鼓泡塔反应器的两级气泡模型参数研究

为了研究鼓泡塔反应器两级气泡模型在高黏度下的适用性,采用动态气体逸出法,在内径为286 mm,总高为7 200 mm的鼓泡塔中考察了液体黏度(1.2×10-3—210.4×10-3Pa·s)和操作条件对塔内总气含率,大、小气泡相含率和大、小气泡上升速度等两级气泡模型参数的影响。结果表明:床层总气含率随表观气速的增加而增大,大气泡相含率受液体黏度的影响较小,受表观气速的影响较大;小气泡相含率随黏度的增加而迅速下降,在高气速时受表观气速的影响较小。大、小气泡上升速度均随液体黏度的增加而降低,但随表观气速的升高有着不同的变化关系:前者明显升高,后者略有降低。大气泡直径随着黏度增大而稍有增大,小气泡直径随着黏度增大急剧减小。

尾流中多气泡模型及有限元分析

舰船尾流的声学特性主要由分布其中的气泡声学特性决定。分析尾流中气泡的分布,根据气泡的数密度及半径分布,建立了尾流中双气泡的结构模型,并在此基础上,利用有限元方法和分析软件建立了尾流中多气泡的有限元模型,分析模型在周期变化载荷作用下的压力分布和结点位移变化,模拟气泡在尾流中的环境,引入点声源主动入射下的声场分析,模拟尾流在实验室条件下的主动声特性,从而综合得到舰船尾流的主动声特性。

变压器油中阴极放电起始过程的气泡模型

为研究冲击电压下变压器油中阴极放电起始过程的物理模型,统计分析了不同冲击电压下稍不均匀场中变压器油的放电时延,利用Laue图获得了不同脉冲下的平均放电统计时延和放电形成时延,建立了稍不均匀场中阴极流注起始的"气泡"模型:阴极表面微凸起处的场致发射电流加热电极附近的液体;当液体达到一定过热度之后,过热液体内会产生气泡核心,气泡核心在场致发射电流的持续加热作用下会膨胀生长,直至气泡内放电产生。利用过热液体的汽化成核理论获得了成核时间的数学表达式,并结合F-N理论获得了放电统计时延和外施电场的关系式。结果表明,放电统计时延主要由电极附近过热液体的成核时间和气泡的膨胀形变时间组成,且成核时间占有主要部分;放电统计时延ts与间隙内电场E满足t_sE^3=ae^b/E。

多相及多组分混和介质中汽蚀气泡模型的研究

1前言多相及多组分混合介质（固一液，液一液）中的汽蚀现象在化工、石油开采、高含沙河流的水力输送等许多工程应用中都可以遇到。此外，近年来国内外一些学者［‘］利用汽蚀在多组分混合介质中进行新材料的合成及化学反应的探索。然而，文献报告中尚未见到一种针对多相?..

溶液堆气泡及瞬态中子学模型

溶液堆的燃料(UO_2(NO_3)_2水溶液)具有液体形态,兼作核燃料和慢化剂,裂变碎片与水分子碰撞产生辐照裂解气体气泡,气泡在燃料中存在和运动使得溶液堆的瞬态中子学模拟十分困难。本研究首先基于稳态的物理热工耦合方法对溶液堆进行模拟,对模拟结果体现的气泡行为特征进行提炼,建立溶液堆气泡数值模型,再将该气泡模型应用于溶液堆瞬态中子学分析程序中,使用该程序对瞬态试验进行模拟并与测量结果进行比较,发现气泡行为特征与耦合方法的模拟结果一致。

基于气泡轨迹模型研究动压式油气分离器的分离性能

为了研究航空发动机滑油系统中的关键部件动压式油气分离器的分离性能,采用气泡轨迹模型研究了滑油流量、进口处滑油的切向速度和分离器直径对滑油区内气泡分离效率的影响。结果表明:增大进口处滑油的切向速度能够提高分离性能;当滑油流量在420L/min变化时,筒径为15mm的分离器的分离性能最佳;滑油沿分离器筒体方向的平均轴向速度小于0.35m/s时,分离器的分离效率随滑油流量增大而增大;滑油沿分离器筒体方向的平均轴向速度大于0.35m/s时,分离器的分离效率随滑油流量增大而减小。

船舶远程尾流场中气泡上浮运动模型

针对尾流气泡运动过程中上浮速度与半径变化互相影响的动态耦合问题,分析了气泡的受力情况,考虑到非恒定Basset力的影响,得出了气泡瞬态加速度模型;并在气泡传质模型中引入非平衡传质理论,得出了气泡的瞬态非平衡传质模型;进而依据气泡质量变化率实现了两模型的耦合,以此构建了完整的船舶远程尾流场中气泡上浮运动模型。计算结果表明,Basset力对运动初始阶段的速度变化影响显著,而引入非平衡传质理论的计算结果与实验吻合更好。

气泡修正多尺度曳力模型的鼓泡流化床生物质气化分析

以双流体模型为框架,气泡修正多尺度曳力模型描述介观尺度作用影响,结合化学反应动力学方法建立生物质气化模型,模拟了鼓泡流化床内生物质气化过程。采用气泡修正多尺度曳力模型考虑了介观尺度影响,使气固异相反应增强,模拟结果更接近实验值。模拟结果给出了颗粒浓度、速度矢量瞬时分布、气体组分摩尔分数瞬时分布及碳和灰分的质量分数瞬时分布特性。分析了氧当量比对鼓泡流化床生物质气化过程的影响。总体上,气体产量随着氧当量比的增加而减小。经分析得出,H_2和CH_4的产量与氧当量比有着较高的相关性,拟合优度都在0.99以上;对于CO和CO_2,则用三次多项式拟合时能有较好拟合优度。并且,CO随着氧当量比的增加先下降较快,然后平缓,最后再次较快下降。而CO_2的下降趋势则与CO正好相反,先平缓,后下降快,最后再次平缓。

舰船尾迹气泡上浮运动的一种表征模型

气泡上浮运动是舰船远程尾迹气泡场特征的重要组成部分。本文首先综合考虑水中气泡上浮与扩散传质这两个相互耦合的因素,构建了能够表征舰船远程尾迹场中气泡上浮运动的数学模型;进而利用该模型计算分析了远程尾迹气泡场气泡数密度的变化情况,计算值与实验结论吻合良好,表明了该模型的正确性与应用价值。

基于气泡动力学的过冷流动沸腾边界层模型研究

过冷流动沸腾中的流动和传热特性对反应堆的安全运行和经济性都具有重要意义。过冷流动沸腾起始于ONB点,结束于Tsat点,中间被OSV点划分为高过冷流动沸腾段和低过冷流动沸腾段,不同阶段流场情况以及气泡行为存在较大区别。目前关于过冷流动沸腾过程的研究主要基于宏观实验、理论研究和数值模拟,随着气泡动力学的发展,从微观层面揭示沸腾机理变得可行。本文基于气泡动力学和气泡边界层模型,提出了一套预测过冷流动沸腾的理论模型,采用分相模型,将流场在径向上划分为多个区域,通过1组准二维控制方程,将各区域内的气泡行为,区域间的质量、动量和能量交换以及两相参数沿轴向的变化情况考虑在内,利用获得的边界层流场信息,可确定ONB点和OSV点。模型与空泡份额和流体温度的实验结果符合良好,并成功应用于核反应堆燃料元件通道的过冷流动沸腾计算。

基于气泡群相间作用力模型的加压鼓泡塔流体力学模拟

目前,多数文献报道了冷态加压湍动鼓泡塔内流动特征,并且通过实验数据回归相关经验关联式。然而,此类关联式适用范围有限,难以直接外推到工业鼓泡塔反应器条件。因此,在FLUENT平台上建立了基于气泡群相间作用力的、动态二维加压鼓泡塔计算流体力学模型。通过数值模拟考察了操作压力为0.5~2.0 MPa,表观气速为0.20~0.31 m·s^(-1),内径0.3 m鼓泡塔内流场特性参数分布,并且与冷态实验数据进行比较。结果表明,采用修正后的气泡群曳力模型、径向力平衡模型以及壁面润滑力模型描述气泡群相间作用力,能够较为准确地反映平均气含率和气含率径向分布随操作压力和表观气速变化的规律。

微空腔交流放电的光学观测与模型

气泡放电是绝缘领域中的一个重要局部放电现象,大部分研究都从放电的电流信号、特高频电磁波信号等方面进行研究,由于气泡微小尺寸的限制,并没有对放电光学图像进行直接的观察;相关理论模型也都假设放电起始于气泡一端。本论文采用半通孔空穴加工方式在有机玻璃中制作了直径3 mm的微空腔来模拟气泡放电,利用微焦镜头,拍摄了不同焦点位置的放电图像,识别了放电位置和形状。结果表明:放电起始位置不一定在微空腔底部和顶部,而可能在微空腔内壁不光滑的位置;放电路径不一定直接走气隙,而是沿内壁表面;在电压有效值较高时,放电电流信号相位相对集中且没有过零现象。为了克服平板气泡模型的缺陷,提出了更接近物理状况的弧面气泡模型对电流信号不过零现象进行了解释。

热刺激约束DNAN基不敏感熔铸炸药装药点火后反应演化调控模型

针对热刺激下熔铸炸药点火时基体炸药已处于熔融液化状态,反应产生的高温气体以气泡云形式在液态炸药中扩展和反应的物理特性,考虑燃烧气泡云尺度分布和激活发展机制,建立了熔铸炸药点火后燃烧气泡云反应演化调控模型,可较好地反映炸药本征燃烧速率、壳体约束强度、装药结构尺寸、预留空气隙体积、泄压孔面积等对装药反应演化过程和终态反应度的影响规律,并通过与实验结果对比验证了模型的适应性。结果表明:随着壳体约束强度和装药尺寸增加,装药自增强燃烧速度增长越快,装药反应烈度增大;通过泄压孔结构冲开阈值和泄压孔面积的匹配设计,实现装药反应烈度控制,在本研究装药条件下,泄压孔面积占壳体总面积达8.6‰时可控制装药反应烈度为燃烧,为装药热安全性设计和烈度评估提供理论依据。

用气泡扩散模型进行连铸结晶器的液流数值研究

本研究所获得的计算模型,能以令人信服的精确度预测板坯内夹杂的分布。因此,它可被用来优化诸如水口设计和水口浸入深度之类的浇注条件。

加重质选择对气固流态化分选中气泡运动行为的影响研究

气固流态化干法分选技术具有分选精度较高的优势,已成为干法分选技术的研究热点之一,气泡结构的稳定调控是该项技术的核心难题之一。为探索加重质选择对气泡运动行为的影响,选择了不同种类的加重质,分析了不同加重质流化床中气泡的分布特征,基于不同加重质流化过程气泡运动的生长曲线,分析了气泡运动对床层密度波动的影响,并进一步建立了气泡生长预测模型。对比结果表明,该模型具有较高的预测精度,为提高颗粒流化质量,避免气泡兼并对床层密度的影响提供了理论依据。

磁流变抛光液制备过程中的气泡动力学模型

为了提升磁流变抛光液制备理论和工艺,通过考虑混合物连续性方程和VAND黏度方程,建立了超声波制备和机械制备两种工艺下磁流变抛光液的气泡动力学模型。采用四阶龙格库塔算法数值研究了磁流变抛光液气泡运动,探讨了液相和液固两相对磁流变抛光液气泡运动的影响规律。结果表明,磁流变抛光液气泡在超声波制备下会经过生长、膨胀、压缩、溃灭及反弹的动力学过程,而在机械制备下只会经历压缩和反弹的动力学过程。对于超声波制备工艺,磁流变抛光液固相颗粒的添加明显减弱了液相原有的空化效果;而对于机械制备工艺,磁流变抛光液固相颗粒的添加反而提升了液相原有的空化效果。超声波制备磁流变抛光液产生的气泡泡内压力、气泡泡壁速度比机械制备的平均高10^(4)量级。磁流变抛光液气泡动力学分析结果与磁流变抛光液沉降率实验结果一致,从理论上验证了超声波制备磁流变抛光液工艺的优越性,为深入揭示磁流变抛光液均质机理提供理论基础。

湖、库水体CH_(4)冒泡排放研究进展

冒泡排放是湖、库水体CH_(4)排放的主要方式之一,其排放通量和占CH_(4)总排放量比例均具有极其显著的时空差异性,是当前水体CH_(4)排放估算不确定性的主要来源之一。然而,目前关于湖、库水体CH_(4)冒泡排放通量监测、时空分布规律、过程机制和模型模拟的系统梳理鲜有报道。本研究对比了目前水体CH_(4)冒泡的监测方法技术的适用性及优缺点,分析总结湖、库水体CH_(4)冒泡排放及通量的时空分布特征,梳理CH_(4)气泡在沉积物-水体中的产生-成长-迁移-释放的过程、影响因素及模型,并提出了水体CH_(4)冒泡过程模型框架。最后,本研究提出未来研究应基于湖、库水体分类、设备开发和改进来构建适应性的湖、库水体CH_(4)冒泡排放监测标准体系,开发基于过程的CH_(4)冒泡机理模型,为认识变化环境下湖、库水体CH_(4)冒泡过程和准确估算CH_(4)排放量提供支撑。

基于遗传算法的柴油机喷油系统模型参数辨识

柴油机喷油系统中压力的变化会引起气泡的产生和溃灭,而气泡的变化会对燃油的流动和压力波的传播产生影响.为了更准确预测喷油系统中的初始含气率以及变化情况,提出了应用改进遗传算法对柴油机喷油系统模型中的柱塞腔、出油阀紧帽腔、高压油管和针阀腔初始含气率进行辨识的新方法.基于气泡模型,建立了气-液两相条件下的柴油机喷油系统模型,通过仿真数据和试验数据对比,构造了适应度函数,实现了对柴油机喷油系统模型的参数辨识,并得到了参数优化后的柴油机喷油系统模型.仿真结果与试验数据的比较验证了采用改进遗传算法对气-液两相条件下的柴油机喷油系统模型进行参数辨识的可行性.