液滴粒径分布对空化射流破乳效果的影响

建立了空化射流破乳实验系统,确定了分析液滴粒径分布对空化射流破乳效果影响的实验方法,研究了液滴粒径分布对空化射流破乳效果的影响规律。结果表明:空化射流处理存在破乳和乳化两种相反的作用。对于含有较多大粒径液滴的模型乳化油废水而言,空化射流处理主要使模型乳化油废水进一步乳化,空化射流方法应用于含有较多大粒径液滴的模型乳化油废水破乳是不可行的;对于液滴粒径普遍较小的虹吸模型乳化油废水而言,空化射流处理能促进液滴的碰撞聚并,从而有利于虹吸模型乳化油废水的破乳,空化射流方法应用于液滴粒径普遍较小的虹吸模型乳化油废水的破乳具有一定的效果。     

乳化油废水空化射流破乳实验

建立了空化射流破乳实验系统,确定了空化射流破乳实验方法。以空化射流破乳除油率作为衡量空化射流破乳效果好坏的标准,通过实验研究了表面活性剂质量浓度、油的质量浓度、静置时间、喷嘴入口压力、循环处理次数、靶距对空化射流破乳效果的影响规律。结果表明:与未添加表面活性剂相比,添加少量表面活性剂将使空化射流破乳除油率大幅度下降;空化射流破乳方法主要对不含表面活性剂的模型乳化油废水有一定效果;空化射流破乳除油率随着模型乳化油废水油的质量浓度、静置时间、喷嘴入口压力的增加而增加;循环处理次数较少时,空化射流破乳除油率随着循环处理次数的增加而增加,但循环处理次数过多反而使除油率下降;存在最佳靶距280 mm。     

空化射流实验研究

空化水射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种新型高压水射流技术,在同等条件下,空化射流相对于普通高压水射流具有破碎和切割能力更高的特点。通过数值模拟和实验方法对空化技术进行研究,进行了喷嘴流场的数值模拟计算,设计了空化射流实验装置及空化喷嘴。以生锈铁板为研究对象,分别进行了喷嘴型号、打击时间、入口压力、靶距和扩散段长度的空化射流打击效果对比实验,研究了空化参数对空化效果的影响。实验结果表明角形喷嘴进行淹没射流的空化效果较好,空化射流除锈具有最优打击时间。不同的入口压力对应不同的最佳靶距。     

水动力空化效应的实验研究与理论分析

在研制空化射流实验装置的基础上,采用实验与理论分析相结合的方式,以苯酚溶液为对象,对水动力空化效应进行了研究。考察了进口压力、孔板结构与空化数的关系,研究了反应时间、进口压力和空化数对苯酚降解效果的影响。得出孔板在水动力空化过程中起决定性作用,一定结构的孔板还能有效抑制超空化现象的发生,确保较好的苯酚降解效果。     

空化射流降解毒性有机物实验研究

利用空泡溃灭局部产生的高温高压、强压力脉冲和微射流,可对大分子有机物进行降解。将空化效应引入高压水射流形成空化射流可对毒性有机污染物进行降解。分析了空泡溃灭过程的物理化学效应,研究了空化射流降解苯酚的机理,设计了空化射流实验装置,对配制的苯酚溶液进行了不同实验条件下的空化射流降解对比实验,采用高效液相色谱法测定采集样品的苯酚质量浓度,对实验效果进行对比分析。实验结果表明：空化射流对苯酚降解有效,空化射流降解实验存在最优喷嘴入口压力和最优靶距。     

模型乳化油废水的稳定性研究

以模型乳化油废水从静置开始至实现油水分离所需静置时间Ts的大小作为表征模型乳化油废水稳定性的标准,研究了粒径分布、表面活性剂类型、表面活性剂质量浓度和油分质量浓度对模型乳化油废水稳定性的影响规律。结果表明:其他参数相同时,模型乳化油废水的稳定性随平均粒径D(3,2)的增大而降低,随油分质量浓度的增大而增加;以阳离子表面活性剂C16H3(3CH3)3NBr、非离子表面活性剂C64H124O26和阴离子表面活性剂C18H29SO3Na为乳化剂的3种模型乳化油废水稳定性依次递增;当表面活性剂质量浓度处于较小范围内,模型乳化油废水的稳定性随表面活性剂质量浓度的增大而增加,但当表面活性剂质量浓度过大,超过临界胶束浓度,模型乳化油废水的稳定性反而降低。     

二维水翼空化流动的数值模拟

基于RANS方程,结合不同湍流模型与空化模型对粘性流中二维NACA66012模型水翼附近流场进行数值计算与模拟.计算得到固定攻角、固定来流速度时升力系数和阻力系数随空化数的变化规律以及固定空化数时升力系数随攻角的变化规律,并对相应流场进行分析.在二维水翼空化流动的准稳态模拟中,重点对比分析了不同湍流模型、空化模型对空化流动模拟结果的影响,并将计算结果与实验数据进行比较.研究结果表明,在二维水翼附近空化流动的数值模拟中,采用k-ω湍流模型和均相流空化模型计算得到的结果与实验数据吻合较好.最后,采用分离涡模型对不稳定的空化流动进行了瞬态模拟,并得到空化流动的变化规律.     

电场作用下w／o型乳状液液滴的极化模型及计算

为了更好地研究电场破乳的动力学机理,以单水滴为研究对象,建立电场作用下油中椭球形水滴的极化模型,研究w／o型（油包水）乳化油进行电场破乳脱水过程中水滴的极化特性,分析水滴极化的影响因素,推导体系中各个基本要素的关系式。分别对电场作用下水滴在向日葵油、棕榈油和校准油中的极化强度进行模拟计算。结果表明,电场中油水界面张力及油的介电常数均对水滴的极化产生直接影响;基于椭球形水滴的极化模型得出水滴单位体积极化率相对于基于圆球形水滴极化模型的结果有明显改善,低压区和高压区的最大相对误差分别为22．5％和13．5％。利用椭球形水滴的极化模型分析水滴的极化特性对深入研究乳化油电场破乳动力学机理具有积极意义。     

不同头型回转体空化现象的数值模拟研究

以不同头型回转体模型为研究对象,探究头型和肩部连接方式对初生空化数及空腔形态的影响.通过选取圆形、锥形及椭圆形系列头型的回转体模型,在不同空化数的工况下,对不同头部回转头部体空化流场进行数值模拟.结果表明:由于各系列头型的头部长度和肩部连接方式不同,其初生空化数和空化腔形态不同;圆形和椭圆形系列回转体头部越长,锥形系列...     

超空泡航行体锥形空化器优化设计

分析比较超空泡外形计算的不同经验公式,结果表明Guzevsky模型具有较好的精度与适用范围。建立了以减小阻力、增大空化数、增加舱内容积为优化目标的超空泡航行体锥形空化器设计模型,以权重因子法和遗传算法求解了优化问题,验证性计算结果与已有文献吻合。研究了空化数、航行体长径比等因素对超空泡航行体空化器设计的影响规律,结果表明空化数是影响航行阻力的首要因素,空化数决定了超空泡长径比并使之与航行体外形匹配,通过优化设计能够在不增加阻力的情况下有效提升航行体舱内容积。     

梢涡空泡初生预报方法

应用气泡动力学方程和气泡运动微分方程研究了梢涡空泡的初生问题.建立了球形气泡平均压力模型,通过模拟梢涡流场中的球形气泡形态对梢涡空泡的初生进行预报.应用平均压力模型分别计算了三种尺度水翼梢涡流场中不同初始尺寸气泡在一定时间内的半径和辐射声压,梢涡用轴向梢涡尺寸不变的兰金涡代替.计算结果表明:从光学法和声学法角度选取空化...     

复杂外形导弹出水过程空化流数值计算研究

基于Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用动网格和复合网格技术,提出了一种复杂外形潜射导弹出水过程中空化流数值计算方法。对头肩部、舵面及突起物的空化生成、演化及影响因素进行了分析。结果表明,出水过程初期空化数降低使附体空泡迅速扩大,随后空泡脱落与振荡的影响将更为显著;肩部在15m/s出水时产生空化并随速度上升而迅速增长, - 攻角时肩空化非对称性显现;舵面空化受出水速度影响较小, 攻角以下时空化面积小于全舵面积的10%,但攻角超过 后空化面积迅速增长至50%以上;减小突起物尺寸有利于避免空化产生,突起物空化受攻角影响较小,但在高速下可诱导临近弹体产生空化。     

弹/枪相互作用引起的运动步枪枪口振动分析

为研究身管结构参数变化对运动步枪枪口振动的影响规律,采用非线性有限元方法建立了运动步枪弹/枪相互作用数值计算模型。借助压力测试系统对运动步枪进行了膛压测试试验;使用高速摄影设备实测了枪口在发射过程中竖直方向的振动规律,通过对比枪口实测数据与数值计算结果验证了模型的正确性。数值模型为研究参数变化对枪口振动的影响提供了理论基础,研究结果对工程实践具有一定实际意义。     

鹤管气阻与泵汽蚀分析

鹤管气阻与泵汽蚀所指的对象不同,但两者具有相同的物理意义,都是指当液体介质的绝对压力小于其实时饱和蒸气压时所体现的物理现象。阐述了鹤管气阻的原因及目前解决的措施,分析了离心泵汽蚀方程的物理意义。根据能量平衡方程,推导出吸入系统管道不发生气阻的安装高度方程,并与泵不发生汽蚀的安装高度方程进行了对比分析。最后得出结论,要保证离心泵正常工作,必须同时满足吸入系统工艺管道安装高度要求以及泵安装高度要求。     

模拟海深条件下提升阀流动特性的实验研究

水压传动技术应用于深海环境可以直接从海洋中吸水加压,高压水作功之后可以直接排入海洋,不需要水箱和回水管道,大大简化了系统,具有独特的优势。然而,在深海作业时,液压元件的工况同陆地相比有较大的差异,海深压力相当于在元件出口加了一个背压。文中用背压来模拟海水压力,对以水作介质时背压对提升阀口流量特性的影响进行了实验研究。研究结果表明,背压使得流量饱和更容易发生;有背压时的流量系数比没有背压时的流量系数大;当阀芯和阀座有叠合时,背压对阀口流量特性的影响比阀芯和阀座没有叠合时的影响大。     

高速破片撞击充液容器形成液压水锤的试验研究

为研究高速破片撞击充液容器形成的液压水锤效应,设计一套试验装置和测试方法,试验破片撞击充液容器产生空腔的变化过程、液体中不同位置处的压力变化以及前后面板的变形情况。试验发现：破片撞击容器后面板时会出现一圈空化气泡,气泡在后面板内表面从撞击点位置迅速沿径向扩展;液压水锤初始冲击阶段,距离撞击点较近区域在初始冲击波压力脉冲过后会出现一个较大负压,而距离撞击点较远区域不受负压影响;破片撞击速度对容器前面板最大变形影响较小,变形范围随着撞击速度的增大沿撞击点向四周扩展。后面板的最大变形及变形范围都随着破片撞击速度的增大而变大。     

水下近距爆炸作用下弹性钢板处的空化特性研究

弹性钢板在水下近距爆炸作用下,冲击波会使其附近流体形成局部空化,脉动气泡会使流体形成锥形空化。利用平面冲击波理论对局部空化的形成特性进行了研究,理论分析了结构目标尺度的变化对空化区域形成的影响,并通过具体试验对局部空化理论进行了验证,两者符合较好;通过试验和数值仿真方法研究了气泡脉动引起的锥形空化的形成特点,初步分析了锥形空化的形成原因。结果表明,锥形空化对结构具有较大的冲击作用。