压电集成石墨烯增强功能梯度多孔板的等几何建模与分析

基于等几何分析方法和一种仅含有4自由度的简化一阶剪切变形理论(simple first-order shear deformation theory,S-FSDT)建立了压电集成石墨烯增强功能梯度多孔(piezoelectric integrated graphene platelets reinforced functionally graded porous,P-GPLs-FGP)板的数值分析模型。利用Halpin-Tsai微观力学模型、闭胞体高斯随机场理论和混合定律得到了石墨烯增强功能梯度多孔板的有效材料属性;基于等几何分析方法、S-FSDT和哈密顿原理推导了P-GPLs-FGP板的运动控制方程,并通过与已有算例对比验证了模型的准确性和有效性;利用所建模型分析了孔隙分布形式、孔隙系数、石墨烯分布形式、石墨烯质量分数、边界条件和宽厚比对P-GPLs-FGP板固有频率和机-电载荷作用下静态弯曲响应的影响。研究结果表明:板的刚度与孔隙系数成反比,而在基体材料中添加少量的石墨烯可以有效地增强结构的刚度;与其他组合形式相比,板的刚度在孔隙PD-S分布和石墨烯GPL-S分布时最大。

基于数值模拟方法的多孔板流阻特性与流动机理研究

多孔板作为节流装置广泛应用于工业界,明确多孔板流阻特性的主要影响因素和流动机理对该类装置的工程应用具有重大意义。针对影响多孔板流阻特性的结构参数,以内流直管道的多孔板为研究对象,通过数值模拟方法分析了开孔率、深径比以及小孔数量对多孔板前后压降系数的影响机理,重点讨论流动的机理特征。结果表明:开孔率对压降的影响比较明显,开孔率越小,压降值越大;相比开孔率对压降值的影响,深径比对压降的影响不大;在同样的开孔率下,多孔板的流阻更大,但是其可以产生更快的压力恢复;小孔数量为5时,小孔下游涡量紊乱性明显,涡间干扰相较单孔更强。

基于单相流模型的水下多孔板减流特性影响因素数值仿真研究

在内河航道整治、沉船打捞,以及水下检测过程中往往需要减小工作水域的流速以保证施工质量的问题,提出在浮式防波堤底部安装多孔板进行减流的工程方案.并基于单项流模型,对水下多孔板的开孔率、开孔形式,以及开孔数量对其减流特性的影响进行了仿真分析.结果表明:圆形与正方形的开孔形式较正五边形与正四边形的开孔形式减流效果要好、在条件允许的情况下,增加多孔板的开孔数量也可以改善多孔板的后方流场.多孔板的开孔率对其减流效果的影响最大.且开孔率在0.5时流场减流效果最好.

多孔板水升华器在恒热流条件下的试验研究

探索了多孔板的制造方法 ,设计了水升华器试验组件和试验装置 ,对不同的多孔板升华器在恒热流条件下进行了试验研究 .试验重点研究了不同热流密度、多孔板物理参数、给水室压力及升华器放置情况对升华器性能的影响 ,并对水升华器的击穿特性进行了讨论 .试验结果证明文中提出的升华器基本的设计概念是可行的 ,粉末烧结多孔板可以满足升华器的试验要求 .最后 。

圆孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的实验研究

在以圆形孔口多孔板为空化空蚀发生器的水力空化装置中,对含有大肠杆菌的水样进行灭菌处理.通过检测大肠杆菌的灭菌率,研究了水力空化对水中大肠杆菌的灭活效果.分析了大肠杆菌初始浓度,水流空化数,孔口流速,孔口排布,孔口数量,孔口大小,空化空蚀作用时间等参数对灭菌效果的影响.试验结果表明:提高流速,降低空化数,选取适当的初始浓度,延长空化空蚀作用时间,增加孔口数量,减小孔口大小以及改进孔口排布可以进一步提高大肠杆菌的杀灭率.水力空化的空化空蚀作用能够杀灭水中的大肠杆菌,是一种饮用水消毒的新技术.

多孔板流量测量的实验研究

对一种新型的流量测量节流元件—多孔板的流出系数特性、压力损失和抗旋流性能进行了实验研究。与传统的标准孔板比较,多孔板的流出系数更加稳定,对上游旋流不敏感,压力损失比与标准孔板接近。对于当量孔径比(β)为0.42、0.59、0.65的3对孔板,在相同的雷诺数(Re)范围内,多孔板流出系数的变化范围比标准孔板分别低0.83%、2.02%、1.67%;在β较低时(β=0.42),多孔板的抗旋流能力优于标准孔板,而在β较大(β=0.65)时,刚好相反。

多孔板-MTT比色法测定植物抗菌成分对细菌的抑制活性

多孔板-MTT比色法测定植物抗菌成分对细菌抑制活性的步骤为:每孔加入浓度为106cfu/mL的供试菌液90μL,然后加入不同浓度的药液10μL,28℃暗培养24 h后,每孔中加入5 mg/mL的MTT溶液10μL,继续培养4 h后加入10%二甲基亚砜100μL,振荡30 min,在570 nm处测定溶液的吸光值。采用以上方法,测定植物抗菌成分蓝桉醇对辣椒斑点病黄单胞菌(Xanthomonas vesicatoria)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的半抑制浓度(IC50)分别为0.158和0.395 mg/mL,小檗碱对溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)的IC50为0.587mg/mL。结果表明,多孔板-MTT比色法能快速、微量地测定植物成分对细菌的抑制活性。

憎水涂层多孔板对水升华器散热性能影响的实验研究

目的探讨水升华器用憎水涂层多孔板的实现方法 ,并对所研制的憎水涂层多孔板进行实验研究。方法利用Teflon溶液和特制的双疏涂层溶液对多孔板进行憎水涂层处理 ,并对所研制的憎水涂层多孔板进行物理特性测试。重新设计了水升华器实验件 ,对涂覆憎水涂层的多孔板、对水升华器散热性能的影响进行了实验研究。结果憎水涂层多孔板的水滞留能力显著提高 ,但其渗透压降也不同程度地增加。两种涂层板的散热性能有所不同。采用双疏涂层溶液涂覆的多孔板相对好一些。结论在对Te flon和双疏涂层溶液的涂覆参数及工艺进行优化后 。

多孔板特性对水力空化-Fenton反应处理废水的影响

为提高工业废水的处理效率,采用水力空化-Fenton反应处理废纸制浆废水.研究了孔径、空化数和过流率等孔板特性参数对去除废水总有机碳(TOC)的影响.结果表明:在过流率相同的条件下,减小孔径可提高TOC的去除率;交叉布孔较径向布孔体系所产生的空化云更均匀,处理效果更好;减小空化数可增强空化强度,但空化云体积也将减小.对于每一种废水都存在一个临界空化数,当体系空化数大于临界空化数时,减小过流率可提高空化效果,但是当小于临界空化数时,过流率存在一个最佳值.在本实验条件下,空化数为0.79的96×1交孔板体系具有最大的表观速率常数和最短的半衰期,经过90,min的处理,TOC去除率达到66.86%.实验证明水力空化-Fenton反应可以有效处理这类废水.

高速混床双层多孔板式布水装置的研制

现有凝结水精处理系统高速混床穹形挡板加多孔板拧水帽式布水装置常出现偏流,使高速混床周期制水量远低于设计要求。分析产生问题的原因为设备本身结构不当引发多孔板变形或损坏所致。为此,研究并提出采用穹形挡板加双层多孔板式布水装置的设计方案,利用流体力学计算机模拟技术优化了双层多孔板的设计参数,并将优化设计方案应用于某680 MW超超临界机组的高速混床布水装置的技改工程中。3个月的运行效果表明,双层多孔板式布水装置运行阻力小,布水均匀,且高速混床出水水质稳定。改造后的高速混床周期制水量由原来的6.6万m^3增加到10.9万m^3,节水减排效果十分显著。

圆孔多孔板水力空化降解对硝基苯酚废水的试验研究

试验基于水动力学实验室自主研发的多孔板型水力空化反应装置,进行了降解对硝基苯酚废水的研究.通过对不同过孔流速、不同几何参数多孔板、不同初始质量浓度对硝基苯酚进行空化试验,提出了空化数、过孔流速、初始质量浓度、处理时间、孔口数量、孔口大小与对硝基苯酚降解率的关系,为提高对硝基苯酚降解率提供了依据.试验结果表明:增加流速,选取最佳初始浓度,适当延长处理时间,设计孔板时适当增多孔口数量以及增大孔口大小,可以提高对硝基苯酚废水的降解率.

多孔板水力空化器的优化和应用

采用多孔板作为水力空化发生器,研究了孔板几何参数、孔布置方式对孔板空化特性的影响,并结合废水处理实验确定最佳孔板.实验结果表明,孔交错布置的多孔板空化效果较径向布置的好;过流率越小空化数越小;对于相同孔径的孔板,孔数增加过流率和空化数均增大;对于相同过流率的孔板,孔径越小空化数较小.空化数接近1的孔板体系,处理废水的效果最好.在实验条件下,96×1交错布置孔板体系处理废水的效果最好.

均匀化理论在多孔板结构优化中的应用研究

多尺度均匀化理论自从上世纪 70年代产生以来 ,就被认为是确定复合材料当量性能的一种不可替代的方法。本文将多尺度均匀化方法应用于基于有限元分析的多孔板结构优化设计中 ,简述了求解当量板有效弹性常数的均匀化理论 ,在此基础上 ,建立了基于有限元分析的多孔板结构优化流程 ,编写了FORTRAN程序 ,并将其与AN SYS软件相连接 ,完成了一个多孔板结构的优化设计 ,所得结果表明 ,它能够满足工程应用的需要 。

基于均匀化理论的多孔板弯曲问题新解法

由于密集型分市孔的存在，通常的有限元法不能有效地分析多孔板的弯曲问题．该文基于均匀化理论建立了该类问题的新解祛．才含密集型分布的阶梯型圆孔板的分析结果，说明了该文方法是有效的．

多孔板水升华器试验研究

探索了多孔板的制造方法 ,设计了水升华器试验单元件和试验装置 ;对不同的多孔板升华器进行了试验研究 ,试验重点研究了热流体入口温度和流量、多孔板物理参数、给水室压力及升华器放置情况对升华器性能的影响。试验结果证明文章提出的升华器基本的设计概念是可行的 。

超重机内多孔板填料上气液流场的计算流体动力学模拟

采用Fluent软件对填料内径65 mm、外径250mm的超重机内多孔板填料上的气液流场进行模拟研究.模拟结果表明,填料上的液体速度场分布不均匀;填料转速对液体的切向速度场有影响,液体入口速度对径向速度场有影响;填料上的气体静压力场分布很有规律;填料转速对气体干床压降的影响很小,气体流量对干床压降的影响较为明显;当填料转速为0 ～1 000 r/min、液体入口速度为0.3～ 4.0 m/s时,液滴在填料上的运动轨迹呈螺旋线型,停留时间为0.10～ 0.94 s,运动路程为0.13～ 0.45 m;当气体流量为22.8～ 132.3 m3/h、填料转速为0～1 000 r/min时,干床压降为7～1 844 Pa.

水升华器用多孔板的物理特性研究

目的探讨水升华器的关键部件—多孔板的研制方法 ,并对多孔板的主要物理特性参数进行研究。方法在对水升华器用多孔板技术指标进行分析的基础上 ,利用粉末烧结技术 ,使用不同的材料 ,研制出了多孔板。设计了多孔板物理特性测试装置 ,对所研制的多孔板进行了较全面的物理特性测试。结果获得了影响多孔板性能的主要因素 ,为水升华器性能测试和全面建立多孔板的研制规范及优化多孔板的物理性能参数打下基础。结论采用粉末烧结技术研制的多孔板的特性满足水升华器的性能要求。

三角形孔口多孔板水力空化特性研究

随着废水中污染物成分越来越复杂,传统水处理技术已经很难满足相应的处理要求。水力空化是一种新型水处理技术,空化泡溃灭形成的微射流、冲击波能在短时间内释放巨大的能量。此外,空化泡溃灭时产生的局部异常高温高压可以使水分子结合键断裂产生具有高氧化能力的羟基自由基·OH,可以与其它分子发生化学反应。采用三角形孔口多孔板作为水力空化发生器,研究了多孔板孔径大小、开孔数目对其水力空化特性的影响,并结合对硝基苯酚废液处理实验得出多孔板型水力空化反应器能够用于含酚类废水处理,为以后含酚类难降解废水处理提供参考.

圆形孔口多孔板对降解混合物废水的影响

当前国内外对难降解废水的处理方法因受能耗大、成本高、周期长、设备复杂等因素影响,其应用范围受到限制,所以更倾向于开发简便高效低成本的水力空化技术.现研究文丘里管与圆形孔口多孔板组合的水力空化反应装置对降解硝基苯和对硝基苯酚混合物废水的影响.实验结果表明:废水初始质量浓度为50mg/L左右,孔口直径为5mm且孔口数量多的圆形孔口多孔板的废水处理效果较好,适宜的水温、运行时间的增加均有利于空化的发生,从而可提高废水降解率.

中高开孔率电除尘器多孔板的阻力特性试验研究

多孔板对于电除尘器内气流均匀起着重要作用,目前已经有一些关于多孔板阻力特性的研究。但是大部分研究集中在低开孔率、少孔数的多孔板上,而针对电除尘器内使用的中高开孔率、多孔数的多孔板阻力特性研究较少。该文针对开孔率0.3≤?≤0.68,孔数116≤n≤1567,相对厚度0.21≤t/d≤0.5的多孔板进行了阻力特性研究,旨在得出多孔板的几何参数以及管内流动状态对阻力系数的影响。试验发现阻力系数均随着开孔率、雷诺数、相对厚度的增大而降低,开孔率的影响最为显著,相对厚度次之,雷诺数影响最小。文中还提出了估计此类型多孔板阻力系数的表达式,为今后科学研究及实际应用提供了重要参考价值。