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  • 【专利】 一种膜生物污水处理的生物膜模型构建方法

    作者:赵贯甲 ; 杨艳霞 ; 刘海玉 年份:2018
    摘要:本发明公开了一种膜生物污水处理的生物膜模型构建方法,该方法的步骤包括:根据生物膜及反应器的物理模型,选择格子Boltzmann方程;根据选定的格子Boltzmann方程确定生物膜的可变形边界处理格式,同时获取在不同的流速情况下生物膜的宏观参数;其中,所述宏观参数至少包括生物膜边界位置、流体密度、形变速度及生物膜边界随时间的受力参数;根据获取的参数,绘制生物膜在不同流速情况下的形态图,模拟计算不同流速条件下生物膜和流体之间的相互作用,确定生物膜界面的运动情况。通过对膜生物反应器内流场及生物膜边界形变的数值模拟,研究生物膜运动特性,及生物膜在溶液流体内的形变对流动特性的影响,进而为实际工程应用提供一定的指导和预测。
  • 【专利】 基于格子Boltzmann算法的膜生物降解有机污水模拟方法

    作者:赵贯甲 ; 杨艳霞 ; 马素霞 年份:2017
    摘要:本发明公开了基于格子Boltzmann算法的膜生物降解有机污水模拟方法,通过建立膜生物反应器双分布函数的三维格子Boltzmann传质模型,得出平衡态密度分布函数和组份浓度分布函数,计算宏观参数,用于求解反应器内流场及浓度场分布,根据宏观参数获得反应器内的降解性能,进而预测实际工艺结果;通过对膜生物反应其内流动传输过程的数值计算,模拟计算影响生物膜内部物质输运及生物降解性能的关键因素,进而为膜生物降解有机污水的实际工程应用提供一定的指导和预测;本方法不受可视化、实验设备及精度的限制,能够方便灵活的将不同反应器引入模型并避免人为因素造成的物理失真。
  • 【期刊】 表面光散射法液体黏度和表面张力实验系统研制

    刊名:工程热物理学报 作者:赵贯甲 ; 毕胜山 ; 吴江涛 关键词:光散射 ; 表面张力 ; 黏度 ; 甲苯 机构:西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 ; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 年份:2015
    摘要:基于气液界面表面波理论和表面光散射原理,本文研制了表面光散射液体黏度和表面张力实验系统,实验系统包括,实验光路、耐高压样品池控温系统和数据采集和处理系统组成。实验系统压力测试范围为0~10 MPa,温度测试范围为283~400 K,温度波动度小于±10 mK/10 h。采用光频外差的方法提取液体表面波信息,并通过数值求解表面波色散方程获得液体黏度和表面张力。利用参考物质甲苯检验了实验系统,本文获得的黏度值与参考方程的最大偏差为1.3%,平均偏差为0.52%;表面张力值与拟合值的最大偏差0.39%,平均偏差为0.23%。通过不确定度分析,本文搭建的系统测量黏度和表面张力的不确定度为别为2%和1%。
  • 【期刊】 光散射法流体迁移性质光学测量实验系统

    刊名:激光与光电子学进展 作者:赵贯甲 ; 毕胜山 ; 吴江涛 关键词:散射 ; 表面张力 ; 黏度 ; 热扩散系数 ; 迁移性质 机构:太原理工大学电气与动力工程学院 ; 太原理工大学电气与动力工程学院 ; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 年份:2016
    摘要:基于光散射原理,研制了一套可以用于测量流体迁移性质的光学实验系统。该系统包含两路光路系统,分别是测量表面性质的表面光散射系统和测量体相性质的动态光散射系统。通过光路设计,可以实现两系统共用激光器、光子计数器、数字相关器等重要设备以及高压实验样品池。实验系统压力测试范围为0~10 MPa,温度测试范围为283 K~400 K,温度波动度小于±1 m K/h。采用光频外差的方法提取液体分子波动信息,并通过数值求解色散方程获得液体的迁移性质。利用参考物质正庚烷和R134a检验了实验系统,获得的表面张力、黏度、热扩散系数、定压比热容值与文献值的偏差分别为2.29%、0.57%,0.12%,0.06%。通过不确定度分析,搭建的系统测量表面张力、黏度、热扩散系数、定压比热容值的不确定度分别为1%、2%、2%、4.6%(k=2)。
  • 【期刊】 大容量液体恒温槽温度场和流场的数值模拟

    刊名:河南科技大学学报(自然科学版) 作者:赵贯甲 ; 甄瑞英 ; 尹建国 ; 吕萍 ; 马素霞 关键词:恒温槽 ; 重整化群k-ε湍流模型 ; 多孔介质 ; 数值模拟 机构:太原理工大学电气与动力工程学院 ; 太原理工大学电气与动力工程学院 年份:2015
    摘要:针对传统恒温槽流动均匀性的设计需要进行大量试验和测试的问题,本文利用fluent软件,采用重整化群(RNG)k-ε湍流模型,对大容量液体恒温槽内的流场和温度场进行了三维数值模拟。分析了搅拌器转速、搅拌器叶片角度、搅拌器数量以及整流栅孔隙率等结构和运行参数对恒温槽性能的影响。整流栅采用多孔介质模型处理。分析结果表明:采用从上到下依次为45°、30°和15°的变角度三层搅拌叶片,转速1 500 r/min,整流栅孔隙率为0.307 1的双搅拌器结构恒温槽,有最佳的温度场和流场分布。检验结果表明:上述恒温槽工作区温度均匀度为4.5 m K,与模拟结果基本吻合。
  • 【专利】 一种大容量高精度液体恒温槽

    作者:赵贯甲 ; 尹建国 年份:2014
    摘要:一种大容量高精度液体恒温槽,属于液体恒温设备技术领域,它包括恒温槽槽体、顶盖、搅拌器、带孔的金属隔板、加热器、观察窗;恒温槽槽体上面设有顶盖,搅拌器、带孔的金属隔板、加热器和液体均设置在恒温槽槽体构成的内腔里;所述恒温槽槽体外设置有保温材料;顶盖内壁设置有保温材料;其特征在于:所述顶盖上设有若干孔,所述搅拌器上安装有三层搅拌叶片,搅拌叶片插入恒温槽槽体内的液体中;所述加热器插入恒温槽槽体内的液体中;所述带孔的金属隔板将恒温槽槽体分成工作区和控温区,搅拌器和加热器均设置在控温区。本发明实现了大容量带观察窗的高精度液体恒温槽,同时满足了恒温环境在工作容积、温度范围、控温精度和可观察性上的需求。
  • 【期刊】 高精度悬滴法液体表面张力实验系统研制

    刊名:实验技术与管理 作者:赵贯甲 ; 胡炜 ; 吕萍 关键词:表面张力 ; 悬滴法 ; 正庚烷 ; 不确定度 机构:太原理工大学电气与动力工程学院 ; 太原理工大学电气与动力工程学院 年份:2015
    摘要:研制了一套测量液体表面张力的高精度悬滴法实验系统,包括:悬滴形成平台、图像采集和处理系统。悬滴轮廓信息由CMOS相机采集,并在Matlab平台上利用Canny算子提取其边缘坐标信息,拟合悬滴轮廓获得液体的表面张力值。实验系统的不确定度小于0.42%。采用参考物质正庚烷对新系统的可靠性和复现性进行了检验。结果表明,新系统测得的表面张力值与文献值的相对偏差小于0.2%。
  • 【期刊】 表面光散射法高黏度流体黏度测量机理

    刊名:光学学报 作者:赵贯甲 ; 毕胜山 ; 吴江涛 关键词:表面光学 ; 表面光散射 ; 表面波 ; 黏度 机构:太原理工大学电气与动力工程学院 ; 太原理工大学电气与动力工程学院 ; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 年份:2017
    摘要:理论上求解了高黏度流体表面波的色散方程,发现此类表面波随无量纲数Y值增大,存在一极值点Y≈0.145,跨越该点时表面波的弛豫特征由指数衰减转变为振荡衰减,同时流体表面波的色散方程也发生根本变化。为了验证上述推论的正确性,利用表面光散射法研究了温度在286.27~373.32K范围内时高黏度流体邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)的弛豫特征和黏-温特性。结果表明:Y值随温度升高而减小,当Y<0.145时,表面波以指数形式衰减且不传播,此时黏度测量值与文献值的平均偏差不超过±1.5%;当Y>0.145时,表面波以振荡衰减形式传播,此时黏度测量值与文献值的平均偏差不超过±2%;当Y→0.145时,黏度测量偏差急剧增大,不能可靠地获得流体黏度。研究结果有助于认识高黏度流体表面波的弛豫特征,为利用表面光散射法精确、可靠地测量高黏度流体黏度奠定了基础。
  • 【期刊】 基于表面光散射法的聚乙二醇水溶液表面张力实验研究

    刊名:光散射学报 作者:赵贯甲 ; 毕胜山 ; 吴江涛 关键词:表面张力 ; 光散射 ; PEG水溶液 机构:西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室能源与动力工程学院 ; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室能源与动力工程学院 ; 太原理工大学电气与动力工程学院热能系 年份:2015
    摘要:基于表面波散射原理,本文研制了表面光散射法表面张力实验系统。利用标准参考物质纯水和乙醇对实验系统的可靠性进行了检验,并标定了散射角度。结果表明:新系统测量的两种物质的表面张力实验结果与标准数据的偏差为0.1mN·m~(-1),散射角度约为0.2°。利用新的表面光散射法表面张力实验系统,对质量分数为4%~16%的PEG1000、PEG2000、PEG4000、PEG6000、PEG8000水溶液的表面张力进行了实验研究,结果表明:PEG水溶液的表面张力随着PEG质量分数的增大有减小趋势,且PEG水溶液的表面张力与PEG本身的聚合度无关;PEG4000和PEG6000水溶液具有较大的表面张力,可以作为潜在的诱导蛋白质结晶的沉淀剂。
  • 【专利】 低浓度煤层气分离增浓与热电冷联供耦合利用系统及工艺

    作者:赵贯甲 ; 马素霞 ; 尹建国 ; 杨艳霞 年份:2018
    摘要:本发明公开了一种低浓度煤层气分离增浓与热电冷联供耦合利用系统及工艺,该系统包括分离装置、乏风氧化装置、内燃机、余热锅炉、汽轮机、吸收式热泵;热电冷联供系统由内燃机、余热锅炉、汽轮机、吸收式热泵组成。该系统将低浓度煤层气利用溶液低温吸收和高温再生方法将煤层气中甲烷的浓度提升至10%以上,用以稳定煤层气的浓度,进而稳定燃气‑蒸汽/有机朗肯循环发电和热泵循环供热和制冷;同时利用热泵循环供热驱动溶液高温再生和煤层气的分离,实现低浓度煤层气的分离增浓和热电冷联供的耦合利用。本发明实现了低浓度煤层气全浓度范围利用,抽采利用率为100%,同时也实现了系统热电冷的稳定联供。
  • 【期刊】 甲基九氟丁醚的液相密度和表面张力的实验研究

    刊名:西安交通大学学报 作者:赵贯甲 ; 李新 ; 毕胜山 ; 鲁鹏翰 ; 王亚飞 关键词:甲基九氟丁醚 ; 液相密度 ; 表面张力 机构:西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 ; 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 年份:2011
    摘要:对甲基九氟丁醚(HFE7100)在279.15~321.15K温度范围内的液相密度和表面张力进行了实验研究,得到了22组实验数据.利用得到的实验数据,拟合得到了HFE7100的液相密度与表面张力计算方程.密度实验值和拟合方程计算值相比,平均相对偏差仅为-0.00809%,最大相对偏差为-0.00986%;表面张力方程计算值和实验数据之间的绝对偏差在±0.015mN·m-1以内.采用5种理论推算方程对HFE7100的表面张力进行了理论计算,Zuo-Stenby(Z-S)模型计算得出的表面张力值与文中实验值相比误差最小,最大偏差为-1.899%.所获得的密度和表面张力实验数据和计算方程,可为HFE7100的工程应用提供基础热物性数据.
  • 【专利】 一种测量流体界面性质的传感器

    作者:赵贯甲 ; 杨艳霞 ; 尹建国 ; 马素霞 年份:2018
    摘要:本发明公开了一种测量流体界面性质的传感器,利用反射式光散射法原理,非接触地测量各种流体界面热物理性质。提供了三种适用于不同情况下的传感器,三种光学传感器构建方案在实施时对于探测光和参考光偏振状态和光强度的控制方法相同,但在几何构建方面有所差异,方案一和方案三偏向于小尺寸的传感器设计。方案二偏向于高温应用的传感器设计。本发明所设计三种方案可根据不同测试需求和条件选择,为流体界面热物理性质提供高速、准确和非接触性的测量。
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