生物对流流场的数值分析

在微生物培养中,由于微生物的趋向性运动造成了流体的非稳定密度分布,由此引发的宏观对流称为生物对流。本文采用数值解析方法,对二维空间内负趋地性生物对流流场进行了模拟计算,考察了细胞密度和运动能力对流动形态的影响。结果表明：培养基内流体因微生物的趋向性运动引起的宏观流动,在中心处会逐步趋于稳定;微生物细胞密度和运动能力都可以促进对流;细胞密度增大可以抑止细胞向上运动,而运动能力的增强则加强向上的流动。     

过热蒸汽流化床制备粒状磷酸一铵的实验研究

实验研究了过热蒸汽流化床反应干燥一步法制备粒状MAP的工艺条件,在70 kPa,100～130℃,进料n(NH3)/n(H3PO4)为1.2～1.6条件下,床层操作稳定,制得了性状良好的球形磷酸一铵产品。     

双重乳液液滴在剪切流场中变形的数值模拟

制备高质量的大尺度聚α-甲基苯乙烯微球是激光惯性约束聚变靶丸的关键技术之一。研究了以旋转蒸发的流场为基础,简化为套筒旋转生成典型的剪切流场所生成外水相流场条件下油相/内水相复合液滴的运动、变形特性。结果表明:乳液液滴的形变主要受黏性剪切力和表面张力的作用。在相同条件下,乳液液滴内部的变形程度要小于液滴整体的变形程度。在相同的剪切力条件下,复合液滴毛细数Cawh随界面表面张力的减小而增大,液滴的变形程度随着Cawh数的增大而加剧。因此,表面张力是微球维持球形度的主要动力。当增加剪切率使得Cawh和复合液滴雷诺数Rewh达到0.22时,液滴发生断裂。     

化工原理远程作业平台开发与应用实践

课后作业是化工原理教学的重要环节。适应现代教学模式的作业手段改革刻不容缓。作者开发了基于校园网的化工原理远程作业平台。本文介绍了应用该平台布置作业、自动批改、评讲总结、错误跟踪、作业管理和成绩统计的全程实践,以期为化工类课程远程作业模式进一步发展提供参考。     

等离子体射流裂解甲烷制乙炔的数值模拟

针对漏斗形射流反应器中热等离子体法裂解天然气制乙炔的过程进行研究.采用k-ε双方程模型对体系中的传递过程进行模拟,并通过甲烷裂解系列反应的宏观动力学模型对反应过程进行耦合.运用CFD方法进行数值求解,得到了反应器内的速度场、浓度场、温度场和反应速率分布.研究结果表明, 漏斗形结构有利于反应器中温度和浓度的良好混合,使得甲烷充分反应;甲烷与乙烯的裂解反应主要沿温度混合面进行,炭黑浓度则沿反应器轴向逐渐增多.对应于本反应器,在等离子体发生器功率为100 kW,甲烷体积流量为10 m³·h^-1时,甲烷转化率和乙炔收率同时达到最大.模拟结果与实验数据吻合较好,验证了模型与模拟结果的合理性.     

冷却表面影响高湿气流局部凝雾及成膜现象

采用气液两相湍流k-ε模型,通过引入局部冷凝推动力实现两相传热传质的耦合,对冷表面作用下高湿气流的冷凝过程进行了模型研究,并应用CFD方法对模型进行了数值模拟.对恒壁温冷凝管外混合气体在环形空间湍流冷却冷凝的温度分布、湿度分布及其凝雾区间分布的模拟结果显示,凝雾的产生受蒸汽过饱和度控制,而其分布受过程传热推动力影响.基于体系整体不饱和、局部过饱和的热力学非平衡状态,冷凝区间前端主要发生雾状冷凝,在x*＝0.7附近,随着凝雾在冷表面上逐渐积聚成膜,凝雾过程过渡为膜状-雾状冷凝协同作用.相同工况下,由本模型计算得到的冷凝量与高湿气流冷却冷凝现场实验数据的相对误差为±9%,验证了本文的模型与数值模拟.     

蓄能器泄压过程的动态模拟

针对高温高压条件下蓄能器快速泄压过程进行动态模拟。结果表明:初始液位与压力的增加导致蓄能器最终温度、压力上升;研究条件下,散热损失对过程影响较小;HNE模型预测值与文献试验值误差较小更适于本体系的计算。