空气-水蒸气混合气体在换热圆管内外冷凝相变数值研究

为提高相变热交换器的传热性能,应用Fluent软件分别对空气-水蒸气混合气体在换热圆管内、外的冷凝换热进行数值模拟。气液两相流采用体积函数法模型,水蒸气在空气中的扩散采用组分运输模型,水蒸气冷凝的相变模型采用Knudsen相变系数模型。分析了冷凝相变流场,研究了空气质量分数对冷凝相变过程的影响。结果表明,水蒸气的冷凝需经过对流区、组分扩散区、液膜阻力区;传热系数随混合气体中空气质量分数的增加而降低,随混合气体流速的增大而升高;当换热圆管内空气质量分数为0.3时,传热系数相比纯蒸汽冷凝降低50%;在相同工作条件下,蒸汽于管内发生冷凝的传热系数较于管外低68.4%。

冲击压缩下甲烷-空气混合气体状态参数实验研究

为研究强冲击状态下混入少量空气的甲烷气体的冲击状态参数,利用二级轻气炮加载技术,使加速到5 km/s的钨合金飞片撞击封装有常态下空气混入量依次为零(纯甲烷气体)、1%、5%、10%的甲烷-空气混合气体铝靶。采用六通道瞬态光学高温计记录冲击压缩气体的光辐射历程曲线,得到了相同初始条件下4种不同比例混合气体的冲击状态参数。结果表明,在强冲击压缩下,混合气体的冲击温度随着空气混入比例的增大而增高,冲击波后混合气体存在非平衡辐射过程。采用Saha电离平衡方程,对空气混入量为10%的混合气体的电离度进行了估算。结果表明,常态下空气含量Cair≤10%的甲烷-空气混合气体具有电探针保护能力。

煤气-空气多元爆炸性混合气体爆炸反应极限范围的研究

通过大量实验对煤气-空气等多元爆炸性混合气体的爆炸极限范围进行了研究,找出了影响爆炸范围的主要因素。实验表明:爆炸反应呈阶段性和不完全性;甲烷对爆炸范围有影响;水气含量对支链反应有阻止作用;一氧化碳对支链反应有一定的贡献。本文结论对科学的制定安全指标提供了理论依据。

方管内汽油-空气混合气体密闭爆炸和泄爆特性研究

为研究汽油-空气混合气体密闭爆炸和泄爆特性,采用可视化方管进行了两种爆炸模式实验研究,并基于壁面自适应局部涡黏(wall-adapting local eddy-viscosity,WALE)模型和Zimont预混火焰模型进行了数值模拟研究。结果表明:(1)泄爆工况超压-时序曲线峰值数量多于密闭爆炸工况,且泄爆工况超压-时序曲线存在剧烈的类似简谐振动的振荡,而密闭爆炸工况的爆炸超压特征参数显著高于泄爆工况;(2)密闭爆炸工况最大火焰传播速度明显小于泄爆工况,但前者在火焰传播初期即达到最大值,而后者在火焰传播末期才达到最大值;(3)密闭爆炸工况出现郁金香形火焰,而泄爆工况出现蘑菇形火焰,郁金香火焰的形成与管道内火焰锋面、流场和流场动压三者之间耦合效应相关,蘑菇形火焰由外部流场湍流和斜压效应的共同作用引起。

氦气-空气混合环境中微型螺旋槽止推气浮轴承的承载特性分析

针对氦气-空气混合气体环境,分析了不同氦气体积含量下混合气体的黏度和分子平均自由程,利用有限单元法求解雷诺方程二阶滑移修正模型,计算了微型螺旋槽气浮轴承的气压和气膜厚度,研究了氦气体积含量、螺旋槽深度和转速对气浮轴承承载能力的影响.分析结果表明:当螺旋槽深度由1μm增至10μm时,气浮轴承的气膜厚度先增加后减小,槽深为5μm时,气膜厚度最大,气浮轴承的承载能力最佳.此外,当槽深小于5μm时,混合气体的分子平均自由程对气膜厚度的影响较大;当槽深大于5μm时,混合气体黏度的影响起主导作用.

对甲烷—空气混合气体爆炸的探讨

天然气的主要成分是甲烷。文章在实验的基础上,对甲烷-空气混合气体爆炸的条件、原因及影响因素进行了探讨,提出了甲烷-空气混合气体爆炸可能的化学反应历程。对于深入认识天然气——空气混合气体爆炸特性,预防这类爆炸事故的发生有一定的指导意义。

甲烷-空气爆轰波传播的数值模拟

研究了甲烷-空气混合物爆轰波在二维突扩通道中传播的各种复杂行为,结果表明:爆轰波在进入突扩通道的初始阶段有局部向爆燃转变的现象;爆炸波在壁面发生马赫反射形成的高温高压区域将直接驱动自持爆轰波的重新形成。

障碍物阻塞比及间距对丙烷-空气预混火焰传播的影响

文章针对置障管道内丙烷-空气混合气体火焰传播进行了数值模拟研究,结果表明,随着障碍物阻塞比的增加,管道内爆炸超压值、火焰传播速度和气体流动速度增加,并且爆炸超压和流速达到最大值的时间提前;障碍物间距对最大爆炸超压值影响不大,障碍物间距越小,最大流动速度提高越明显,管道内同一位置温度激增的时间节点明显提前,但对火焰达到的最大温度影响不大。研究结果为实验研究提供了可供参考的模型,也为实际中爆炸事故的预防提供了重要理论依据。

下降液膜在逆向流动空气作用下的换热

以下一代核电站反应堆安全壳非能动冷却为背景 ,对竖直管内过冷下降液膜在逆向空气 水蒸汽流动作用下的换热提出了一个分析模型 ,对液膜采用边界层近似理论 ,对空气 水蒸汽混合气采用由热质传递比拟理论引出的关联式进行分析 ,考察了各种条件下液膜的厚度、温度、吸收热量与蒸发热量沿流向的变化 ,与相关研究进行了对比 。

在氧-水蒸气存在下单相Sr_2(Gd,Ce)_2Cu_2RuO_(10)的合成及其电学性质

传统固相反应所合成的锶系钌铜氧化物 ,通常总伴有少量铁磁性SrRuO3 杂相 .采用氧 (或空气 )_水蒸气混合气氛下的新型固相反应 ,既能成功合成锶系钌铜氧化物的前驱物纯相Sr2 GdRuO6(2 1 1相 ) ,也能进一步在相对低的温度下成功合成锶系钌铜氧 1 2 2 2纯相化合物RuSr2 (Gd ,Ce) 2 Cu2 O1 0 (Ru_1 2 2 2 ) ,使其中SrRuO3 杂相含量大大减少 .详细讨论了新型固相反应下产物的形成及其机理 ,并涉及SrRuO3 杂相的存在对RuSr2 (Gd ,Ce) 2 Cu2 O1 0 产物电学性质的影响 .结果表明 ,水蒸气的作用能抑制前驱物合成中SrRuO3 杂相的形成 ,进而控制反应产物Ru_1 2 2 2相中SrRuO3 杂相的存在 ,而后者又有利于Ru_1 2 2

管道燃气爆炸特性实验研究

管道是化工及油气储运系统的重要组成部分,却时常受燃烧爆炸事故的威胁,因此对管道中燃气燃烧爆炸特性与规律的研究就十分必要。以甲烷作为研究对象,采用压力传感器以及火焰传感器等对水平封闭管道内甲烷-空气预混燃烧爆炸进行了实验研究,通过大量实验来研究可燃气体爆炸压力与火焰及其传播变化规律。根据实验结果将超压以及气体燃烧的变化情况,对前驱冲击波与火焰面的相对时间及相对位置关系进行了分析。结果显示,管道中会产生前驱压力波,并超前火焰阵面甲烷气体在管道传播过程中,出现冲击波反压射、波叠加及反冲现象,压力的持续时间较火焰光信号持续时间长。所做的工作为油气受限空间中燃气燃烧爆炸特性与规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术及工艺的实施、系统设计以及关键参数计算提供了理论依据。

蒸汽空气混合物与过冷水直接接触凝结研究

通过实验研究了矩形通道内蒸汽-空气混合气体与过冷水的直接接触凝结过程。通过可视化窗口,利用高速摄像机发现了蒸汽质量流率150~400 kg/(m^2s),水质量流率6000~8000 kg/(m^2s),水温30℃条件下的三种纯蒸汽凝结流型:泡状流、振荡射流和稳定射流。研究了空气质量分数对凝结流型、壁面温度分布和压力分布的影响,结果表明:随着空气含量的增加,蒸汽在汽液相界面上的凝结变得困难,泡状流和振荡射流的汽液相界面明显变长,稳定射流则变化不大,汽液混合层的厚度明显增加,蒸汽区尾部聚集大量的气泡。此外,随着空气含量的增加,上壁面的温度降低,压力升高,下壁面的温度和压力均升高,且压力峰值点远离蒸汽喷嘴出口,说明汽液相界面变长。

和怪博士一起感受空气的魅力

有一种东西，它无形无声、无色无味，但人类时时刻刻都需要它。你能猜到它是什么吗？它就是空气。空气并不是一种单一的物质，而是由多种气体混合而成的。它包括氮气、氧气、稀有气体（氦、鼠、氨、氟、氙、氧）、二氧化碳以及其他物质（如水蒸气、杂质等）。假如没有空气，我们的地球上将一片荒芜，没有一丝生机，

空气、氧气、水学习指导

【考点透析】 考点1：空气的成分及用途 1．空气主要是由氮气（78％）、氧气（21％）、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等组成的混合物．