水车驱动式生物转盘氧传质模型的构建

水车驱动式生物转盘将生物转盘与跌水充氧相结合,实现高效充氧。经理论分析与试验校核,为水车生物转盘建立氧传质模型。将水车生物转盘充氧过程简化为跌水过程充氧和盘片转动充氧两部分,对两部分分别建立模型。跌水过程以双膜理论为基础,从物料平衡角度建立氧传质模型。盘片转动过程以体积修正系数为基础,对Kim&Molof模型进行修正,建立充氧模型。二者结合,经理论推导与试验校正得出最终的水车生物转盘充氧模型。模型结果显示,水车生物转盘充氧能力与初始溶解氧浓度、跌水高度、盘片转速、装置尺寸及温度有关。此模型的建立为其他改进型生物转盘的氧传质模型的建立提供了有效依据和参考。

基于耗氧惰化技术的飞机燃油箱热模型

温度是燃油箱耗氧惰化系统适航符合性验证过程中重要指标。基于MATLAB Simulink软件,建立了飞机燃油箱耗氧型惰化系统油箱部件的传质传热模型,并验证其可靠性。在此基础上,分析了惰化系统抽气流量和出口温度对飞机燃油箱气相空间节点温度和燃油节点温度的影响。结果表明:所建立的飞机燃油箱传质传热模型具有较高的可靠性;随着惰化系统抽气流量的增加和惰化系统出口温度的升高,气相空间节点温度随之升高但对燃油节点温度影响不明显。

大气压He/O_(2)等离子体活性粒子在水溶液中传质的氧含量效应

大气压低温等离子体作用于生物组织要穿过其表面几十到几百微米厚的水溶液,将会涉及等离子体中活性粒子在水溶液中的传质,而活性粒子的生成与放电气体的氧含量密切相关。该文基于一维流体模型,研究了在放电气体中不同的氧含量下(体积分数为0.1%~5%)大气压He/O_(2)等离子体中五种主要活性粒子H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)、HO_(2)、O_(3)及OH在水溶液中的渗透深度分布,并阐释了相关机理。研究表明,氧含量对活性粒子的生成与消耗反应产生较大影响,进而影响到活性粒子在水溶液中的渗透深度。随着氧含量的增加,H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)和HO_(2)的渗透深度减小,但仍维持在数百微米以上的可观量值,而O_(3)和OH的渗透深度增加,并可达20μm以上,这一深度使得两种粒子可以直接作用到某些生物组织,因而对于等离子体的生物医学应用具有重要意义。

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。

跌水曝气充氧效果模型及结果分析

以双膜理论为跌水曝气充氧的理论基础,建立氧气传质模型。借助物料衡算方程,求得采用穿孔管跌水曝气的充氧模型。结果表明,跌水后DO的质量浓度ρ是饱和DO的质量浓度ρs、初始DO的质量浓度ρ0、初始流速v0、跌水高度h的函数,而与孔径大小无关。实际检测结果与模型的偏差率在-4.24%～5.29%波动,平均偏差率仅为0.61%。

超重力旋转床中水脱氧过程的模型化研究

超重力旋转床是一种高效的强化传质和混合的新型设备。今提出了超重力旋转床中的水脱氧过程的传质模型,分别采用欧拉方法和拉格朗日方法对超重力旋转床中的气相和液滴的运动行为进行了数值模拟;在此基础上计算了液滴的传质系数,计算结果和实验结果符合较好,平均误差为7.9%。当超重力旋转床中液体存在的主体形式更接近于液滴时,模型计算结果误差减小。进一步讨论分析了液体和气体流量、转速以及填料内径的变化对于超重力旋转床体积传质系数的影响,分析表明旋转填料对液体剧烈地剪切破碎分散作用是强化传质过程的主要原因。

催化剂汽提器内气固传质特性的研究

采用氧气示踪的方法在f 486×8000mm的有机玻璃床内对普通流化床汽提器和盘环形挡板汽提器进行了系统的气固相传质冷态模拟实验,得出了不同汽提线速和催化剂质量流率下上述两种催化剂汽提器内油气浓度轴向分布的变化规律。根据其油气浓度轴向分布的特点,结合鼓泡流化床两相理论以及一系列的假设,提出了针对这两种汽提器的一维传质模型。由实验结果待定了一维传质模型的模型参数,获得了计算两种汽提器轴向油气浓度分布的半经验的指数关联式。该关联式和实验数据比较吻合,相对误差均在10%以内。由该关联式可进一步计算出汽提器的汽提效率,可以为工业汽提器工艺参数的优化以及工程设计提供参考。

复吹转炉炼钢过程脱碳模型

通过分析复吹转炉脱碳过程的冶金机理,应用冶金热力学、动力学和传输理论,建立描述转炉脱碳过程的动力学模型,确定了模型的有关参数。模型的关键在于正确计算并比较钢液中[C]和[O]的传质速度,找到转炉冶炼脱碳过程的限制环节,并通过一系列热力学计算得到进入钢液的氧在各元素间的分配比例,从而得到转炉中脱碳反应的速度方程。将模型应用于本钢150 t转炉冶炼过程,模型在不同时刻的计算结果与现场实测值吻合较好。

旋转填充床中SO_2与O_2同时吸收的扩散-反应模型

In this paper the rotating packed bed, a new type of absorber, which has high mass-transfer characteristic by means of centrifugal field instead of gravity field, is used to study on stimulated flue gas desulfurization. Based on experimental data,a model of mass-transfer and reaction of the sulfur dioxide chemical absorption in the rotating packed bed reactor is proposed according to the film-theory. It can be used to predict the performance of the total absorption rate and the enhancement factor of the sulfur dioxide and oxygen simultaneous absorption in the rotating packed bed reactor.The prediction of the model is consistent with the experimental result varying operating conditions, and the relative error between experimental result and predicted result is below 12%. Some interesting potential projects of simultaneous absorption of sulfur dioxide and oxygen in the rotating packed bed reactor are also discussed.

增压流化床燃煤锅炉数学模型

以某 6 0t·h-1增压流化床锅炉为对象 ,建立了动态数学模型 .模型采用了分小室和分段结合的离散化方法 ,以反映沿炉膛高度方向上温度的分布特性 ;通过描述密相床内不同相区间的气体交换现象 ,使得模型能够模拟氧气通过气泡短路通过密相床的现象 ;以动态固体质量平衡、氧质量平衡、碳质量平衡和总体能量平衡为主体建立动态数学模型 .模型稳态计算结果与实际电厂的运行数据对比 ,表明模型具有一定的定量准确性 .文中最后对快排床料的动态过程进行了仿真和分析 ,结果表明所建模型可以模拟“快加快排”这种增压流化床特有的变负荷方式 。

聚甲基戊烯膜式人工肺的氧气传质测试及模型计算

使用聚甲基戊烯中空纤维膜式人工肺进行气液两侧的氧气传质研究.膜组件中模拟液分别为去离子水、生理盐水、甘油-水溶液和亚硫酸钠水溶液,模拟液在膜丝外部流动,同时氧气在膜丝内部流动,二者都通过膜传质溶解在模拟液中.氧气传质测试中维持氧气进气压力为0.3 MPa,模拟液流速为500 mL·min,考察膜组件长度、温度、模拟液种类和运行时间等因素对氧气传质性能的影响.传质测试结果表明:氧气传质速率随着膜组件长度的增加和温度的提高有一定程度的增大,同时随着模拟液黏度的增大而有所减小;另外,随着测试时间的增长,氧气传质速率有所下降.此外,依据双膜理论,结合质量守恒方程以及传质阻力层方程建立了基于中空纤维膜组件的氧气传质数学模型,计算值与实验值的平均误差在15%以内.这对中空纤维膜组件的结构优化和气液传质过程的模拟计算具有一定的参考意义.

快速变压吸附制氧动态传质系数模拟分析

研究快速变压吸附制氧过程中的传质过程,结合实验数据对全局动态传质系数与常数传质系数进行对比模拟分析,并考察各传质阻力对传质效果的影响。结果表明:基于轴向、膜扩散和孔扩散估算的动态传质系数是有效的。膜阻力是主要阻力,其次是轴向扩散阻力,大孔扩散阻力较小,微孔扩散阻力可忽略。在快速变压吸附中,由于气速和温度变化较快,传质系数也会有较大变化,总体趋势是传质系数随着温度和气速的升高而升高。采用恒定传质系数无法准确描述吸附塔内各个时间点、空间点上的传质行为,根据各节点状态计算出的动态估算传质系数能够与吸附塔内的行为有较好的吻合度,模型具有较高的可信性。

复合氧化沟在联合曝气下氧传递研究

为改善污水处理厂Carrousel氧化沟运行情况,从一种新的角度———氧的传递出发,建立氧的传递反应模型,通过清水充氧试验及正交试验,研究了在改良型Carrousel氧化沟小试装置中,投加悬浮生物填料及改变曝气方式后系统氧的传递效果。结果表明,填料投配率为30%时,系统的氧的传递系数KL,α最大;且将系统原倒伞曝气改为倒伞+微孔的联合曝气方式后,氧的传递效果大大增加。最终确定系统优化工况为:填料投配率30%,HRT=10 h,污泥龄为25 d,采用联合曝气(倒伞转速为58.5 r/min,微孔曝气体积流量为80 L/h),夜间间歇曝气。

鼓泡填料塔中清水的氧传质研究

城市污水多采用好氧生物处理技术,曝气是污水好氧生化处理系统中最重要的工艺环节,曝气过程中的传质过程是当前污水处理的重要课题,而氧传质是传质的重要过程。利用溶质渗透模型对生物填料塔中的氧传质过程进行了理论分析与推倒,通过定义气液接触时间,导出鼓泡填料塔中清水的氧传质系数与操作条件和填料特征之间的关系式。并通过实验确定关系式中的特征参数。