式冷却塔的耗水量,本文采用一种可用于回收其蒸发损失的空气冷凝器结构,并通过数值模拟方法对其节水特性展开研究。首先基于空气运动控制方程和水蒸气冷凝模型,建立了用于分析空气冷凝器节水特性的数学模型,其次分析了冷却空气流速、空气冷凝器的结构尺寸和材质等因素对该冷凝器节水特性的影响。研究结果表明:空气冷凝器的单位面积节水量随着冷却空气流速以及冷凝器宽度的增大而增大,但随着冷凝器长度和高度的增大而减小;空气冷凝器的材质和壁厚对其单位面积节水量没有显著影响,空气冷凝器可采用重量轻和成本低的薄壁PVC来加工制造。

城市客车铝合金风道水蒸气凝聚的CFD仿真方法

建立水蒸气凝聚的仿真流程,并基于CFD软件进行某城市客车铝合金风道的共轭温度场仿真,同时评估铝箔隔热棉对城市客车铝合金风道盖板水蒸气凝聚的影响。

锌铝镁表面腐蚀黑斑缺陷研究

本文通过对光伏支架用锌铝镁产品在使用时表面出现的腐蚀黑斑缺陷进行分析,采用SEM和EDS方式检测黑斑处的组织结构及成分,研究锌铝镁在加工运输过程中黑斑产生的机理及原因。结果表明:锌铝镁产品由于在存储过程中进水或水汽凝结在表面未及时进行加工处理和通风干燥,局部发生电化学腐蚀反应,生成程度不一的腐蚀产物,宏观上表现为变色、发黑等现象,形成腐蚀黑斑缺陷。

浅层包气带地温与含水量昼夜动态的实验研究

西北荒漠化地区，包气带中的水分除来自大气降水外，还来自凝结水。凝结水对维持荒漠地区的植被生态环境起到至关重要的作用，而凝结水的形成机制又反映在包气带地温与含水量的昼夜动态过程中。文中报告了室外沙坑浅层包气带地温与含水量观测的实验结果。土壤含水量变化采用原位测试的方法观测，避免了传统称重法产生的干扰和不确定性。实验中对深度0～30cm范围的土壤温度进行了高密度观测。结果表明，温度梯度对水汽的运移起到主控作用，温度梯度方向向下，土壤含水量增加，反之，含水量减少。通过热传导方程对土壤中的传热过程进行分析，得到傅立叶级数表示的温度波方程，用于预测不同深度土壤响应地表条件而产生的温度变化。实验中还对近地表微气象以及土壤负压等因素进行了观测。

异常高温凝析气藏产水规律综合研究

异常高温凝析气藏存在特殊的产水规律 ,产出水在地层中可能是水蒸气或游离水 ,这将导致井底积液 ,油管套管及设备腐蚀 ,还可能与天然气生成水合物 ,堵塞流动通道 ,影响正常生产。以大港千米桥凝析气藏BS7、8井为例 ,利用有水凝析气PVT相态实验研究中水蒸气含量实验结果 ,结合现场实际生产动态数据 ,详细地研究了BS7、8井的产水规律。研究结果表明 ,BS7井地层凝析气中含水量仍然处于饱和状态 ,产出水包括水蒸气和地层游离水 ,BS8井地层凝析气中含水量仍然没有达到饱和 ,地层中不存在游离水。造成含水率等参数异常波动的主要原因有开采层段不同、各种增产作业的影响、机械故障、凝析油产量变化和地层压力下降等 ,产出的地层水中包括多种水混合物。

不同仓型的粮堆温度场重现及对比分析

为了揭示不同仓型粮堆内温度场和水气分压场随季节的变化规律及其对储粮安全的影响,该文以天津地区的钢板浅圆仓和平房仓为研究对象,以小麦为储粮目标,采用阵列式分布的温度传感器监测粮堆温度,利用温度拟合算法和WU模型构建粮堆温度场模型,重现粮堆在冬末春初之际和夏季的温度场和水气分压场分布;根据温湿度场耦合理论分析其云图特征,并在此基础上比较2种仓储粮状态的差异。结果表明:夏季,浅圆仓和平房仓的小麦粮堆中均存在大体积的冷芯,使整个粮堆可以安全度夏;冬春交替之际,2种仓的粮堆中均存在多区域分层现象,但由于浅圆仓的表层粮堆水分吸收速率大于平房仓,致使次年春季浅圆仓的粮堆表层更易发生结露;根据平房仓小麦粮堆的等温曲线变化方向可推测有邻仓存在,且由2个毗邻的平房仓温度场融汇度可判定邻仓有储粮。研究结果将为粮堆结露研究提供新思路,为结露预测提供理论依据。

云冈石窟水汽转化特征的初步研究

水汽的凝结是云冈石窟壁面水分的来源之一。研究水汽转化特征和石窟山体的水汽环境变化特征,对石窟文物的保护具有重要意义。本文阐述了水汽转化的基本原理,并针对石窟环境提出了凝结水的观测方法。通过在5号和9号洞窟布置监测系统,配合凝结水的观测,发现在夏季7、8月份云冈石窟内室存在水汽凝结的条件,单个凝结期可以持续数小时乃至数日。凝结期吸湿速率比非凝结期大0.017～0.054mm/h。窟内水汽环境变化与山体水汽环境的变化存在着相互作用。钻孔监测表明山体包气带基本处于水汽饱和状态,深部气温稳定在9～10℃之间,存在驱动空气对流的气压梯度。

喷淋塔内可吸入颗粒物的脱除与凝结增长特性

The efficiency of removing inhalable particles in a conventional spray scrubber was examined by the theory of wetting dust removal,and condensation growth properties of inhalable particles in the supersaturated vapor environments were investigated using a condensation growth dynamic model.The results show that the removal efficiency of inhalable particles is only 16% for the conventional spray scrubber,and vapor condensation is able to cause the submicron particles to grow rapidly into big dusty droplets in very short time.For case with vapor saturation of 1.3 and particle number concentration of 105 cm-3,the fine particles with diameter less than 0.5 μm can shoot to around 0.8 μm in 50 ms.The final diameters of condensation droplets are little affected by the initial particle diameter,but depend mainly on initial vapor saturation and particle number concentration.It is found that the final droplet diameter increases with increase of saturation degree of vapor,while it decreases with increase of particle number concentration.These results could be used as a theoretical basis and technical guidance for practical application of vapor heterogeneous condensation to promote condensation growth and effective removal of inhalable particles.

不同蒸气压力下的Marangoni凝结换热特性

在蒸气流速4m·s-1的条件下,通过实验研究了不同蒸气压力下纯水、纯酒精和不同酒精浓度水-酒精混合蒸气沿重力方向流过竖直铜平板表面上的凝结换热特性,并实现了实验的可视化,同时从理论上初步分析了混合蒸气压力对Marangoni凝结换热特性的影响.实验及理论分析结果表明,在相同蒸气浓度、蒸气流速和表面过冷度条件下,高压下的凝结换热强度比低压的大.且蒸气压力对凝结换热的影响因混合蒸气酒精浓度的不同而不同,在低浓度1%、2·28%和高浓度22%、51%时压力的增加对凝结换热特性的影响较小,而在中间浓度5·1%和9·8%时凝结换热系数随压力的增加明显.

复杂逆流多效蒸发系统常规设计的模型与算法

建立了有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的复杂逆流多效蒸发系统的数学模型 ,常规逆流多效蒸发模型只是该模型的一个特例。提出一种新算法———迭代法结合矩阵法求解模型并给出算法框图。迭代法结合矩阵法与目前较先进的Broyden法相比 ,具有对初值要求不高、收敛稳定性好、收敛速度快等优点 ,是求解多效蒸发问题的一种新的有效方法。算例表明 :模型可用于复杂逆流多效蒸发系统的快速求解 ;对三效逆流蒸发NaOH溶液系统 ,采用冷凝水闪蒸可节省加热生蒸汽 10 %左右 ,节能效果显著 ;逆流多效蒸发采用生蒸汽或引出额外蒸汽预热原料液不仅不会节能 。

冷凝—催化燃烧法处理乙烯厂富含水蒸气的恶臭废气

采用冷凝—催化燃烧法处理乙烯厂富含水蒸气的恶臭废气,冷凝过程能够有效地脱除废气中的水蒸气、联苯和联苯醚,催化燃烧过程能够有效地脱除不凝气中的烃类化合物。催化燃烧反应器内装填Pt、Pd、Ce多组分蜂窝状催化剂,在床层空速为15900～40000h-1、反应器入口气温度为300～350℃的条件下,反应器入口气中总烃的体积分数为64.9×10-6～691.0×10-6时,出口总烃的体积分数可降至5.2×10-6～20.0×10-6,总烃的去除率为90%以上,处理后的气体符合国家排放标准。

基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟

为研究过饱和水汽在细颗粒表面异质核化特性,准确预测成核参数,基于分子运动学异质核化理论建立了过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化的运动学模型。数值分析了液滴晶核长大过程中水汽分子和水分子两种扩散凝结机制对晶核长大的促进作用及其相对重要性,数值预测了水汽过饱和度和宏观接触角对成核速率的影响;数值计算了不同温度和宏观接触角下细颗粒的临界过饱和度。结果表明:当液滴晶核尺寸小于临界晶核半径时,颗粒表面吸附水分子扩散凝结速率与水蒸气分子直接扩散凝结速率的比值大于100,颗粒表面吸附水分子的扩散凝结机制对晶核长大起主导作用。提高水汽过饱和度或减小宏观接触角均可显著提高液滴晶核的成核速率;成核速率随水汽过饱和度增大呈指数型增长。提高气相主体中水汽温度或减小细颗粒物的宏观接触角均可显著降低异质成核的临界过饱和度;对于粒径小于0.1μm的细颗粒物,随着细颗粒粒径的增大,异质核化的临界过饱和度显著减小。

凝析气顶油藏气顶油环协同开发方式下水侵量计算模型

针对凝析气顶油藏开发中由于相态变化复杂而导致水侵量计算较为困难的研究现状,依据物质的量守恒原理建立凝析气顶油藏物质的量物质平衡方程,并推导水侵量的计算公式。该水侵量计算模型同时考虑气顶反凝析、油环溶解气逸出、水蒸气含量、注水注气等因素的影响,较好地描述凝析气顶油藏外部水侵过程中复杂的物理现象,并将该方法应用于某凝析气顶油藏中。研究结果表明:凝析气顶油藏气顶投入开发后,累积水侵量迅速增加;反凝析、水蒸气含量、逸出溶解气等因素对水侵量影响的时间顺序不同;以综合考虑各因素得到的水侵量为基准,忽略反凝析、水蒸气含量、逸出溶解气等因素的影响,水侵量的计算结果都偏大,误差最大的是气顶反凝析,其次是油环溶解气的逸出,较小的是水蒸气含量。

复杂并流多效蒸发系统的数学模型与矩阵解法

建立了有冷凝水闪蒸和额外蒸汽引出的复杂并流多效蒸发系统的数学模型 ,常规并流多效蒸发模型只是该模型的一个特例。提出一种新算法———迭代法结合矩阵法求解模型并给出算法框图。算例表明新算法比常用的牛顿迭代法和Broyden法效率更高 ,具有对初值要求不高、收敛稳定性好、收敛速度快等优点。对三效并流蒸发蔗糖水溶液系统 ,采用冷凝水闪蒸和引出额外蒸汽将原料液从 2 6 7℃预热至 90℃ ,约可节省 16 %的加热生蒸汽 ,节能效果显著。

凝结水研究进展

凝结水作为降水的一种形式,是区域水循环中的重要环节;但由于凝结水数量较少,在大多的水分研究中经常会被忽略。通过系统总结凝结水研究意义、现状及存在问题发现,原有研究大多集中在凝结水量、影响因素、凝结时间等方面,在水汽来源、凝结水的区分以及数值模拟方面相对较少,建议应该加强凝结水的形成规律以及凝结水对植物生长影响等方面研究。

高温高压凝析气藏物质平衡方程的建立——考虑气藏气相水蒸气含量及岩石颗粒的弹性膨胀作用

分析高温高压凝析气藏开发动态时,必须考虑气相中水蒸气及岩石变形的影响。为此,在引入气藏内部烃类摩尔质量平衡原理及广义凝析气藏物质平衡原理的基础上,考虑气藏气相水蒸气含量及岩石颗粒的弹性膨胀作用,推导了气相水蒸气含量、天然水驱、注气及带油环条件下的高温高压凝析气藏物质平衡方程通式。实例证明,利用忽略气相水蒸气含量或岩石变形的凝析气藏物质平衡方程和容积法计算的高温高压凝析气藏的储量均偏大,其误差大于5%,这说明新建立的考虑气藏气相水蒸气含量及岩石颗粒的弹性膨胀作用的高温高压凝析气藏物质平衡方程是可靠和准确的。

蒸汽压力对Marangoni凝结换热特性的影响

本文研究了蒸汽压力对水-酒精混合蒸汽竖直平板表面凝结换热特性的影响．搭建了具有高气密性的Marangoni凝结换热实验台,分别针对不同压力(31．16 kPa,47．36 kPa,84．53 kPa)、不同表面过冷度(表面过冷度范围2-32℃)的纯水、水-酒精混合液(气相酒精质量百分比浓度为2．28％,5．1％,51％)和酒精进行了换热特性的实验研究,实验结果表明混合蒸汽在相同流速和浓度下凝结表面传热系数随压力的升高而升高,分析认为这是因为相平衡压力的提高会导致凝结液量增加和凝结液平均温度提高,而使凝结汽液界面的表面张力提高,进一步增强了Marangoni效应的影响,从而使凝结表面传热得到加强．

文丘里洗涤器脱除燃烧源PM_(2.5)的实验研究

利用文丘里洗涤器进行了脱除燃煤和燃油PM2.5颗粒的实验研究.研究了液气比R、蒸汽的添加以及微粒物化性质对脱除效率的影响.结果表明:PM2.5颗粒的脱除效率随液气比R的增大而增大;应用蒸汽相变预调节技术促使PM2.5颗粒凝结长大有助于提高脱除效率;在相同条件下,燃煤PM2.5颗粒的脱除效果优于燃油PM2.5颗粒.

Marangoni凝结液珠脱离半径分析

为研究宏观温度梯度对Marangoni凝结的影响,设计了一个截面为梯形的试验块。在大范围的酒精气相浓度条件下(0%～50%),用实验的方法研究了宏观温度梯度对Marangoni凝结的影响。对于每个浓度都在不同蒸汽流速和压力下进行了实验并拍摄凝结图片。以凝结实验中所拍摄的实验图片为分析对象,分析不同质量分数、过冷度和流速下的凝结液珠脱离半径。凝结液珠的脱离半径与表面过冷度、凝结表面的横向温差、酒精质量分数、蒸汽流速等因素有关。以纯水的脱离半径公式为基础,考虑温差带来的Marangoni效应和蒸气流速后,拟合出Marangoni凝结凝结液珠的最大脱离半径公式,在大部分过冷度的情况下,计算值与实验数据一致性较好,最大误差为23%。

水-酒精混合蒸气的管外凝结

在不同蒸气压力,相同蒸气流速条件下,完成了不同酒精浓度的混合蒸气在不同管径的竖直管外凝结换热实验。凝结换热特性曲线显示了相似的特性:随着酒精浓度的增加,凝结传热系数显著下降;随着表面过冷度的增加,凝结传热系数显示出有峰值的非线性特点。在相同条件下,半径为5mm管外的凝结传热系数峰值出现在较大过冷度范围内,且峰值高于在半径为10mm管外的凝结传热系数峰值。当蒸气压力为84.52kPa,流速为2m.s-1时,酒精浓度为1%的混合蒸气在半径为5mm竖直管外凝结传热系数最高达150kW.m-2.K-1,约为水蒸气的8倍。此外,根据记录的凝结形态,珠状凝结出现在很广的浓度以及过冷度范围内。