激光粒度仪实验报告_百度文库
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激光粒度仪实验报告
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你可能喜欢本文基于激光衍射技术提出了一种新的浓度测量的改进方法。该方法可以同时获得测量颗粒的 浓度和粒径分布。基于这一测量方法，通过对大型风洞风沙两相流系统中不同风速，高度条件下颗粒 浓度和粒径测量，获得了跃移颗粒的空间结构信息。结果显示，颗粒浓度随来流风速线性增加，且在 近床面区域内来流风速对颗粒粒径具有选择性。
本文利用三维激光颗粒动态分析仪(Dual PDA)对环状出口气泡雾化喷嘴下游流场的速度分布、颗粒直径分布以及通量分布进行了实验研究.喷嘴出口附近主流区域存在大量具有负向速度的颗粒,并且此处的颗粒平均直径显著减小,为气泡雾化机理提供了佐证;在喷嘴出口下游轴心处液雾呈现逆向流动趋势,证明此处存在负压回流;沿轴向的速度分布曲线与颗粒直径分布曲线的变化趋势说明气泡"爆炸"发生在出口下游5至15毫米距离内.
焊接在制造业中发挥着越来越重要的作用。然而，电弧焊烟尘对人体健康和环境有严重的影响，不同粒度的烟尘对人体的影响是不一样的。因此，本课题从我国应用日益广泛的气体保护焊入手，设计新的诊断系统分析了gma焊接工艺参数对焊接烟尘粒度的影响。传统的测量烟尘粒度的方法是离线测量，这种测量存在效率低、破坏烟尘的整体形貌、测量粒度分布范围相对较窄等缺点。本实验设计了基于激光散射理论的具有较高时空分辨率的激光光电检测系统。光电检测系统除了不干扰、不接触流场和粒子场外，还具有测量的粒子尺寸范围宽、光电转换响应时间短、分辨能力较高等优点。氦氖激光器作为激光光源，其输出激光波长623.8nm，具有方向性强、单色性好、相干性强等特点。采用两根多模石英光纤形成激光光路，把光学信号最终传输到光谱仪中，得到焊接烟尘的光电本征信号。采集时，光电信息中含有大量的干扰成分，严重影响对本征信号的提取。可以通过制定比较严格的操作规范减弱干扰信号。通过光纤把激光从平行于焊枪的方向照射到焊接烟尘的层流区，激光穿过烟尘时由于烟尘气溶胶粒子对激光的吸收、散射、衍射等作用会造成能量损耗，透射后的激光穿过小孔滤去干涉光后被光谱仪接受。提取光谱信号，得出焊接前后光强损失，建立数学模型分析焊接参数对烟尘的颗粒度的影响规律。选用实芯焊丝的颗粒过渡、射流过渡和脉冲过渡三种熔滴过渡方式，采用光纤型准光弹性散射颗粒粒度测试仪和光散射法两种测量方法测量焊接烟尘的颗粒粒度，对其结果进行比较。在实验条件下，颗粒过渡中粒径较大，电流为190a时的烟尘粒度最大，对激光光强影响最强烈，粒径大小和烟尘浓度是影响消光度的主要因素；射流过渡和脉冲过渡的烟尘粒径较小，粒径大小是影响消光度的主要因素。离线测量和设计的在线测量数据吻合。关键词：
gmaw；光电检测；焊接烟尘；粒度；散射理论
本论文研究台湾海峡南部颗粒有机碳(poc)、总悬浮颗粒物(tsm)、颗粒氮(pn)及颗粒物体积浓度的时间和空间分布，捕捉对上升流事件的逐日响应，分析夏季航次poc与tsm和叶绿素a（chl-a)之间的关系及其变化规律，分析悬浮颗粒物粒径谱中sheldon谱图和正态化谱图的特征，探讨将现场激光粒度仪作为poc赋存生态系统结构的高分辨率现场探测方法的可能性。
根据2004年夏季、2005年夏季和2006年夏季三个航次观测数据，表层poc含量的分布表现出近岸高、远岸低的特点，poc浓度的剖面分布存在由表层到底层逐渐降低、中层出现高值后再降低和下层出现了高值的三种类型，表层和次表层poc含量的高值区出现在东山以东以及南澳附近上升流区。台湾海峡南部2004年夏季poc含量的平均值为0.145mg/l，2005年夏季为0.204mg/l，2006年夏季为0.198mg/l。2004年夏季颗粒总氮(pn)含量范围为0.6mg/l， 2005年夏季为0.3mg/l， 2006年夏季为0.9 mg/l。poc/pn 2004年夏季在1.7～16.5之间，均值6.8；2005年夏季在1.7～10.5之间，均值5.3；2006年夏季在1.9～18.4之间，均值5.7。各航次的poc含量与chl-a含量正相关，浮游植物是poc的主要来源。所有航次统计的chl-a/poc与chl-a呈正相关，上升流区chl-a/poc偏小，上升流较强的航次高chl-a区的chl-a/poc也偏小，反映了上升流与高营养转换效率生态在空间和时间上的联系。根据chl-a/poc,、chl-a关系图判断，台湾海峡南部海域1988年、1998年和2004年夏季航次的浮游生物营养转换效率受到相对抑制，而在上升流信号较强的2005年和2006年夏季航次，上升流区的浮游生物高营养转换效率状态得以强化。
2004年夏季tsm浓度为0.14～4.68mg/l， 2005年夏季为1.34～13.28mg/l,2006年夏季为3.29～36.06 mg/l，沿岸流较强的2005年和2006年航次具有相对高的。tsm浓度；各航次的poc浓度和chl-a/poc比值也与tsm浓度正相关，poc/tsm比值与tsm负相关。沿岸流带来的陆源悬浮颗粒物通量大幅度波动，仍没有明显干扰台湾海峡南部以海洋浮游生物生态主导的颗粒有机碳生物地球化学循环格局。
利用2004年夏季台湾海峡南部海域的现场激光粒度仪剖面测量数据，运用海洋食物链的粒径谱理论分析了悬浮颗粒物的sheldon谱图和正态化谱图的剖面分布精细结构。横跨台湾海峡沿岸及浅滩外斜上升流的a和b两断面sheldon粒径谱类型相近，正态化谱图的斜率r的范围从-0.79到-0.65，在明显高于寡营养海域的水平上波动。斜率r的高值带或高变幅带，在上升流系高叶绿素带及叶绿素最大层的周边或前端的呈斑状分布。海洋食物链的粒径谱分析结果支持关于台湾海峡南部上升流生态系高生产力、短食物链和高营养转换效率的宏观认识，并深化对营养转换效率分布精细结构的了解。现场激光粒度仪可发展为探索海洋食物链时空分布精细结构的常备传感器。
城市地面扬尘是影响城市空气质量、降低大气能见度、危害市民身体健康的城市污染源之一。城市地面扬尘除了自然的风力造成的风蚀扬尘外，主要还是由于人为活动造成的，如交通运输、散装物质的装卸和搬运、建筑施工等都会造成扬尘。对于上海这座国际化的大都市，制定针对上海地面扬尘的控制管理措施，解决扬尘问题已迫在眉睫。
本文以上海市以及上海市的吴淞工业区分别作为大尺度和小尺度的研究区域，以城市铺设道路扬尘、港口码头和工业区的堆场扬尘以及建筑施工扬尘作为研究对象，使用美国环保署提供的ap-42方法和台湾环保署的有关方法，结合收集的资料和现场调查采样，对上海市和吴淞工业区的铺设道路扬尘、堆场扬尘和建筑工地扬尘进行公式参数修正和扬尘量估算，并使用空间统计方法获得了上海市扬尘量的空间分布特征；使用激光粒度仪和动力学粒径谱仪对铺设道路扬尘的粒径分布进行了分析，并得出两种仪器结果间的转换方程式；使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和原子吸收光谱仪测定铺设道路颗粒物的重金属含量，并进行空间分布特征分析和来源初判。
本文得出的主要结论如下：1.使用动力学粒径谱仪对美国环保署提出的ap-42方法中粒度乘数参数进行修正。吴淞工业区铺设道路pm2.5、pm10、pm15和pm30的粒度乘数分别为1.4、4.5、5.5和9.8g/vkt；上海市铺设道路相应粒径范围的粒度乘数分别为1.0、4.2、5.5和10.3g/vkt。
2.2003年上海市范围内铺设道路、堆场和在建工地的扬尘排放总量为46.2万吨，pm10排放量约为21万吨。其中铺设道路的扬尘总排放量为21.9万吨，pm2.5和pm10分别占悬浮颗粒物的9.1％和40.2％；堆场扬尘总量为8.06万吨，pm25和pm10分别占总悬浮颗粒物的11.2％和39.1％；建筑工地扬尘总量为16.2万吨，pm10排放量为9.0万吨。
3.2003年吴淞工业区扬尘排放总量为1.76万吨，pm10排放量为0.71万吨。其中吴淞工业区铺设道路的总排放量为1.1万吨，pm2.5和pm10分别占悬浮颗粒物的15.1％和47.5％；吴淞工业区堆场扬尘总量为0.69万吨，pm2.5和pm10分别占总悬浮颗粒物的5.8％和29.0％。
4.上海市地面扬尘量主要集中在上海市区，即外环线以内地区，尤以内环以内地区和吴淞工业区的扬尘量为甚。宝山区地面扬尘量最大，占上海市地面扬尘总量的20％；地面扬尘总量最小的区是静安区和卢湾区，分别只占上海市地面扬尘总量的0.5％。
5.根据激光粒度仪和动力学粒径谱仪的实验结果分别获得上海市区和吴淞工业区铺设道路扬尘质量百分比和体积百分比之间的回归方程(组)，在缺少空气动力学粒径谱仪的情况下，可以通过回归方程式校正激光粒度仪的测试结果来求得动力学粒径谱仪的测试结果，从而获得研究所需的动力学粒径对应的质量百分比含量，这就为两种仪器间数据结果的转换提供了方法。
6.上海市区道路颗粒物中重金属v、mn、ni、cr、cu、zn、pb和cd的平均含量分别为51、570、35、126、121、393、146和0.7mg/kg，分别为上海市土壤环境背景值的0.54、1.02、1.13、1.68、4.27、4.70、5.76和5.84倍；吴淞工业区路面颗粒物中重金属v、cu、ni、pb、mn、zn、cd和cr的平均含量分别为140、98、136、121、、1.9和2191mg/kg，分别为上海市土壤环境背景值的1.47、3.46、4.36、4.78、5.81、6.81、15.50和29.26倍。
7.上海市区各重金属中cu、zn、pb和cd含量的空间分布差异较大，cd、mn、ni、cr、cu、pb和zn的浓度随车流量的波动明显。重金属ni、cr、cu和zn的污染中心主要位于内环线附近及以内，cd、mn和pb的局部污染非常严重；吴淞工业区各重金属中v、cu、ni、pb、mn、zn、cd和cr含量的空间分布差异很大，局部污染非常严重。污染中心主要集中在上钢五厂、上钢一厂和申佳铁合金厂三家重点厂家内。
8.来源初判表明，上海市区路面颗粒物物质主要来源于汽车交通污染，其次来源于工业制造、矿物燃料燃烧和周边土壤的影响；吴淞工业区由于其钢铁制造和冶金行业的特点，路面颗粒物物质主要来源于合金制造和金属冶炼，其次是汽车交通污染和燃煤。
气溶胶质谱仪的真空系统是实现气溶胶单粒子三级差分进样的重要组成部分。根据相关真空理论知识，进行了优化的可行性计算和论证。在不影响仪器性能的情况下，通过反复试验各种设计方案，精简和整合了真空抽运系统，降低了能耗和体积重量，增强了整机的可移动性。　　
气溶胶中的细粒子对人体的危害更大，是目前气溶胶研究的重点。通过对粒径测量系统中粒子散射光光路的优化，使得系统可测量的最小粒径由原来的260NM降为120NM。　　
利用优化后的气溶胶质谱仪，对七种蚊香烟气气溶胶单粒子的粒径和正负离子质谱进行了在线测量。实验结果表明蚊香烟气气溶胶的粒径主要分布在纳米区间；不同品牌和烟雾类型的蚊香燃烧产生的烟气气溶胶粒子粒径分布差别不是很大。在蚊香烟气气溶胶的正离子质谱中，根据蚊香的原始成分，可以推测蚊香烟气中可能主要包含碱金属离子、碳氢化合物离子、重金属离子以及多环芳香烃分子离子等；其中质谱信号中的质荷比为96的峰可以作为金彩虹微烟蚊香区别于雷达有烟蚊香的特征峰。在负离子质谱中，检测到了常见的有机质电离后的碎片离子。　　
蚊香烟气气溶胶的化学成分非常复杂，需要借助多种手段才能最终确定。本论文工作展示了气溶胶激光飞行时间质谱仪在环境污染快速检测方面的能力，为环境污染检测提供了基础数据。
随着社会的发展与进步，人们对生存环境的要求越来越高。然而在我国以煤为主要能源的工业生产过程中，会产生大量的烟尘。作为当前大气颗粒物污染控制的主要技术手段和设备，静电除尘器的基础理论和应用技术都已经发展的相当成熟，但是电除尘器对于微细粉尘的收集效果并不理想，因此提高微细粉尘的收集效率成为当前电除尘器研究的重点和难点。本文讨论了电除尘器的工作原理、电除尘器工作过程中对其除尘效率产生影响的各种因素以及微细粉尘在电除尘器中的凝并效应。利用现场工况运行条件下多级除尘器进行实验研究，利用激光粒度分布仪对收集的粉尘进行测量，并对得到的结果进行理论分析。本文主要工作如下：　　
1、分析了电除尘器中的自然凝并和电凝并效应，并讨论了不同电压下电凝并效果的变化。结果表明，除尘器中两种凝并方式并存；电场的存在促进了凝并的产生，且电压增加，凝并效果得到提高；电除尘过程中微细粉尘的收集主要源于电凝并效应。　　
2、分析了粉尘在除尘器各个电场中不同电压情况下的运动情况和粒径分布，并着重分析微细粉尘的收集比例，确定了三级电除尘器的最佳电压组合。结果表明，实际三级电除尘器中，25KV电压只起到预处理的作用，收集效果差；多级除尘器中前级电场的沉降和收集下大部分大粒径颗粒得到了去除，从而增加了后级电场中小粒径颗粒的比例；单纯升高电压并不能有效提高电除尘器的除尘效率；实验所用的三级电除尘器的最佳电压组合为35KV/50KV/50KV。
燃煤和内燃机产生的可吸入颗粒物是城市大气污染的主要形式。这些颗粒物粒径小、数目多、富集多种有害物质，对环境和人体健康造成了严重的危害。但目前常规的除尘设备，如静电除尘器和旋风分离器对其清除效率都很低。声波团聚对于细颗粒的清除是一种有效和可行的方法。通过外加声波的作用，细颗粒会发生碰撞、团聚长大，在很短的时间内，颗粒的分布将发生从小尺寸向大尺寸方向的演变，团聚后产生的细颗粒团聚物的平均粒径变大，细颗粒的数目浓度减少。通过常规的除尘设备容易将长大后的颗粒从尾部烟气中清除，从而达到控制细颗粒排放的目的。
本文通过对平面驻波声场的理论分析，自行设计并建立了外加驻波型声场条件下的燃煤和柴油机以及熏香产生的可吸入颗粒物的声波团聚特性及清除效果的研究实验平台。宏观实验平台主要以工业控制和清除细颗粒应用为目标，研究了燃煤、柴油机排放的可吸入颗粒物及熏香在高强声波场作用下，停留时间、细颗粒初始浓度以及声波强度等因素对于声波团聚前后颗粒粒径分布变化的影响规律以及在系统中的清除效果。实验结果表明：对于可吸入颗粒物，提高声波强度、延长声场停留时间、增加初始颗粒浓度均有利于颗粒的团聚脱除。
同时，利用激光多普勒测速仪LDA测量了平面驻波声场中的脉动速度特性。结果发现，当声场强度大于158DB时，流场湍流度快速上升。对比宏观团聚实验结果，细颗粒的清除效率在声场强度高于158DB时同样快速上升。高声强致使流场湍流度增加，流动特性发生改变，颗粒清除效率快速提高。因此，认为高强声场产生的声湍流对细颗粒的声波团聚清除有较大的作用。
燃油喷雾特性直接影响着柴油机的燃烧和排放，研究人员通常希望在测量雾滴尺寸的同时，获得雾滴的速度特性，以进一步研究燃油的微观雾化机理。当今的流场测量技术都无法满足全场速度、粒度同时测量的要求。本文开发了一套能够直接实现对全流场的速度、粒度同场实时测量的系统——粒子图像速度粒度场仪 pivs（particle image velocimertry & sizer），在此基础上提出了一种新的粒度测量方法——灰度差分法 gdm（gray-scale difference method），并进行了实验验证。本文主要开展了以下几个方面的工作： 1. 开发了 pivs的成像系统。一种测量方法需要相应的硬件系统，基于灰度统计判别的 pivs测量方法要求前后两次激光脉冲的光强或能量有差异。因此，本文开发了基于声光调制的 pivs成像系统。该系统选用连续激光器，利用声光调制器对激光束的外调制作用，产生不同光强不同频率的激光脉冲，简化了激光系统，在此基础上实现了基于灰度统计判别的查询方法；采用数字摄像机记录图像，省略了图像采集卡，并尝试采用 cmos相机取代 ccd相机。光强调整减小了光强的高斯分布对成像质量的不利影响。利用该系统对循环水槽模拟水涡流开展了测量，并分析了相应的实验结果。 2. 提出了灰度差分法测量粒径，建立了该方法的测量模型，并进行实验验证。粒子图像的灰度差分法从 mie散射理论出发，推导出粒子散射到 ccd摄像机中的光能数学解析式。此解析式包含有粒径信息，然后利用 pivs前后两次曝光的能量差异，得到一个有灰度差异的粒子图像对。经过图像处理，一个粒子的两个粒子图像经过差分，可将成像系统的结构参数影响消除，进而得到粒径信息。统计一张图片的粒径信息，就可以得到流场的粒度及其分布。这种方法不需要反复的标定，而且可以直接得出粒子的粒度信息。在此测量模型的基础上，利用该方法对循环水槽模拟水流进行了测量，验证了这种测量方法的正确性和可行性，并讨论了产生误差的几个因素。 3. 对 pivs系统进行了验证。利用所开发的成像系统和灰度差分判别方法，对循环水槽模拟水流进行了测量，实现了流场的速度与粒度的同场实时测量。结果表明， pivs系统可有效地同场实时测量流场的速度和粒度，说明该系统的开发是成功的。
在火电机组排放的大气污染物中，nox氮氧化物是最近三十多年中受到极大关注的一种污染物。选择性非催化还原sncr技术是国外已经投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术。sncr系统中一个非常重要的部分就是喷射还原剂溶液的喷嘴，直接影响sncr脱硝的效果。
首先，本文介绍了低nox技术发展的概况和现状，重点介绍了sncr技术。接着介绍了液体雾化喷嘴的一些常用性能指标，比如流量特性，雾化角，雾化粒径及其分布，雾滴速度，气耗率等。最后列举了国内外一些液体雾化喷嘴的结构特点和雾化性能。
其次，详细介绍了实验系统的组成和实验操作的步骤，及其相关的测量仪器，包括ls-2000激光粒度分析仪，haake旋转粘度计等等。喷嘴实验测量了喷嘴在不同气液压力下喷嘴的流量、压力、雾化角和索特尔平均粒径以及粒径在空间上的横向和纵向分布等性能指标。实验首先设计了机械式和气力式雾化喷嘴，实验研究发现气力雾化喷嘴性能更好。于是又在y型喷嘴的基础上设计了新型的扇形气力雾化喷嘴，包括方形槽、橄榄型、混合孔等几类类型。实验研究发现橄榄型和混合孔型喷嘴的性能比较突出，于是对这两种喷嘴做了进一步详细的实验研究。
实验发现扇形气力雾化喷嘴即使在压力比较高时，气耗率还是比较小，使得雾化粒径偏大。因此考虑在扇形气力雾化喷嘴的基础上加上外混通道，设计了部分内混式喷嘴。由于增加的外混通道使得气耗率变大，外混的气流也会将液流进一步雾化，因此雾化粒径更小。通过前面喷嘴的研究和比较，设计出一种综合了以上喷嘴优点的结构也比较简单的喷嘴，并应用在实际的工程项目里。
由于实验台设备条件的原因，无法测量喷嘴的喷射速度，对整个喷雾的流场缺乏认识。因此尝试用fluent软件尝试对喷嘴雾化过程进行数值模拟。首先建立和实验喷嘴尺寸和结构都相近的网格模型，设定好边界条件与初始条件，采用vof多相流模型进行数值模拟。这对之前的喷嘴实验研究是一个很好的补充。
在火力发电厂中，煤燃烧后形成的烟气中含有大量飞灰，灰粒通常保持固体状态，对于锅炉尾部烟道中的受热面带来了很严重的磨损，从而造成了大量的安全问题和经济损失。工程实践中发现，用螺旋翅片管受热面代替光管受热面是一种有效解决磨损问题的方法。山东大学能源与动力工程学院做过一些相关的研究工作，主要是单管翅片间浓度场和速度场的研究。本论文就是基于前面所做的工作，进一步研究热态条件下，不同翅片几何尺寸气固两相流在螺旋翅片管翅片间的流场特性，以摸清含灰气流在管束间的速度、浓度和粒径的分布规律。
要研究含灰烟气的流动特性，就必须掌握气固两相流的有关知识。本文从气固两相流的基本理论入手，分析了气固两相流中单个固相颗粒的受力与运动情况。在翅片间的流道里，对于质量微小的灰粒而言，只考虑重力，阻力，magnus力和saffman力的影响，其中当颗粒进入边界层后，saffman力增大，托住颗粒使它不易沉到管壁：而当颗粒转速较大时，magnus力可保证颗粒不向壁面沉降，这些力都减小了颗粒与壁面接触的机会，从而为减轻磨损提供了理论基础。
对换热元件磨损起主要作用的几个参数主要是固相颗粒的速度、浓度和粒径以及撞击角度。因此，除了理论研究以外，此次研究还在实验室建立了热态的烟气循环pda实验台，对气固两相流流动特性进行了实验测量。为了与工程实际紧密结合，利用三维粒子动态分析仪(pda)这种先进的激光测量仪器，首次测量了热态条件下翅片间5个有代表性的平面上的固相颗粒的速度、浓度和粒径分布，并分别对比测量了不同翅片高度和不同翅片间距的速度、浓度和粒径分布。
实验结果表明，螺旋翅片管翅间固相颗粒的速度、浓度、粒径都存在着比较规律的分布，在不同温度下、不同翅片间距和翅片高度均对上述几个参数的分布规律产生一定的影响。这些研究为今后进一步优化螺旋翅片管结构，挺高其在工程实践中的应用价值提供了一定的借鉴意义。
本文研究了石灰颗粒在净化高温焚烧烟气前后颗粒特性变化及对分离效率的影响。研究结果表明：
1.在高温工况(450～760℃)下，旋风分离器对石灰吸收剂颗粒的分离效率随烟气温度的上升而呈现下降的趋势；同时表明流场外部力对颗粒的作用依然明显，对颗粒在流场中的运动轨迹以及浓度分布起决定作用，进而直接影响了分离效率。
2.在旋风分离器内部，悬浮的石灰颗粒不仅受到高温烟气的加热，同时还进行着吸收HCL气体的化学反应，其表面结果特征发生巨大变化，加之粘附在表面的易融杂质的软化和熔融，不仅增加了颗粒的塑性，同时也增强了颗粒碰撞时的范德华力和界面作用力。通过激光粒径仪和扫描电镜进行观测，在本实验中石灰颗粒间的团聚现象非常明显。
3.通过数值计算可以看出，在高温工况下，旋风分离器内部流场的湍流强度得到进一步的加强，同时固相颗粒的浓度分布是不均匀的，大体上呈现从轴心向器壁的“浓缩”。因此，尽管进口烟气中石灰颗粒的浓度很低，旋风分离器流场中强烈的湍流运动以及器壁区域的颗粒富集区为颗粒团聚提过了充分的碰撞频率，造成了旋风分离器内稀相颗粒团聚现象的发生。
4.由于颗粒团聚现象的出现，旋风分离器在高温并且包含化学反应的情况下对石灰颗粒的分离效率得到了有效提高，达到了94﹪，能够满足工程应用的需要。
5.在450～700℃范围内，当CA/CL量比大于2时，旋风分离器当对烟气中的HCL气体有30～55﹪的净化效率，可作为附加反应器或在进一步改善气一固接触后作为高温烟气净化装置。
本课题主要是在管式反应器中对废轮胎热解进行研究,考察温度、载气速率、升温速率、不同颗粒大小等条件对废轮胎热解产物的影响;并对产物气体、热解油和炭余物进行了成分分析.结果表明温度是废轮胎热解的关键影响因素,温度升至500℃后,热解产物收率基本达到稳定.采用激光粒度分析仪测定了热解炭余物聚集体的粒径分布,并用SEM、XRD及XPS分析了工业炭黑和热解炭余物的表面形态、表面无机物组成以及表面碳元素的结合状况.本文利用热天平着重对不同条件下热解炭余物的热稳定性做了详尽的研究,同时分析了热解炭余物的燃烧动力学特性,研究表明热解炭余物的燃烧可认为是一级反应.
本文以垃圾渗滤液为研究对象，利用激光粒子分析仪，系统分析了六里屯垃圾渗滤液实际工程流程各单元悬浮颗粒和胶体的分布和去除效率，并研究了生物膜法中试，超声辐照、冻融小试对悬浮颗粒和胶体的影响。
垃圾渗滤液中codcr、nh4+-n、浊度等指标在六里屯工艺流程中逐步降低，生化预处理后、进入膜处理前codcr约在1000mg/l左右，均是难以生化降解的有机物质，渗滤液的可生化性变差，在物理形态上则表现为悬浮颗粒与胶体。悬浮颗粒与胶体对于膜处理出水、膜污染都有很大影响：一、可以从悬浮颗粒与胶体的角度出发选择预处理工艺，使之有利于进入膜处理流程，即可达到国家排放标准，又能降低运行费用；二、根据悬浮颗粒与胶体的分布、变化趋势，对于选择适合的膜孔径具有一定的实践意义；三、对膜出水的悬浮颗粒和胶体粒径分布进行分析，可以检查和诊断膜处理设施是否存在泄露和阻塞。
在试验中发现，粒径范围1.024～10.002μm的超胶体为主要组成，该粒径的颗粒物用通常的固一液分离技术比较难以去除。生物膜法处理垃圾渗滤液codcr及nh4+-n去除率高而稳定，能显著减小50μm粒子含量，从而可以有效地达到渗滤液深度处理的目标。频率40khz超声波对“老龄”垃圾渗滤液进行辐照，随着超声时间的延长，粒径范围0.224～1.002μm之间的胶体数量有减小一增大一再减小的变化趋势。冷冻融化能改变垃圾渗滤液中悬浮颗粒与胶体的比例。
根据上述研究结果，认为未来优化的渗滤液处理工艺应以采用下列技术的串联形式为宜：回灌、生物膜法、mbr、nf、达标排放或回用。
目前，燃气轮机在许多领域都得到了广泛的应用，如何提高燃气轮机性能已成为国内外研究的热点问题。湿压缩技术是提高燃气轮机性能的有效手段之一，该技术具有结构简单，容易实施等优点，已被受各国研究者的关注。然而湿压缩技术的成功与否与雾化装置的性能紧密相关。为此本文对湿压缩技术在燃气轮机的应用做了进一步研究，对其关键技术——雾化技术进行模拟与实验的研究。
本文对湿压缩的基本原理进行了分析，研究了湿压缩过程中的损失问题；对压气机压缩过程建立数学模型并进行了编程计算；分析比较了雾化方法，最终选择闪蒸雾化方法；分析比较了雾化喷嘴，最终选择离心式喷嘴，并设计了离心式雾化喷嘴；应用fluent流体仿真软件对直喷、离心式喷嘴闪蒸雾化流场进行了数值模拟，得出初始温度、压力、喷嘴口径等参数对雾化质量的影响规律。搭建了闪蒸雾化实验台架，进行了大量闪蒸雾化实验，利用三维多普勒激光粒度仪对闪蒸雾化进行了粒径测量，得出了粒径、喷雾角等参数的分布，并总结出雾化初始温度、初始压力、喷嘴口径等实际影响雾化质量的参数规律。
通过对实验值与模拟值的对比，总结出：在一定的雾化初始温度、压力与喷嘴口径等条件下，应用闪蒸技术制成的雾化装置，其雾化质量完全可以达到湿压缩的要求，因此它是工程应用湿压缩技术的理想雾化装置。
共15条数据
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