光阻法颗粒粒径测量验证实验

针对低浓度液体介质中颗粒物的数目和粒径检测问题,基于几何光学原理和Mie光散射理论分析,研究光阻法对球形颗粒的检测,采用角散射并结合图像法验证信号测量的一致性。搭建了一套能采用3种方法同步测试的实验系统,通过对实验测得的6种标准颗粒的光阻信号进行标定,对不同标准颗粒脉冲幅值进行统计平均后拟合和优化,通过拟合公式进一步测定了其他颗粒的粒径。结果表明,对于标称为15.0μm和63.6μm标准颗粒的数目中位径与标称值偏差均小于2%,同时对于混合颗粒也具有较好的区分能力。

襟翼相对长度对翼型气动性能的影响

以NACA0018为基准翼型,采用Fluent数值模拟方法对比研究了襟翼相对长度(分别取0.2、0.3和0.4)和翼缝相对宽度(分别取1.0%、1.5%和2.0%)对翼型流场结构及升、阻力特性的影响,并着重分析襟翼相对长度对翼型气动性能的影响.结果表明:由于襟翼对翼型周围主涡发展和变化的影响,不仅改善了翼型的失速特性,同时也提高了翼型的气动性能;襟翼翼型的失速攻角在研究范围内均大于基准翼型;在攻角小于失速攻角时,襟翼翼型的升力系数均小于基准翼型,阻力系数均大于基准翼型,但升力系数的最大值均大于基准翼型;随着襟翼相对长度的增大,翼型失速攻角逐渐减小;当攻角接近翼型失速攻角时,升力系数先增大后减小;襟翼相对长度相同时,随着翼缝相对宽度的增大,升力系数逐渐减小.

尾缘修剪对风力机翼型气动性能的影响

对S809和S805 2种厚度不同的翼型进行尾缘修剪,采用翼型设计分析软件Xfoil对修剪前后翼型的气动性能进行计算,研究了不同程度尾缘修剪对翼型气动性能的影响,并采用CFD数值模拟方法进行流场特性分析.结果表明:尾缘修剪后会引起翼型在附着流区升力系数减小,最大升阻比减小,减小程度随着修剪程度的增加而加剧;对于厚度不同的翼型,尾缘修剪对其影响的主要区别在于失速区较厚翼型阻力系数减小,较薄翼型升力系数增大;翼型表面压力系数因尾缘修剪而发生改变,较厚翼型压力分布变化较为明显;尾缘修剪对尾流的扰动会影响翼型表面其他部位的流动,进而影响翼型气动性能.

基于超声谱分析的颗粒粒度测量研究

为验证不同超声谱测量和分析方式对颗粒粒度测试的影响,设计了一种非侵入式超声波透射和多次反射信号同步测量实验装置。采用脉冲回波法、反射比样法和透射法分别对体积分数为1%～4%的聚苯乙烯-水悬浮液进行实验,结合理论模型,分析超声波在颗粒两相体系中的衰减谱、相速度谱和阻抗谱。以ECAH模型为理论基础,结合ORT反演算法,对不同超声谱进行反演获得了聚苯乙烯样品颗粒粒径分布。将上述结果与图像法对比,颗粒中位径结果偏差均在15%之内,3种谱分析的粒径分布也较为吻合。

无水醋酸钠结晶过程中析晶温度和颗粒粒径在线测量

结晶过程是化工单元操作中一种高效节能的固液分离与提纯技术,广泛应用于食品、医药、染料等生产过程。结合超声法、图像法和光学浊度法研究了无水醋酸钠的结晶过程,通过超声模型结合最优正则化反演算法求解晶体颗粒粒度分布,在线测量了不同降温速率和搅拌速率下的析晶温度、晶体尺寸和形貌变化。结果表明:较快的降温速率可促进晶体生长,搅拌速率较快初期晶体尺寸较大,但后期由于颗粒磨损致平均尺寸减小;相同条件下光学浊度法较超声法较早测得析出晶体,实验中析晶温度偏差低于15%;图像法直观观察到了晶体生长过程并较好表征了晶粒形貌,与超声法具有接近的晶粒增长趋势,当晶体稳定析出后两者体积中位径偏差在15%以内,均较好地反映了实验条件对结晶晶体尺寸的影响。光学方法可更精细体现结晶初期特征,而在结晶后期超声法仍可对粒径进行有效测量。

一水合柠檬酸结晶过程中晶体颗粒在线测量研究

结晶是工业中固体分离和纯化的关键工序,对其过程中颗粒变化情况监测尤为重要。结合超声法和图像法对不同降温速率和搅拌速率下一水合柠檬酸的冷却结晶过程进行完整测量。分析一水合柠檬酸冷却结晶过程中温度、超声信号、颗粒粒径分布及晶体形貌的变化过程。结果表明,图像法清晰地观察和分析出前期晶体粒径和长宽比变化,其平均长宽比在1.4~1.6,而超声法则更好地反映结晶后期粒径演化过程,观测到体积中位径从32.0μm增至271.1μm。晶体稳定析出时,二者测得中位径偏差在10%以内。结合两种方法可对结晶全程晶体颗粒变化进行较好的表征。

900MW超临界锅炉混煤燃烧的数值模拟

利用Fluent软件对某900 MW四角切圆燃烧的煤粉锅炉混煤燃烧过程进行数值模拟,研究了煤种和配比对炉内燃烧过程的影响,并与燃烧设计煤种时的锅炉炉内状态进行了比较分析。结果表明:在掺烧混煤时,与单烧设计煤种相比,锅炉炉膛内的温度分布相似,烟气充满度比较好,炉膛出口烟温稍高,灰污层外表面温度低于神木煤灰分的软化温度,结渣的可能性较小;神木煤与澳洲煤4∶1和3∶2掺烧时,能使锅炉安全运行,掺烧方案是可行的。

椭圆管H型翅片的翅片效率计算

H型翅片管广泛应用于大型电站锅炉省煤器。根据椭圆管H型翅片的结构和传热特点,推导并提出了分别基于等效圆管环形翅片、等效矩形翅片的3套椭圆管H型翅片的翅片效率计算方法;结合模化试验结果,比较、分析了不同计算方法的差异以及H型翅片结构(翅片开缝宽度与翅片宽度之比s/w)对此差异的影响。结果表明:基于等效圆管环形翅片的计算方法更为合理,且受s/w的影响较小。研究成果可为H型翅片椭圆管束的试验研究和工程实际应用提供参考。