基于阀体制造的先进树脂基复合材料性能研究

研究了不同改性方法对酚醛团状膜塑料（BMC）、酚醛片状膜塑料（SMC）、乙烯基SMC材料力学性能的影响,分析了树脂基与纤维相的改性作用机制,得到了三者中具有最佳力学性能的复合材料,并通过仿真分析验证了不同复合材料用于制造阀体的可行性。结果表明,3种材料的拉伸性能为乙烯基SMC>酚醛BMC>酚醛SMC,弯曲性能为酚醛BMC>乙烯基SMC>酚醛SMC,乙烯基SMC的综合力学性能最佳;成型温度为160 ℃、模压压力为9 MPa、保温时间为30 min时,乙烯基SMC的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别达到148.26 MPa、4.50 GPa、92.33 MPa、2.39 GPa;阀体静力学分析结果表明,乙烯基SMC与酚醛BMC均满足阀体制造要求。     

玻璃纤维增强塑料浮动球阀密封性能分析

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明：GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封件摩擦因数的影响最小。     

垂直平板电极电化学除垢的气-液流动研究

为研究电化学除垢方法中垂直平板电极反应器的气-液流动特性及其对除垢的影响规律，利用粒子图像测速技术分别研究了电解电压和溶液硬度的变化对垂直平板电极间流场的影响。实验结果表明:垂直平板电极间的流动主要分为气泡上浮推动溶液流动形成的气泡驱动对流和电极周围的高空隙率引起溶液向电极流动的自然对流。在0~30 V的电压下产生的气泡驱动对流的速度不超过0.01 m/s，自然对流的最大速度不超过0.001 5 m/s。流场内溶液对流主要受气泡运动的影响，适当增大电极板产生的气泡量可以强化气泡驱动对流，但过量的气泡聚集在极板周围会减弱气泡驱动对流强度，增大溶液电阻，不利于污垢从溶液中分离。这对于探索反应器中的气-液两相流行为以及优化电化学除垢方法有重要意义。     

基于正交实验的电化学法水软化特性分析

采用正交实验法研究了多因素对电化学软化水特性的影响，定量分析了电化学水软化特性影响因素的作用机制，得到了电化学水软化的最优组合方案。选取了5个因素5个水平，进行正交实验，实验次数由5⁵减少至25；实验结果表明，硬度是影响实验效果最显著的因素，脉冲电源实验组与直流电源实验组中软化水效果的最优组合方案分别为A₃B₂C₁D₄E₃、A₂B₅C₃D₁。10 V电压下，单位能耗成垢离子去除量随间距的增大先增大后减小，在间距为125 mm时达到最大。当电压超过10 V时，使用高频电源可以提高单位能耗成垢离子去除量、降低能耗。降低电压是提高单位能耗成垢离子去除量的重要途径。研究结果可为电化学水软化特性的结构优化和参数控制，以及电化学软水装置电源的选择提供依据。