狭缝式熔体微分电纺工艺参数对射流间距的影响

采用自主设计的狭缝式熔体微分静电纺丝装置对聚丙烯(PP)材料进行熔体静电纺丝,研究了纺丝电压、纺丝距离和纺丝温度3个纺丝参数对射流间距的影响。结果表明,射流间距随纺丝电压的升高而减小;射流间距随纺丝距离的减小而增大,但当纺丝距离低于80mm并继续减小时,射流间距保持不变;射流间距随纺丝温度的升高而减小,当纺丝温度达到230℃并继续升高时,射流间距保持不变;当纺丝电压为60kV,纺丝距离为100mm,纺丝温度为245℃时,射流间距最小,可达3.3mm。

方形圆弧角养殖池射流间距对流场特性的影响

为研究养殖池入射流间距对双管射流模式下(射流位置位于圆弧角,射流角度为30°)方形圆弧角养殖系统内流场特性的影响。采用流体动力学仿真技术,通过有限体积法和有限差分法构建三维数值计算模型,选取RNG k-ε 湍流模型模拟工厂化循环水养殖池池内流场流动状态。结果显示:通过优化入射流间距可以有效提高养殖池整体流速、流场分布均匀性以及能量有效利用系数,减小入射流的能量损失,提高排污的经济效益。当入射流间距在0.05 m时,养殖池系统能够获得最佳水动力条件,此射流间距下,养殖池整体流速更高,污物移动时的向心趋势更加明显,流场运动状态最有利于养殖池内污物的排出。本研究结果可为方形圆弧角养殖池进水管布设方式提供理论参考。

不同射流间距下非定常条缝双射流的数值模拟研究

为探究在非定常流场下大空间建筑中多空调出风口安装间距对于室内流场的影响,利用商业CFD软件Fluent对不同射流间距下的非定常条缝射流进行数值模拟。以二维空气射流平面为模型,采用出风频率为0.1 Hz、正弦变化的双射流,分析在相同初场和相同物理时间下流场的温度和速度分布。研究表明,在非定常送风条件下,射流间距会影响流场的温度和速度分布;当射流间距为1倍出风口长度时,双射流会形成更大的射流并使流场内的冷气集中在流向方向,流场的温度和速度分布不均匀;射流间距为2~10倍出风口长度时,双射流的相互作用会随射流间距的增大而增强,双射流的相互作用越强,流场内的冷气与周围流体之间的掺混作用越强烈,冷气得到较好的掺混,使得流场的温度和速度分布更加均匀。

射流孔间距对横流中两孔射流稀释特性的影响

为了解射流孔间距对多孔扩散器污水稀释效率的影响,采用计算流体动力学Fluent软件中的realizable k-ε模型,模拟横流中不同射流孔间距条件下两孔射流横向有效流速、射流浓度轨迹线、速度场和浓度场的变化。结果表明,随着射流孔间距的增大,第1个射流对后面射流的遮挡作用减弱,第2个射流前的横向有效流速增大,射流浓度轨迹线的弯曲程度增大;在射流近区,浓度轨迹线与下游距离呈1/2的指数关系,与射流孔间距呈-0.27的指数关系,在射流远区,与下游距离呈1/3的指数关系,与射流孔间距呈-0.18的指数关系。射流孔间距对第1个射流浓度变化影响较小,对第2个射流,射流孔间距越小,污染物浓度沿水流方向衰减速率越快,当距该射流孔超过8倍孔径后,浓度变化趋于一致。

射流冷却超薄玻璃的数值模拟研究

采用计算流体力学软件FLUENT并结合热流固耦合有限元体积方法,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数Re为30000~70000和射流间距H为1~6mm的圆形孔口,复合型孔口和花型孔口冲击射流急冷超薄玻璃物理钢化过程进行了数值模拟,意在探究单孔射流时超薄玻璃急冷过程的流场分布和换热情况,为实现超薄玻璃表面换热更快、更均匀提供参考依据,从而研发厚度小于2mm的超薄玻璃物理钢化技术。研究发现:圆形孔,复合型孔和花型孔冲击玻璃表面时在径向射流横截面上出现2个反向漩涡流,分析认为是射流卷吸作用加强并引起边界层发生分离现象,气流向上端扩散从而产生了漩涡流;从被冲击玻璃表面的局部努赛尔系数分布可以看出,采用花型孔口和复合型孔口射流冲击可以使玻璃表面的冲击区域更大,冷却效果更均匀。

横流环境中两孔热水浮射流数值模拟研究

为了达到热废水排放过程中热水快速稀释的目的,采用Fluent中Realizable k-ε模型基于SIMPLEC算法,研究了热射流过程中,射流孔间距、初始流速对射流流场、温度场的影响规律。研究表明:随着射流孔间距的增大,第1孔射流对第2孔射流影响程度逐渐减弱且第2孔射流的弯曲程度随之增加;射流与横流作用促使反向涡对的产生,加快了热水与环境水体的掺混度,横断面温度场出现"肾形"分布;当相对孔间距相同时,随着射流初始流速的增加,第1、2孔射流温度衰减速率随之增大;射流初始流速相同时,射流孔间距的增加对第1孔射流轴线温度稀释度影响较小,对第2孔射流的轴线温度稀释度影响相对复杂;S/D=2时,增大热射流的初始流速,为本研究中热水快速稀释的最优方案。

中空电极板对狭缝式聚合物熔体微分电纺的影响

研究了电极板中空结构对熔体微分电纺过程的影响,探讨了中空宽度对射流数量、射流间距、纤维直径及均匀性的影响。结果表明:电极板采用中空结构时纺丝模头上所产生的射流数量多于实心电极板,且可有效提高电场击穿电压,验证了中空结构的可行性;电极板采用中空结构后,纤维平均直径及直径均匀性均有明显提高,但随着中空宽度继续增加,射流数量减小,射流间距及纤维平均直径增加且直径均匀性变差,从实验研究结果可知,电极板增加中空结构可提高纺丝效果及质量,但中空宽度不宜过大。

直线狭缝熔体微分电纺高效制备PP超细纤维

利用自主研发的0.6 m直线狭缝熔体微分电纺装置制备了PP超细纤维。通过正交实验分析了模头温度、纺丝电压、纺丝距离和挤出机转速对纤维形貌的影响,并获得了最佳的纺丝参数。结果表明,当模头温度为265℃、纺丝电压为50 kV、纺丝距离为8 cm、挤出机转速为100 r/min,对应的挤出流量为0.968 g/min时,制得的纤维平均直径较小,其值为5.91μm,且直径分布较为均匀。通过计算得出,平均射流间距为1.14 mm,与现有的直线狭缝熔体微分电纺装置相比,纺丝效率提高了66.7%。为利用熔体静电纺丝技术高效制备PP超细纤维提供了指导。

The turbulent behavior of novel free triple-impinging jets with large jet spacing by means of particle image velocimetry

A novel reactor that achieves rapid liquid–liquid mixing via free triple-impinging jets(FTIJs) is developed to improve mixing efficiency at unequal flow rates for liquid–liquid reactions. The flow characteristics of FTIJs were investigated using particle image velocimetry(PIV). The instantaneous and mean velocities data at different Reynolds numbers(Re) were analyzed to provide insights into the velocity distributions in FTIJs. The effect of jet spacing on the stagnation points, instantaneous velocity, mean velocity, profiles of the x- and ycomponents of mean velocity, and turbulent kinetic energy(TKE) distributions of FTIJs were investigated at Re = 4100 with a volumetric flow rate ratio of 0.5. The characteristics of the turbulent flows are similar for all jet spacings tested. Two stagnation points are observed, which are independent of jet spacing and are not located in the center of the flow field. However, velocity and TKE distributions are strongly dependent on the jet spacing.Decreasing jet spacing increases the expansion angle and the values of TKE, leading to strong turbulence, improving momentum transfer and mixing efficiency in FTIJs. The present study shows that optimization of the operating parameters is helpful for designing FTIJs.