非浸没式超滤技术净化处理煤矿矿井水的试验研究

采用非浸没式超滤(NSUF)技术净化处理煤矿矿井水,从NSUF陶瓷膜的操作参数与性能、膜污染清除、超滤浓水加药絮凝以及污泥压滤脱水性能等方面进行了现场试验研究。控制超滤产水率在70%条件下,NSUF“膜面流”操作方式与在线物理清洗相结合,可以清除滤层堵塞和膜污染,使膜通量与跨膜压差得到恢复,NSUF装置实现连续稳定运行。超滤浓缩产生的30%浓水在添加PAC和PAM后,沉降比达到4.3%,澄清液返回到超滤单元。絮凝污泥通过板框压滤进行脱水处理,滤饼含水率约75%。采用三级NSUF—絮凝沉淀—污泥压滤组合工艺,系统总产水率可以达到98%。

阴极杆电流对非浸没式径向电子束传输的影响

文中首先阐述了半无限长阴极杆电流对径向电子束传输的影响,通过理论分析得到了径向同轴二极管内的磁场分布及单个电子偏移幅值的解析表达式;接下来分析了有限长阴极杆电流产生的角向磁场空间分布规律,并与半无限长阴极杆电流产生的磁场强度进行了对比;最后对有限长阴极杆电流下非浸没式径向电子束的传输过程进行了研究,建立了双端馈入电流模型并对其进行了误差分析,仿真得到了阴极杆电流长度对非浸没式径向电子束传输的影响规律。

刚性非浸没式植被对弯道水流特性的影响

该文采用180°U形矩形截面弯道玻璃水槽模拟天然弯道河流,运用声学多普勒流速仪(acoustic doppler velocimeter,ADV)研究刚性非浸没式植被(密度4.47%)对弯道水流纵向流速分布,横向环流及湍流动能(turbulence kinetic energy,TKE)的影响。实验结果表明,当水槽流量较小时,植被对水流的阻碍作用较小,由流速降低而导致的水深增加现象不明显,当水槽流量增大时候,植被对水位的抬升现象明显;水流受植被"阻滞"作用,弯道处纵向流速沿水深分布不再服从"对数型"分布规律,且原本水流受弯道作用后呈现的"上减下增"效果也消失;植被加快了最大流速区向凸岸转移,到达弯道出口时,最大流速区逐渐转移至断面中部区域;在植被的影响下,各断面弯道环流消失;植被会加剧水流紊动效应,导致湍动加剧,TKE增大。上述实验结论将增进研究者对植被对弯道水流特性影响的理解,同时也为泥沙疏浚,河道生态系统恢复提供指导。

非浸没式刚性植被群分布对弯道水流的影响

为分析不同刚性非浸没式植被群分布对弯道水动力特性的影响,采用180°U形折叠往返式水槽模拟天然弯道河流,运用声学多普勒流速仪(ADV)进行测量,通过测量数据计算弯道水流水位、纵向流速分布、湍流动能(TKE)、环流强度以及弥散系数等.结果表明:植被存在情况下水位增高,在植被的“阻滞”作用下,植被区的流速远小于非植被区的流速,但在植被区域和非植被区域之间产生大的流速梯度;植被和弯道都会加剧水流紊动效应,植被区和非植被区交界处的湍流动能最大,且沿弯道出现湍流动能的重分布现象;由于植被对于弯道环流有阻碍作用,使得弯道环流在非植被区很强,而在植被区很弱;植被对横向弥散系数影响较小,非均匀植被对纵向弥散系数影响较大.

自吸式文丘里洗涤器运动特性及强化机理的模拟研究

文丘里洗涤器具有传质效率高、无需额外动力及设备尺寸小等优点,在危险化学品洗消、工业除尘等领域有着广泛应用,为了分析文丘里洗涤器内的气液运动规律获得强化机理,利用CFD构建三维模型,分析了非浸没式文丘里喉部气速、浸没高度、喉部间距等典型操作参数对文丘里内部流场、分散效果以及引射性能的影响。发现受气体剪切的作用,进入文丘里洗涤器内部的液体主要贴壁运动,只有少部分被分散形成雾滴。引射量随入口速度的增加而增加,当入口气速增加至18.4 m/s时,引射量增加了5倍,从0.11 kg/s增加到0.53 kg/s。引射量随浸没高度的降低和喉部间距的增大而降低,喉部间距的增加,降低了液膜在管壁附着量,增加了在文丘里洗涤器中间的分布,提高了气-液体的碰撞概率。此外,也发现挡板分布器的加入,降低了液体的贴壁量,增加了液体组分的均匀性,提高了气液接触的概率。

复合磁场引导的小型化二极管初步设计

设计了一种非浸没式小型化轴向无箔二极管,其阴极发射区位于螺线管中心孔以外,采用螺线管、永磁体和软磁体构成的复合引导磁场系统。采用CST优化设计二极管结构,使其满足800 k V电压下绝缘要求;优化设计磁场系统结构及物理参数,使其满足引导强流相对论电子束高效率传输的要求。采用粒子模拟(PIC)软件仿真电子束产生及传输过程,验证其高传输效率。设计的阳极筒直径比原结构缩小约40%,在产生同样均匀区轴向磁场强度情况下,引导磁场重量和功耗比原结构降低约40%,仿真结果显示主引导磁场0. 85 T下,8 k A电流能够实现100%传输效率。

紧凑型强流二极管组合引导磁场的分析与设计

为了探索紧凑型小型化高功率微波器件的设计技术,采用理论结合仿真分析的方法,对由螺线管和永磁铁组成、用于高功率微波器件强流二极管的组合引导磁场分布特性进行了研究。首先给出一种紧凑型强流二极管组合引导磁场的结构设计,然后对螺线管与径向充磁永磁体的磁场位型分别进行了理论分析,得到该组合引导磁场结构设计的合理性,最后对该结构中各物理参数与磁场位型的关系分别进行仿真分析,并介绍了该组合引导磁场下轴向环形电子束引入器件的粒子模拟结果。结果表明,通过调节螺线管的电流、匝数及永磁体径向充磁大小和两者间距,可以明显调节二极管区组合磁场的分布,从而达到高效率的电子束引入需求。该研究结果为小型化二极管的设计打下了基础。

弯道对植被群河道水流结构影响的试验研究

为了解弯道对含植被群河道水流结构的影响,本文在180°U型弯道水槽中进行试验,采用圆形竹筷模拟低密度植被群,圆柱体模拟高密度植被群,运用声学多普勒流速仪测量三维流速,不同密度植被群放置于水槽相同位置,对比分析弯道的影响。试验结果发现,植被群上游调整长度及其稳定尾流区长度受弯道影响发生了明显调整,植被群密度的影响仅作用于植被群尾流结构,包括其中垂向湍动能的差异。植被群后出现植被群直径尺度的涡,使纵向湍动能分布出现波峰,峰值大小受弯道影响;植被群在弯道中所处位置越后,峰值越小。湍流谱分析中验证了此现象,并发现弯道作用使得植被群后小尺度涡增多,从而使得植被群后较小湍动能峰值的大小不随植被群放置位置改变。