张伟
- 作品数：17 被引量：25H指数：4
- 供职机构：江苏大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金江苏省博士后科研资助计划项目更多>>
- 相关领域：理学动力工程及工程热物理机械工程环境科学与工程更多>>
- 针-环电极配置下电场对气泡分散特性的影响
- 2022年
- 在多相反应系统中,外加电场因具有促进离散相在连续相中的分散并强化相间传质的优势而受到广泛关注。基于此,本研究设计并构建了静电液气分散实验测量系统,通过在针-环电极间施加高压直流电产生非均匀电场,以乙醇为连续相、空气为离散相,在考虑气体流量和施加电压影响因素的基础上,采用高速摄像技术对电场作用下的气泡分散过程进行了可视化测量。结果表明,气泡在乙醇中的分散主要呈现滴状、混合和喷雾3种模式。以量纲为1气泡直径(ζ)表征的气泡尺寸随着电邦德数(Bo_(E))的增大显著减小,随着气体韦伯数(We_(g))的增加而增大,其中在混合模式和喷雾模式下的微气泡尺寸基本在20μm以下。增大Bo_(E)和We_(g)均能促进气泡的产生,但Bo_(E)的影响效果更加明显。同时,发现气泡分散模式的转变主要取决于Bo_(E),增大We_(g)使气泡分散模式的转变趋势延缓。此外,基于本研究实验数据建立了ζ与Bo_(E)和We_(g)相关的气泡尺寸预测模型,针对ζ≤5的气泡,该模型结果与实验结果高度吻合。通过低能量消耗实现小气泡的生产一直以来是技术难题,采用电场强化气泡分散为发展相应技术实现强化多相系统中相间混合和传质提供了新思路。
- 张伟王军锋苏巧玲吴天一
- 垂直磁场作用下水平微电极表面气泡生长特性实验研究被引量：4
- 2021年
- 为探究不同电磁场产生的微观磁对流对水平微电极表面单个气泡生长行为的影响,建立恒定电流的电解水制氢实验系统。应用高速摄像可视化技术对电极表面气泡生长过程进行观察,结合OpenCV-Python自定义程序对气泡生长行为特征参数进行提取和分析。研究结果表明:在气泡生长周期内,气泡直径逐渐增大,气泡生长速率先增大后减小,外加磁场对气泡生长速率几乎没有影响,气泡生长速率随电解电流密度的增大而增大。与低电解电流密度工况相比,高电解电流密度下的气泡脱离直径明显偏大,气泡生长时间明显延长,工作电极电势明显偏高。随着磁感应强度增大,低电解电流密度和高电解电流密度条件下的气泡脱离直径、气泡生长时间和工作电极电势均呈现相反的变化趋势,高强度磁场或高电解电流密度作用使磁场的影响效果减弱。不同电解电流密度和磁感应强度下工作电极电势与气泡接触直径的变化规律类似,揭示出工作电极电势变化与电极表面气泡生长行为密切相关。
- 詹水清黄雨捷王军锋江明镅张伟王贞涛
- 关键词：垂直磁场电极电势
- 电场作用下的气泡生长动力学特性实验研究
- 2022年
- 采用高速摄像技术对非均匀电场作用下气泡在无水乙醇中的动力学行为进行可视化研究,结合量纲一化分析,重点研究气体流量和施加电压对气泡生长特性的影响。研究结果表明:气泡的生长过程在无电场和低电场强度下包含成核、稳定增长及颈缩3个阶段,其中稳定增长阶段在高电场强度下难以出现;随雷诺数(Re)和电邦德数(Bo)增大,气泡生长周期缩短,脱离频率和脱离速度加快。以气泡半径表征的气泡动力学特性主要取决于Bo,受Re影响较小;以纵横比(E)表征气泡形态,在无电场情况下,气泡在不同成长阶段对应的E演化特征区别明显,在高Bo条件下,随着电场强度在竖直方向上的快速衰减,E先快速增大而后平稳发展。
- 张伟王军锋詹水清王东保许浩洁
- 关键词：气泡形态
- 采用粒子图像测速技术测量的预混式双流体静电雾化流场特性被引量：6
- 2020年
- 为实现高湿环境下稳定的荷电喷雾,采用空气电离与液雾混合的荷电方法,设计了一种基于预混式双流体静电雾化喷嘴的喷雾系统,借助粒子图像测速技术(PIV)对喷嘴在不同气液比和不同电压下的喷雾流场进行了测量分析,获得了不同工况下喷雾速度场与喷嘴内部旋流场的变化规律。实验结果表明:随着气液比的增加喷雾核心区的雾滴最大速度没有明显变化,但核心区内雾滴群的高速运动区域增大,并由流场中上游向下游延伸;此时喷雾流场的湍流程度显著增强,喷雾集束性逐渐减弱,并衍生出较多尺度小且分散度高的涡。随着电压的升高,喷雾流场不同区域的扰动程度存在差异性,电场对荷电喷雾核心区的流场影响不大,但对液束边缘处扰动程度较为明显,表现为流线变得杂乱,产生较多小尺度涡。
- 郑高杰王军锋霍元平张伟李金
- 关键词：气液比
- 非均匀直流电场作用下气泡的生长变形与脱离特性实验研究
- 2022年
- 电场强化多相系统相间分散技术被广泛应用于化工领域。气泡生长过程决定着气泡脱离后的尺寸和分散特性,它们是影响传热传质效率的重要因素。为此搭建了静电气液分散可视化实验系统,利用显微高速摄像技术对非均匀电场下液体电介质中的气泡生长过程进行了微观可视化研究,通过对实验获得的气泡生长及脱离过程的微观图像进行处理分析,归纳了气泡生长变形与脱离的多种动态特征。实验结果表明:气泡生长可分为4种特征区别明显的模式,包括滴状分离、锥形分离、扭结分离和枝杈破碎;受荷电弛豫效应影响,自由电荷在气液界面局部聚集,使库仑力作用强度不均匀,宏观表征为气泡表面波动;随电场强度的增大,气泡沿电场方向被拉伸且气液界面的波动程度加剧,气液界面稳定性被电场力削弱,最终气泡破碎形成微气泡群。该研究可为电场作用下气泡脱离尺寸和脱离频率的控制提供参考。
- 吴天一王军锋张伟詹水清苏巧玲
- 新型湿法除尘系统内气液两相流动的数值模拟被引量：2
- 2020年
- 结合湿法除尘及挡板绕流技术,本文设计开发了一种带有挡板结构的新型湿法除尘系统。为探究该系统内挡板结构诱导产生的涡旋流动特性及其内部离散相运动规律,基于计算流体力学(CFD)方法,文章选用重整规划群(RNG) k-ε湍流模型数值对比了不同挡板参数下的涡旋结构、速度分布及压降情况等气相流场特性。同时利用离散相模型(DPM)分析了不同工况下喷淋液滴的运动轨迹、逃逸率及驻留时间表现。结果表明,集尘区内弓形挡板的设置可诱导产生涡旋流动,不仅能够抑制低速"流动死区",同时还可不同程度改善喷淋液滴逃逸情况、有效延长其在装置内的驻留时间。综合考虑气相入口速度v、挡板安放角θ及喷淋液滴粒径Dp的影响,文章推导获得了液滴逃逸率的计算公式,可较为准确地预测喷淋液滴的运动情况。
- 许浩洁王军锋王东保张伟姚江
- 关键词：湿法除尘气液两相流液滴
- 电场强化气泡在漏电介质中的分散特性研究
- 本文采用了一种新型的针环电极结构,通过高速摄像技术对非均匀直流电场作用下气泡在无水乙醇中的分散特性进行了研究,重点考虑了电流体驱动(EHD)的影响。结果表明,气泡的分散主要包括滴状、混合和喷雾3种模式。随着电邦德数(B)...
- 张伟王军锋李彬于凯张雅婷
- 关键词：电流体动力学气泡尺寸分布微气泡
- 文献传递
- 非均匀电场作用下气泡生长及运动特性被引量：5
- 2021年
- 气液两相流广泛应用于化工、石油等工业生产中,电场可以有效强化相间作用。为探究电场作用下气泡的生长演化特性,本文采用显微高速数码摄像技术对气泡生长、脱离过程及运动进行可视化研究,精确捕捉了非均匀电场作用下气泡产生、脱离和运动过程的显微形貌特性,结合图像处理技术定量分析了电场强度对气泡生长时间、脱离频率、体积及运动速度的影响规律。实验结果表明电场作用改变了气泡的生长方式,显著地促进了气泡的脱离及运动。电场作用下气泡的脱离频率明显增大,相较于无电场情况下增加了几十倍,最短脱离周期可达到10ms左右。气泡脱离体积显著减小,相应的最小气泡直径为毛细管直径一半。气泡初始速度大约增加4倍,横向速度达到80mm/s左右,强化了气泡在液体中的分散性。这为荷电气液两相流工业应用提供了良好的理论基础。
- 杨世杰王军锋张伟王东保
- 关键词：分散性
- 荷电喷雾对脱硫塔内颗粒物的脱除试验
- 2023年
- 为了提高湿法脱硫技术对脱硫塔内烟气细颗粒物的脱除效率,设计了一套新型吹扫式荷电雾化喷嘴装置,并将该装置应用于搭建的可视化脱硫塔模型实验台,研究不同运行参数对颗粒物的脱除效果.研究结果表明:液滴的荷电效果受喷淋流量和喷雾角度的影响较大,且存在最佳荷电效果工况值;随着颗粒物粒径的增加,整体颗粒物分级脱除效率得到提高;脱除效率随着液体流量的增大而增大,随着烟气流速的增加而减小,随着粉尘质量浓度的增加呈现先增大后减小的趋势;液滴荷电后,能够进一步提高颗粒物的脱除效率,从而达到高效脱除细颗粒物的目的.
- 孟新王军锋徐惠斌李金张伟
- 关键词：喷嘴湿法脱硫细颗粒物脱除效率
- 电场作用下气泡在介电介质中的形成及聚并特性研究被引量：1
- 2023年
- 本文采用高速摄像技术,对非均匀电场作用下气泡在介电介质中的形成及聚并行为进行了可视化实验研究,重点探讨了气体流量和施加电场强度对气泡行为的影响。结果表明,电场强度的增强在缩短气泡形成周期的同时,显著缩小气泡体积,并进一步促进了气泡初始运动速度的提高;随着电场强度的提高,因极化力的主导而存在一个临界电场强度,使得介电介质中气泡的聚并行为特性发生突变,气泡因此能在一定范围内保持相互独立,且临界电场强度值受气体流量不同的影响而存在差异。
- 苏巧玲王军锋张伟吴天一
- 关键词：气泡聚并
