检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2024年第8期75卷 2897-2908页

作者：金虎杨帆戴梦瑶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其... 详细信息

采用真实流体状态方程的伪势格子Boltzmann方法大密度比多相流模型,模拟了重力作用下的单液滴在圆柱壁面上的运动过程。计算结果表明,随着圆柱壁面疏水性沿重力方向逐渐增强,液滴运动过程可分为铺展和滑落两个阶段。壁面浸润性分布及其变化率均会影响液滴运动过程,当液滴运动至圆柱下半部分时,其平均速度、最大速度、附着长度和液滴高度等参数随时间变化开始发生分化。此外,当液滴开始及完全运动至圆柱下半部分时,其所受附着力的水平及垂直分量分别达到最大。这些发现为深入理解液滴在圆柱壁面上的运动特性提供了重要的理论支持。

关键词：格子Boltzmann方法伪势模型液滴圆柱壁面浸润性分布多相流数值模拟计算流体力学

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磨煤机分离器中气固两相流行为数值模拟

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煤炭学报 2024年第8期49卷 3658-3666页

作者：王鹏皓戴俐胡晓红凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为掌握磨煤机分离器中气固两相流运动行为与煤粉分离过程,针对实验室规模磨煤机分离器中气固两相流行为开展数值模拟。在欧拉-拉格朗日方法的框架下,采用Realizable k-ɛ湍流模型描述气相场,采用附加随机轨道模型的离散相模型描述煤粉颗... 详细信息

为掌握磨煤机分离器中气固两相流运动行为与煤粉分离过程,针对实验室规模磨煤机分离器中气固两相流行为开展数值模拟。在欧拉-拉格朗日方法的框架下,采用Realizable k-ɛ湍流模型描述气相场,采用附加随机轨道模型的离散相模型描述煤粉颗粒运动,在网格无关性验证的基础上,将单向耦合和双向耦合模拟结果与实验进行对比,发现双向耦合方法得到的煤粉颗粒粒径分布与实验数据的吻合更好。进一步采用双向耦合方法,对实验室规模磨煤机分离器中气相流动行为、颗粒运动特性和分离器性能进行研究。结果表明,采用双向耦合模拟时,颗粒溢出更晚且所经历的时间更长。受颗粒影响,筒体内壁与内锥体外壁附近气流速度差异增大,内锥体内气流速度分布均匀性变差,一次分离区与二次分离区出现明显的回流区。随着进口气流速度的增加,颗粒溢出率升高,颗粒排放率线性下降;进口气流速度对总颗粒返料率影响较小,但对分级返料率有重要影响。进口气流速度较低时,分级返料率呈单峰分布,气流速度较高时,分级返料率呈双峰分布。进口气流速度一定时,随着颗粒直径增大,分级分离效率增加;进口气流速度越大,分级分离效率随颗粒直径增加得越缓慢,分离器的切割粒径越大。

关键词：气固两相流磨煤机分离器双向耦合

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盐水微滴/泡沫铜复合体系中甲烷水合物生成动力学研究

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化工学报 2024年第9期75卷 3287-3296页

作者：徐宏标杨亮李子栋刘道平上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

提高海水水合储气速率和储气密度对水合物技术规模化应用至关重要。将一定浓度的NaCl溶液与疏水性气相纳米二氧化硅高速搅拌分散成微米级盐水微滴。8.0 MPa、274.15 K条件下,利用不同硅含量的盐水微滴进行水合储甲烷实验,研究甲烷水合... 详细信息

提高海水水合储气速率和储气密度对水合物技术规模化应用至关重要。将一定浓度的NaCl溶液与疏水性气相纳米二氧化硅高速搅拌分散成微米级盐水微滴。8.0 MPa、274.15 K条件下,利用不同硅含量的盐水微滴进行水合储甲烷实验,研究甲烷水合物生成动力学特性。结果表明,硅含量2.5%(质量分数)的盐水微滴分散性和储气性能最佳,储气量达141.01 cm^(3)·cm^(-3),储气速率达7.37 cm^(3)·cm^(-3)·min^(-1)。进一步将该硅含量盐水微滴填充至开孔泡沫铜中,构建盐水微滴/泡沫铜复合水合储气体系。研究发现,泡沫铜三维巢状金属骨架能显著加速水合反应热的转移,提高微滴水合储气性能。5.0~8.0 MPa下,相较于盐水微滴单一体系,复合体系水合储气量提高4.72%~21.70%,最大储气速率提高38.25%~110.58%。

关键词：盐水微滴泡沫铜甲烷水合物生成动力学促进

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CeO_(2)载氧体对煤化学链燃烧中汞迁移影响机制

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化工进展 2024年第4期43卷 2191-2200页

作者：王旭栋刘敦禹许开龙刘秋祺范昀培金晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

汞污染因其对人类和生态系统的严重危害而日益受到人们的关注,本研究旨在分析CeO_(2)载氧体在煤化学链燃烧过程中对汞迁移的影响。通过实验比较了“CeO_(2)+煤”“SiO_(2)+煤”“煤”在流化床反应器中的燃烧状况,在气化氛围中,载氧体与... 详细信息

汞污染因其对人类和生态系统的严重危害而日益受到人们的关注,本研究旨在分析CeO_(2)载氧体在煤化学链燃烧过程中对汞迁移的影响。通过实验比较了“CeO_(2)+煤”“SiO_(2)+煤”“煤”在流化床反应器中的燃烧状况,在气化氛围中,载氧体与煤反应主要转化为CO_(2)和少量CO、CH_(4)、H_(2)等成分,“CeO_(2)+煤”体系消耗了最多的O_(2),产生了最多的CO_(2),表明CeO_(2)载氧体促使煤燃烧更加充分。汞在气化氛围下主要以Hg^(0)的形式释放,“CeO_(2)+煤”的Hg^(0)释放量占总汞量的49.75%,明显低于无载氧体组。汞在空气氛围下主要以Hg^(2+)的形式再次微量释放,“CeO_(2)+煤”的Hg^(0)和Hg^(2+)释放量均低于纯煤组。通过改变CeO_(2)载氧体和煤之间的不同位置,表明在气化氛围下CeO_(2)载氧体对Hg^(0)的吸附作用很弱,其催化性和释氧作用是脱除Hg^(0)的关键因素,且催化性占据主要地位。在气化氛围下,CO_(2)可以补充CeO_(2)中消耗掉的晶格氧使其具有更好的催化和再生性能。通过对还原/氧化后CeO_(2)载氧体进行XPS(X射线光电子能谱分析仪)分析,发现Ce 3d中的Ce^(3+)峰值消失全部转化为Ce^(4+),表明CeO_(2)载氧体具有良好的再生性能。

关键词：化学链燃烧二氧化铈载氧体煤汞

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油水环状流截面相含率超声衰减法测量

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化工进展 2024年第2期43卷 768-780页

作者：哈雯杨杨唐雨曹頔张超杨斌上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为研究超声衰减法测量油水环状流截面相含率问题,采用COMSOL仿真软件建立油水环状流模型,选择超声传感器结构尺寸6mm和超声发射频率1MHz进行研究,通过分析油水环状流超声衰减特性,确定油水环状流的超声衰减系数与截面含油率关系,并获得... 详细信息

为研究超声衰减法测量油水环状流截面相含率问题,采用COMSOL仿真软件建立油水环状流模型,选择超声传感器结构尺寸6mm和超声发射频率1MHz进行研究,通过分析油水环状流超声衰减特性,确定油水环状流的超声衰减系数与截面含油率关系,并获得线性关系的测量范围。在此基础上进一步研究非理想环状流相关参数对超声衰减特性的影响,并提出将非理想环状流差别阈限用于定量评价非理想环状流因素对于理想环状流超声衰减法的影响,获得非理想环状流差别阈限±10%以内同心度和椭圆度的变化范围。最后开展了油水环状流静态验证实验。研究结果表明:油水环状流截面相含率在5%~30%范围内,与超声衰减系数呈线性关系,同时在此范围内,非理想环状流差别阈限在±10%以内的同心度和椭圆度变化范围分别为0.75~1和0~5%,实验结果和仿真模拟结果具有近似的上升趋势。

关键词：两相流油水环状流超声衰减法数值模拟相含率

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离焦图像法颗粒多参数在线测量技术

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化工进展 2024年第2期43卷 586-592页

作者：周骛龚文超徐日辛上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

图像法颗粒在线分析技术可以获得稀疏颗粒两相流中颗粒相的速度、粒度以及数目浓度等参数及其三维分布,具有非侵入、系统操作简便、结果直观等优点,但由于成像系统景深有限,易导致成像的离焦模糊,阻碍了其在颗粒在线测量方面的应用。然... 详细信息

图像法颗粒在线分析技术可以获得稀疏颗粒两相流中颗粒相的速度、粒度以及数目浓度等参数及其三维分布,具有非侵入、系统操作简便、结果直观等优点,但由于成像系统景深有限,易导致成像的离焦模糊,阻碍了其在颗粒在线测量方面的应用。然而颗粒图像的离焦模糊程度其实蕴含了颗粒的深度位置等信息,利用离焦模糊进行颗粒关键参数测量的技术逐渐得到研究人员重视。本文回顾了离焦图像法颗粒多参数测量的发展历史,简述了三种典型的离焦法(基于单相机的特殊光阑法和像散法,以及基于双相机的异像距法)颗粒深度位置测量原理,分析了不同方法的优劣势,指出在深度学习等先进图像处理算法的加持下,离焦图像法有望在颗粒在线测量领域得到更加广泛应用。

关键词：图像法离焦速度粒度颗粒测量

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R513A在不同肋结构水平管内的流动沸腾换热性能

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化工进展 2024年第S01期43卷 134-143页

作者：张青黄理浩陶乐仁朱天意金云飞上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

全球变暖日趋严重,新型环保型制冷剂研究迫在眉睫,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。本文在不同肋结构的水平管内进行R513A的流动沸腾实验研究,探究了不同肋结构、质量流速[300~500kg/(m^(2)·... 详细信息

全球变暖日趋严重,新型环保型制冷剂研究迫在眉睫,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。本文在不同肋结构的水平管内进行R513A的流动沸腾实验研究,探究了不同肋结构、质量流速[300~500kg/(m^(2)·s)]、蒸发温度(5~10℃)对传热系数及压降变化的机理。结果表明,R513A在内螺纹管的管内沸腾传热系数相比光管有23%~120%的提高,但其在内螺纹管内的压降均高于光管;对比肋结构对换热的影响,发现较大的螺旋角可以加剧管内二次流的产生,较大的齿条数可以增加沸腾传热的有效传热面积,使得换热增强;R513A沸腾传热系数和压降随着质量流速的增大而增大;随着蒸发温度升高,沸腾传热系数增大,而压降减小;通过比较单位压降传热系数可知4#螺纹管综合换热性能最优,肋结构参数对内螺纹管综合性能的影响集中在低、中干度区域,在高干度区域影响较小。在本实验工况下,Kaew-on关联式和Chisholm关联式分别对R513A在光管内传热系数和压降的预测精度最高,平均相对误差分别为-4.74%和7%;Yu关联式和Miller-Steinhagen关联式分别对内螺纹管内传热系数和压降的预测效果更好,平均相对误差分别为14.16%和3.66%。

关键词：肋结构流动沸腾 R513A 传热系数压降关联式

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丁二酸-水纳米气溶胶液滴表面张力的分子动力学研究

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物理学报 2023年第11期72卷 231-238页

作者：张超布龙祥张智超樊朝霞凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温... 详细信息

表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温度、粒径和丁二酸浓度对纳米液滴表面张力的影响机制.结果表明,随着温度从260 K升高到320 K,液滴内分子间作用力的减弱导致了液滴表面张力的减小,且表面张力的减小程度随丁二酸浓度的增大而增大,究其主要原因在于液滴中丁二酸分子的径向分布随温度和丁二酸浓度变化的差异;随着粒径的增大,液滴表面张力先增大后趋于定值,且粒径对表面张力的显著影响区间随着丁二酸浓度的增大而缩短;研究还发现,丁二酸分子的表面活性导致液滴表面张力随着丁二酸浓度的增大而减小,且减小趋势符合对数函数形式,尤其是在粒径小于6.12 nm时,同时,基于Szyszkowski公式对液滴的表面张力进行了拟合.本文研究成果能为气溶胶颗粒的吸湿生长和相关动力学过程预测理论及模型的改进提供参数依据.

关键词：气溶胶液滴表面张力分子动力学数值模拟

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外加液滴条件下固体细颗粒声凝并特性

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物理学报 2023年第6期72卷 200-208页

作者：赵豪吴志豪胡晓红凡凤仙苏明旭上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

外加声场激励下固体细颗粒的声凝并在燃烧污染物超低排放中具有应用潜力,添加大粒径液滴有望提高细颗粒声凝并效果.本文从颗粒运动、碰撞、凝并与反弹的动力学过程出发,基于直接模拟蒙特卡罗方法,建立气相中液滴与固体颗粒共存的气-液-... 详细信息

外加声场激励下固体细颗粒的声凝并在燃烧污染物超低排放中具有应用潜力,添加大粒径液滴有望提高细颗粒声凝并效果.本文从颗粒运动、碰撞、凝并与反弹的动力学过程出发,基于直接模拟蒙特卡罗方法,建立气相中液滴与固体颗粒共存的气-液-固三相体系的声凝并模型,对外加液滴条件下固体细颗粒声凝并的过程和效果开展数值模拟.将模拟结果与实验相对比,验证模型可靠性.在此基础上,探究外加液滴条件下细颗粒声凝并动力学行为,考察外加液滴直径和数目浓度对细颗粒声凝并效果的影响规律.结果表明,外加液滴条件下,固体细颗粒迅速与大粒径液滴凝并,形成液-固混合相颗粒,细颗粒凝并效率显著提升.外加液滴直径和数目浓度是影响细颗粒声凝并的重要因素,随着直径的增大或数目浓度的提高,细颗粒凝并效率增大,而增幅趋于减小.研究结果可为复杂颗粒系统凝并模型的建立提供理论基础,并可为燃烧源细颗粒超低排放提供方法指导.

关键词：细颗粒声凝并外加液滴数值模拟

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主梁腹板偏置及复合材料铺层的大型风力机叶片结构性能分析

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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7509-7518页

作者：王海生缪维跑李春李志昊岳敏楠朱海波上海市动力工程多相流动与传热重点实验室(上海理工大学) 上海市杨浦区200093

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有... 详细信息

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有频率均有下降,腹板偏转角θ对叶片模态影响高于纤维偏转角α;在气动载荷作用下,叶尖最大形变量均大于传统叶片;叶片最大应力位于近叶根最大弦长处,叶片表面应力随偏转腹板角θ增加而增大,且θ>0叶片均大于θ<0叶片;θ<0叶片易屈曲失稳区域于前段气动区,而θ<0位于近叶根区靠近前缘处,同一偏转角度下,θ<0叶片一阶屈曲因子均大于θ>0叶片,抗屈曲能力较好;综合分析,θ=-15°,α=15°叶片模态降幅小,屈曲因子增幅及表面应力降幅较为显著,降低叶片结构应力效果良好。

关键词：风力机叶片弯扭耦合特性复合材料结构-材料耦合屈曲分析

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