检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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一种分形王莲叶脉仿生的海上风力机防护装置

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哈尔滨工业大学学报 2024年第12期56卷 124-131页

作者：王瑀琎岳新智刘坤鹏李春岳敏楠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(上海理工大学) 上海200093

海上航线日益密集,海上风力机面临船舶碰撞风险,为提高海上风力机抗撞性能,维护其安全稳定运行,延长其服役时间,提出了一种新型分形的王莲叶脉仿生结构的海上风力机防护装置,通过LS-DYNA利用非线性有限元模型模拟海上风力机基础与2 m/s... 详细信息

海上航线日益密集,海上风力机面临船舶碰撞风险,为提高海上风力机抗撞性能,维护其安全稳定运行,延长其服役时间,提出了一种新型分形的王莲叶脉仿生结构的海上风力机防护装置,通过LS-DYNA利用非线性有限元模型模拟海上风力机基础与2 m/s船舶碰撞过程,对仿生分形防护装置和普通传统防护装置进行防护性能的分析与对比,包括系统接触力、塔架应力情况、立柱与基础连接高应力区应力情况和能量转化等方面。模拟结果表明:与普通防护装置相比,仿生叶脉结构可降低风力机受到的最大接触力,并使接触区域高应力区域范围更小,整体应力也明显降低。此外,仿生叶脉结构还可以提升防护装置对立柱与基础连接处的防护能力,减小连接处的最大应力,并明显降低平均应力;相较于普通防护装置,仿生分形结构主体防护材料吸收动能更多,但其内能升高较小,吸收的能量耗散量更大,同时也使得钢壳吸能效果显著提升,因此,与传统普通防护装置相比,仿生分形结构防护装置综合抗撞性能更佳。

关键词：海上风力机分形仿生碰撞船舶防护性能

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齿形结构对迷宫密封泄漏与动力特性影响

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航空动力学报 2024年第6期39卷 275-286页

作者：叶强生张万福周庆辉李春上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

建立齿在静子上迷宫密封(TOS LS)、齿在转子上迷宫密封(TOR LS)与交错式迷宫密封(ILS)三维数值分析模型,并采用多频椭圆涡动轨迹模型与计算流体力学方法阐明4种齿形角(θ=0°,15°,30°,45°)对3种迷宫密封泄漏与动力... 详细信息

建立齿在静子上迷宫密封(TOS LS)、齿在转子上迷宫密封(TOR LS)与交错式迷宫密封(ILS)三维数值分析模型,并采用多频椭圆涡动轨迹模型与计算流体力学方法阐明4种齿形角(θ=0°,15°,30°,45°)对3种迷宫密封泄漏与动力特性的影响。结果表明:在转子转速15000 r/min与进口压力6.9×10^(5) Pa的运行工况下,ILS具有最小的泄漏量,但是若采用过小的齿形角(θ=0°,15°)易引发转子失稳;TOR LS具有最差的封严性能;TOS LS具有最好的系统稳定性。在齿形角从0°增加至45°时:TOS LS、TOR LS与ILS的泄漏量分别降低5.6%、5.1%与16.8%;中间腔室负气流切向力的绝对值分别增加60.2%、133.9%与470.3%;整个密封段的有效阻尼分别增加44.9%~61.9%、30.7%~53.6%与90.4%~445.3%,系统稳定性均得到显著加强。

关键词：迷宫密封计算流体力学泄漏量动力特性齿形角

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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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基于多特征提取的合成射流涡流控制机理研究

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工程力学 2024年第11期41卷 225-237页

作者：郝春阳董祥瑞蔡天意周骛蔡小舒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传热重点实验室上海200093

在横流的底部施加倾斜角为60?的合成射流,并采用大涡模拟(LES)对其周期性涡运动过程进行了数值模拟,研究不同激励参数条件下合成射流与横流相互作用涡环结构的产生机理及演变规律。该文首先利用第三代涡识别方法(Liutex矢量法)对流场中... 详细信息

在横流的底部施加倾斜角为60?的合成射流,并采用大涡模拟(LES)对其周期性涡运动过程进行了数值模拟,研究不同激励参数条件下合成射流与横流相互作用涡环结构的产生机理及演变规律。该文首先利用第三代涡识别方法(Liutex矢量法)对流场中涡环的演变过程进行了运动跟踪,并且定量统计合成射流在不同驱动频率(S_(t)=0.25,0.5,0.75,1)和驱动振幅(A_(0)=1,1.5,2,2.5)下涡旋结构的旋转强度和涡核尺度。此外,采用本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)方法和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)对合成射流特定频率(S_(t)=0.25)及振幅(A_(0)=2.5)下流场速度场进行模态分解,提取影响流场的主特征模态。结果表明:振幅对旋转强度和涡核尺寸大小有正贡献,而频率对旋转强度和涡核尺寸大小有负贡献;合成射流在横流中的涡运动机理可以概括为,在低频低振幅条件下有利于顺时针涡结构的产生,而在高频高振幅条件下有利于逆时针涡结构的产生;基于各阶POD模态的空间结构及频谱特征等特性,流场主特征结构为脱落涡,脱落频率与射流驱动频率一致(S_(t)=0.25)。初级顺时针涡旋结构为涡流控制的主导结构,而每阶模态均为多频耦合;通过DMD对流场信息进行时空解耦,得到了剪切诱导、涡合并等动力特征。多种特征提取方法的结合更有助于合成射流涡流控制机理的深入研究。

关键词：流体力学流动控制特征提取方法横流合成射流 Liutex矢量涡脱落主频率

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