CH_4-CO_2二元系低温分离方案的可行性探讨

通过对CH4-CO2二元系进行相图分析,得出低温分离脱除CO2的两种方案,一是气液分离,一是气固分离。采用闪蒸分离的方法来研究气液分离方案的可行性,利用HYSYS软件对二元系进行了闪蒸分离的计算分析,结果表明闪蒸分离难以同时保证较高的甲烷回收率和甲烷纯度,从而证明了气液分离方案不可行。根据气固相平衡计算得出了CH4-CO2二元系中CO2的结霜温度图,据图分析了气固分离方法的可行性,结果表明凝华分离方案可以达到带压液化天然气流程的要求,因而是可行的。     

一种基团贡献法的非共沸工质气液相平衡模型

本文引入一种基于基团贡献的逸度系数模型来解决常规模型对非共沸混合制冷剂气液相平衡预测精度不足的问题,该模型只使用较少的共性基团参数就能推算大量多元混合物的物性.使用PR状态方程结合vdW混合规则来描述气相逸度、UNI-FAC模型来描述液相逸度.通过对R32+R236fa非共沸混合工质对的气液相平衡饱和蒸汽压力进行计算,并将结果与实验数据、REFPROP 8.0商业软件计算值对比分析.结果 表明:本文模型比REFPROPS.0软件更适应于混合工质;此外,该模型只考虑基团间相互作用,简化了热物性计算.基于提出的模型,绘制了R32+R236fa非共沸混合工质在278.15～363.15 K的相图.     

复合管道气液固三相流浆体水击压强和水击波速计算

浆体中的含气量对水击压强和波速产生重要的影响。提出了考虑含气量的浆体即气液固三相流浆体水击波速计算公式,分析了考虑气泡的存在对浆体水击波速的影响,对某一复合管道内气液固三相流浆体水击压强进行了计算.     

枝晶生长和气泡形成的数值模拟

本文建立了二维的格子玻尔兹曼方法-元胞自动机(lattice Boltzmann method-cellular automaton, LBM-CA)耦合模型, 对凝固过程中枝晶生长和气泡形成进行模拟研究. 本模型采用CA方法模拟枝晶的生长, 根据界面溶质平衡法计算枝晶生长的驱动力. 采用基于Shan-Chen多相流的LBM模拟气泡在液相中的生长和运动. 在LBM-CA的耦合模型中包含了固-液-气三相之间的相互作用. 应用Laplace定理和模拟气-液-固三相之间的润湿现象对模型进行了验证. 应用所建立的LBM-CA耦合模型模拟研究了气-液相互作用系数对单气泡生长的影响. 发现单气泡的生长速度和平衡半径随气-液相互作用系数的增大而增大. 定向凝固过程中枝晶和气泡生长的模拟结果再现了枝晶的择优生长、 气泡的优先形核位置、气泡的长大、合并、在枝晶间受挤变形以及在液相通道中的运动等物理现象, 与实验结果符合良好. 此外, 初始气体含量越高, 凝固结束时气泡的体积分数也相对较高. 本模型的模拟结果可以揭示在凝固过程中气泡形核、 生长和运动演化以及与枝晶生长相互作用的物理机理.     

Vapor-Liquid Equilibrium Data of Carbon Dioxide+Methyl Propionate and Carbon Dioxide+Propyl Propionate Systems

利用可变体积高压釜,在313、333、353和373 K下,测定了CO₂分别与丙烯酸甲酯和丙烯酸丙酯二元体系的气液两相平衡数据. 应用Peng-Robinson状态方程对实验数据进行计算,计算结果与实验结果具有较高的一致性. 还计算得到了不同温度和压力下CO₂在丙烯酸酯溶解过程中的Henry系数、偏摩尔焓变和偏摩尔熵变.     

液滴在气固交界面变形移动问题的光滑粒子流体动力学模拟

为准确模拟液滴在气固交界面变形移动问题,对基于连续表面张力模型的表面张力光滑粒子流体动力学方法进行了改进.改进方法采用新的边界处理方式和界面法向修正方法,即将固体边界虚粒子色函数值根据液面的位置进行相应设定以保证气-液-固三相交界处流体粒子的界面法向沿接触线法线方向,引入Brackbill提出的壁面附着力边界条件处理方法,对在气-液-固三相交界处的流体粒子及部分固体边界虚粒子的界面法向进行修正,修正前后保持法向模值不变,得到了含壁面附着力边界条件的表面张力算法.模拟了受壁面附着力影响的水槽中液面的变化过程、液滴润湿壁面过程和剪切气流驱动液滴在固体表面变形脱落过程,并与流体体积函数方法进行了对比.结果表明,该方法在处理壁面附着力问题时精度较高,稳定性较好,适合处理工程中液滴在气固交界面变形移动问题.     

氢氟烃/烷烃二元混合物的气液相平衡

整理了已公开发表的氢氟烃(HFC)/烷烃(HC)二元混合物气液相平衡实验数据,对实验数据进行了热力学一致性检验。采用PR方程加van der Waals混合规则描述该类混合物的气液相平衡性质,优化得到了11种混合物的二元交互作用系数,经比较表明采用优化结果能够高精度再现气液相平衡实验数据,比k_(ij)取0的计算结果有很大改善.     

石灰浆液喷嘴雾化特性

石灰浆液雾化喷嘴是烟气喷雾干燥净化系统的关键设备.利用Win212-2型激光粒度分析仪,对外混及内-外混相结合双流体石灰浆液喷嘴的雾化特性进行了试验研究,分析了气液质量比、石灰浆液浓度等参数对雾化粒径分布和雾化角的影响规律.结果表明,气液质量比增大,浆液液滴平均直径减小,但当气液比增大到一定值后,粒径变化趋于平缓;浆液浓度增加,液滴平均直径增加;气液质量比增加,雾化角减小.     

CPA方程计算醇+卤代烃体系气液相平衡

醇+卤代烃混合体系,尤其是乙醇、三氟乙醇(TFE)等与卤代烃的混合工质在吸收式制冷、热泵、蒸气动力循环等领域中有着重要的应用.CPA方程可以描述缔合流体的性质,用于含醇类组元的混合体系气液相平衡性质描述.本文首先从纯物质饱和性质实验数据回归得到了CPA方程参数;将CPA方程应用于醇+卤代烃混合体系的气液相平衡计算,采用并比较了2种缔合方案;比较了CPA方程与G~E-EoS模型的相平衡计算效果.CPA状态方程在揭示分子间相互作用的基础上可准确描述醇+卤代烃混合体系的气液相平衡性质.     

流态化固体颗粒对对流沸腾传热的强化

在对流沸腾系统中引入固体颗粒,固体颗粒在液体中呈流态化,从而形成气液固三相对流沸腾过程。对气液固三相流对流沸腾过程的传热特性进行了实验研究,结果表明流态化固体颗粒对液体的对流沸腾传热具有显著的强化作用。基于固体颗粒撞击沸腾气泡时的受力分析,获得了固体颗粒穿透气泡并使气泡破碎的条件,分析了流态化固体颗粒强化沸腾传热的机理。实验结果与理论分析符合良好。     

制冷剂替代物相平衡性质的分子动力学模拟

本文利用分子动力学模拟算法研究制冷剂替代物的气液相平衡性质。通过将制冷剂替代物作为极性的2CLJ流体处理,建立了针对它们的 2CLJD 势能模型。利用 NPT+Test Particle 算法对五种制冷剂替代物 (HFC-152a,HFC-143a,HFC-134a,HCFC-142b和HFC-227ea)的气液相平衡性质进行了计算,同时验证了计算结果的热力学一致性。模拟结果与 NIST 的 REFPROP 数据库的最大相对偏差在2％以内。     

湿空气相平衡的分子动力学模拟研究

本文采用分子动力学模拟方法对湿空气两相平衡问题进行了研究.根据气液相平衡理论,建立了湿空气相平衡模型.水分子、空气分子的相互作用分别采用TIP4P势函数和L-J势函数,水分子与空气分子的相互作用采用L-J势函数.模拟中选取的水分子数为5488,空气分子数为512.模拟研究了湿空气相平衡过程两相中各成分的变化规律,模拟发现气液界面处存在空气分子富集现象,其浓度高于气相和液相的.基于此模型可以确定温度、压力等对气相含湿量和液相溶解度的影响.     

飞机结冰过程的传热研究

基于液/固相变的基本理论,对飞机结冰过程中冰层和液膜的传热特性进行了研究,建立了考虑固/液相区传热特性及固/液、气/液界面同时移动条件下的传热模型,并采用该模型对飞机结冰过程中的冰层和水膜生长特征进行了分析.研究表明,所建模型考虑了固、液相区的传热过程及液/固相变的非线性特征,对冰层生长速率及冰型特征有着较好的预测作用.     

油气水三相流中的复杂相态及压力降研究

将水平管划分为三个测量段,以空气、水和高粘度油体为工质,研究了油气水三相流中由流动引起的液－液复杂相态及其所对应的三相流压力降。试验研究发现,油气水三相流在三个测量段中可由流动引起不同的液－液相态,致使对应于相同的油、气、水三相体积通量,三相流阻力损失存在多值性。对不同的液－液相态建立了与之适应的阻力损失计算模型,模型预测结果与试验结果吻合     

多元低温混合工质相平衡计算模块的开发

微型J-T制冷机是当前低温领域的研究热点之一,采用混合工质可以大幅度提高其热效率。而对多元混合物相平衡计算一直是人们努力研究的内容之一,本文在理论研究的基础上开发了一套完整的计算程序,可用来计算多元混合物的汽-液(LV)、汽-液-液(LLV)、汽-液-液-固(LLVS)相平衡。     

固-液-气三相环境下非均相苯加氢反应的原位核磁共振研究

本文使用原位核磁共振（NMR）方法成功实现了对固-液-气三相环境下加氢反应的在线监测.在反应过程中,无需分离产物.以Pd纳米颗粒粉末及不同晶面形貌的Pd催化剂作为研究对象,我们研究了反应压强、反应时间,以及催化剂表面性质对加氢反应的影响.结果表明,压强和反应时间都可以影响加氢反应产物的产率,使用暴露不同晶面的Pd共催化剂时,苯加氢产物不同.该原位NMR方法为研究固-液-气三相催化环境下的加氢反应机理提供了可能.     

高精度气液相平衡实验系统的建立和实验测定

本文搭建了循环法气液相平衡实验系统,介绍了该实验系统的组成,设计了循环法实验系统的实验流程.本实验系统的温度、压力和摩尔组分浓度的测量不确定度分别为5 mK,600 Pa和0.001.使用该实验系统测定了R125和R290纯净物饱和蒸气压,并进一步开展了R125+R290体系的气液相平衡实验研究,给出了该体系在3个温度下的等温气液相平衡实验数据,采用状态方程法相平衡模型对实验数据进行了关联分析,并与文献值进行了比较,结果表明本文实验数据具有较高精度,也说明了实验系统的可靠性.     

金属铝固液气完全物态方程研究

基于GRAY模型建立了金属铝的固液气三相完全物态方程,并与等温压缩线、Hugoniot线、熔化线以及零压热力学函数的实验结果进行对比,表明本物态方程可合理描述金属铝在宽广热力学空间的热力学状态.     

二元混合制冷剂CO2/R600的气液相平衡研究

采用PR状态方程及其混合法则对不同配比的二元混合制冷剂CO2/R600的气液相平衡进行了计算,将计算结果与相关文献数据进行了比对。结果表明,该文的计算结果与文献数据吻合较好,推算方法可用于CO2/R600混合制冷剂的基本热物性预测。     

稠纤维浆液离心泵进口流动与纤维的流动化

本文介绍了一新型稠纤维浆液（质量浓度Ｃｍ＝６～１５％）输送用固液气三相流离心泵。着重研究了在各种不同工况下该泵进口流动模型及其制约因素，从而揭示了泵进口吸入管中稠纤维浆液流动化的机理，为建立该类泵的设计理论和方法提供了一些有益的资料。