微通道内液-液两相流流型及传质的研究进展

微通道内液-液两相流流动在微化工系统中占有重要的地位,了解微通道内液-液两相流体流动和传质规律对推动其工业化应用有重要作用。本文以微通道内液-液两相流系统为研究对象,简述了不同工况下微通道内液-液两相流流型和混合传质效率,分析了微通道特征、流体性质和流体流动速度等对流型形成和传质效率的影响。指出目前对于微通道内液-液两相流的研究多处于定性研究,定量研究仅针对某一体系展开,所得结果具有一定的局限性。关于微通道内液-液两相流传质研究实验较多而数值模拟方法相对较少,接下来的研究工作中应该考虑建立微通道内液-液两相流基础研究的数据库,通过分析大量的数据获得有效的流型划分准则和相关经验式以此推动微通道内液-液两相流的工业化应用。同时在传质研究过程中应研究开发相应的数值模拟模型,保证实验和数值模拟相结合,提出有效的传质效率评价机制。

多孔板流动与空化特性的研究进展

对目前多孔板流动特性和空化特性的研究与工程应用进行了综述。针对多孔板的流动特性,归纳了多孔板的压降研究,包括多孔板几何结构及其内流流动特性等。回顾了孔板流量计在数值模拟和精细测量上的研究以及在消能方面的工程应用。针对多孔板的空化特性,介绍了其空化腐蚀的研究现状。总结了多孔板在空化降解方面的工程应用。结合目前的应用现状和研究进展,提出了多级孔板、孔板尺度效应和新型流动介质这3个方面的潜在研究方向。可为管路系统节流元件的设计和多孔板在相关工程中的应用提供参考借鉴。

减压阀噪声研究进展

为了全面深刻理解减压阀噪声的具体生成过程及现有研究基础,分析了减压阀内噪声产生的机理,总结了目前国内外减压阀噪声的研究方法,并从来源降噪和传播降噪两方面回顾了国内外降噪技术的研究现状.经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题:减压阀内流动复杂、旋涡流动发生位置不明确和高速射流相互作用的影响不确定等;指出未来方向应在综合理论分析、试验研究和数值模拟的基础上,确定减压阀内噪声源位置并分析噪声指向性,明确降噪机理,进而研究降噪技术,实现根源降噪.未来对减压阀噪声的控制应从流动机理和结构创新同时着手,进而推出一套普适性低噪声阀门设计理论.研究减压阀内噪声可以为有效并针对性地降低噪声提供可靠依据.

十字型微通道中非定常分散相速度下液滴生成的数值分析

微液滴因其独特的流体力学特性和尺寸效应,在许多领域得到了广泛的应用。在制备微液滴时常使用蠕动泵为流体提供流动推动力。实际上,当时间尺度足够小时,蠕动泵提供的推动力是呈一定周期性变化的,这对液滴的生成来说是一种周期性的扰动。为研究周期性扰动对十字型微通道内液滴生成的影响,本文基于经过验证的模型,在分散相入口流速为时间的正弦函数条件下对液滴生成情况进行了数值模拟。模拟采用流体体积(VOF)模型,以硅油为连续相、水为分散相,首先模拟了两相流体入口流速均为0.01 m×s^(-1)的工况,得到液滴生成时间为0.08 s。导入周期分别为0.04、0.08、0.12、0.16 s以及振幅分别为0.0025、0.005、0.0075、0.01的正弦函数作为分散相入口流速,模拟不同条件下液滴的尺寸和生成时间。模拟结果表明,当正弦函数周期≤0.08 s时,改变周期和振幅对液滴尺寸和生成时间的影响较小;当正弦函数周期大于0.08 s时,液滴尺寸和生成时间会呈现周期性变化。而正弦函数的振幅对液滴的生成影响不明显,只对液滴生成达到稳定状态的时间有影响。

IT-SOFC阳极表面催化反应机理与传递过程的数值模拟与分析

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有效率高、污染低、对燃料适应性好、功率大等特点。其性能与工作状态受发生在多孔阳极的化学反应与多种传递过程耦合的影响。基于流体力学方程组和多步基元化学反应模型,建立了描述上述耦合特性的三维数学模型,并自编程序求解分析。结果显示:重整反应主要发生在靠近通道进口的多孔阳极,表面成分Nis的覆盖率占70%～80%,其他主要表面成分为COs占20%～25%,Hs占6%,Os占1.5%;Nis随工作温度升高而增加;加强吸附基元反应会提高燃料利用率和工作温度;渗透率增加会提高反应气体在多孔介质内的传递效果,但催化反应会因接触不充分而减弱。通过考虑基元反应机理研究表明,在微观层面,催化剂Ni利用率不高,催化反应受温度、化学反应速率常数、孔隙率等参数影响较大。

微通道换热器结霜现象的研究进展

针对微通道换热器结霜现象,分析了结霜对微通道换热器性能的影响,归纳了影响微通道换热器结霜的因素,包括环境因素和结构因素,并就近年来国内外学者对于这一问题的研究进展进行了综述。