掺氢天然气输送与纯化技术研究进展 被引量：1

1

作者 施纪文 陈石义 +4 位作者 王涛 喻树楠 周昶安 岳海荣 朱松强 《天然气与石油》 2024年第4期88-93,共6页

氢能作为一种零碳高效的能源载体和化工原料,是中国实现“双碳”目标和构建绿色低碳现代能源体系的重要支柱。在制约氢能产业化应用的诸多因素中,氢气的长距离输送是关键。依托现有成熟的天然气管道输送技术和健全的天然气管道基础设施... 氢能作为一种零碳高效的能源载体和化工原料,是中国实现“双碳”目标和构建绿色低碳现代能源体系的重要支柱。在制约氢能产业化应用的诸多因素中,氢气的长距离输送是关键。依托现有成熟的天然气管道输送技术和健全的天然气管道基础设施,掺氢天然气管道输送有望实现远距离、大规模、低成本的氢能输运。首先综述了掺氢天然气管道输送技术的可行性、应用和示范项目;围绕掺氢天然气的分离提纯探讨了变压吸附、膜分离及变压吸附和膜分离耦合工艺的应用情况;最后基于川气东送管道估算出掺氢天然气输送、提纯氢的成本为14.89元/ kg。相关研究可为掺氢天然气输送与纯化技术的发展提供了理论指导。 展开更多

关键词 氢气输送 掺氢天然气 变压吸附 膜分离 成本

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城镇终端天然气掺氢燃烧技术现状及展望

2

作者 胡国华 陈石义 +3 位作者 何松 肖娟 王斯民 李天雷 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期145-157,共13页

天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一,对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力,为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程,分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究,阐... 天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一,对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力,为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程,分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究,阐述了天然气掺氢燃烧的可行性,探讨了掺氢对燃气灶及热水器燃烧性能、热效率以及污染物排放的影响,对比了天然气燃烧反应机理的特点和适用范围。最后结合我国城镇天然气的相关标准、掺氢安全性及经济性等方面,指出了限制城镇终端天然气掺氢燃烧技术应用的主要因素以及未来发展趋势。研究结果表明:①天然气与氢气互换性主要受燃气组分和互换性指标的影响,天然气适宜的掺氢范围为0~20%;②掺氢能够显著降低天然气的碳排放,但燃具的热效率、氮氧化物排放以及适应性仍需进一步深入研究;③需要进一步采用量子化学、机器学习等先进手段探究天然气掺氢数值模拟的燃烧反应机理。结论认为,随着天然气掺氢管道的建设和发展,掺氢天然气在终端利用领域将展现出巨大潜力,与此同时掺氢天然气在终端实际应用中仍面临着诸多限制和技术挑战,天然气掺氢燃烧技术研究现状的系统梳理对推动氢能的安全高效应用具有重要现实意义,同时也为天然气掺氢燃烧技术的发展提供了研究思路和攻关方向。 展开更多

关键词 天然气掺氢 燃气具 燃气互换性 燃烧反应机理 燃烧特性 污染物排放 掺氢比例

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掺氢天然气非预混燃烧特性实验研究

3

作者 陈石义 何松 +2 位作者 肖娟 王斯民 廖勇 《天然气与石油》 2024年第5期88-96,共9页

以天然气掺氢技术为背景,构建一种非预混钝体同轴燃烧器及实验系统,测试了掺氢天然气(主要成分CH4)在不同燃料流速、掺氢比及当量比的火焰结构和污染物排放浓度,并考察了内构件对燃烧性能的影响。结果表明,掺氢后火焰高度降低,CO排放浓... 以天然气掺氢技术为背景,构建一种非预混钝体同轴燃烧器及实验系统,测试了掺氢天然气(主要成分CH4)在不同燃料流速、掺氢比及当量比的火焰结构和污染物排放浓度,并考察了内构件对燃烧性能的影响。结果表明,掺氢后火焰高度降低,CO排放浓度降低,但NO_(x)排放浓度增加。当掺氢比达到80%时,与纯CH4相较,CO排放浓度降低93.5%,NO_(x)排放浓度增加1倍左右。随着燃料流速增加,火焰逐渐变长变宽,CO与NO_(x)排放浓度均增加;当量比<0.7时,随着当量比增加,燃烧室热损失降低,平均温度升高,CO排放浓度降低,而NO_(x)排放浓度增加;不同内构件的掺氢CH4燃烧性能差异较大,钝体—旋流内构件不仅可以降低51.9%的NO_(x)排放浓度,还可以增强燃烧的均匀程度及稳定性。研究结果对同轴燃烧器的设计、优化和应用具有参考意义,有助于推动天然气掺氢技术的发展。 展开更多

关键词 掺氢天然气 贫燃 非预混 当量比 钝体 污染物排放

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天然气管道掺氢探讨 被引量：27

4

作者 陈石义 龙海洋 +2 位作者 李天雷 廖勇 刘武 《天然气与石油》 2020年第6期22-26,共5页

氢能以清洁、高效的特点被公认为未来最有潜力的能源载体,而天然气作为最清洁的化石能源正处于蓬勃发展的时期,全球已建和拟建的输送管网数量庞大,因此将H 2掺入现有天然气管网实现储运和利用是近年来国内外研究和测试的热点。通过对全... 氢能以清洁、高效的特点被公认为未来最有潜力的能源载体,而天然气作为最清洁的化石能源正处于蓬勃发展的时期,全球已建和拟建的输送管网数量庞大,因此将H 2掺入现有天然气管网实现储运和利用是近年来国内外研究和测试的热点。通过对全球天然气掺氢研究现状、典型项目案例、技术问题与应用优势等方面的探讨,认为虽然天然气管网掺氢存在一些问题,但仍是现阶段最好的一种高效储运方式和扩大氢能使用范围的路径。应积极推进天然气管道掺氢相关技术研究与攻关。 展开更多

关键词 氢能 天然气 天然气管道掺氢

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基于局部管网的天然气能量计量赋值算法 被引量：5

5

作者 吕海舟 杨敬东 +1 位作者 刘婉莹 葛贤福 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期80-87,共8页

现阶段我国天然气贸易交接过程中,计量方式较多采用体积计量,这种计量方式不仅不能满足天然气按质论价、优质优价的商品交易原则,而且需要依靠价格昂贵的色谱仪分析来实现。天然气能量计量能够避免体积计量所带来的缺陷,同时计量方式又... 现阶段我国天然气贸易交接过程中,计量方式较多采用体积计量,这种计量方式不仅不能满足天然气按质论价、优质优价的商品交易原则,而且需要依靠价格昂贵的色谱仪分析来实现。天然气能量计量能够避免体积计量所带来的缺陷,同时计量方式又具有较高准确性,越来越成为世界上各个国家天然气贸易结算的方式。基于局部天然气管网建立的天然气能量计量的赋值算法,对1周内天然气能量进行了预测,并将预测值与测量值进行了对比,预测值与测量值的相对误差控制在1.8440%左右,表明所建立的赋值算法能够较好地预测在一定时间内的天然气热值。 展开更多

关键词 计量学 天然气 能量计量 赋值算法 溯源

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液化天然气项目安全距离探讨 被引量：4

6

作者 杨晓明 刘顺剑 +1 位作者 杨颜璐 廖勇 《天然气与石油》 2018年第3期42-47,共6页

安全距离计算是液化天然气项目建设的一个重要环节,需充分考虑周边公共社会安全以及自然生态环境安全。分析了国内外液化天然气装置中因安全距离不足引发的典型事故案例,对比了国内相关安全距离的法规、标准和要求,并对国内现有的安全... 安全距离计算是液化天然气项目建设的一个重要环节,需充分考虑周边公共社会安全以及自然生态环境安全。分析了国内外液化天然气装置中因安全距离不足引发的典型事故案例,对比了国内相关安全距离的法规、标准和要求,并对国内现有的安全距离确定方法进行了总结。根据我国液化天然气安全距离标准的现状,提出应严格执行以事故后果为主要依据,以数学模型为分析手段的方法,对蒸气云扩散、火灾、爆炸等工况进行研究。从量化风险的角度,判定所采取安全措施对降低风险的有效性,并在此基础上提出设置安全距离的建议。经分析认为,应选择对整体系统影响较大的单元和以事故后果为依据的定量分析办法进行安全距离的确定。该研究结果可为进一步完善LNG建设项目安全距离风险评估提供技术服务与支持。 展开更多

关键词 液化天然气 安全距离 定量风险评价

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天然气长输管理项目建设中的质量管理 被引量：2

7

作者 卢志宇 郭立晓 《石化技术》 CAS 2018年第1期249-250,共2页

天然气长输管道是国家重要的能源输气管道,将许多工业用户和住宅用户联合起来,如果停止输气就会给国家带来很大的经济损失,影响社会稳定。因此,管道建设得到了政府、商业界和全社会的支持,对经济、社会、政治等问题都起到了十分重要的... 天然气长输管道是国家重要的能源输气管道,将许多工业用户和住宅用户联合起来,如果停止输气就会给国家带来很大的经济损失,影响社会稳定。因此,管道建设得到了政府、商业界和全社会的支持,对经济、社会、政治等问题都起到了十分重要的作用。本文针对天然气长输管理建设中的质量管理问题分析了输气管道工程施工质量管理等主要问题。 展开更多

关键词 天然气 长输管道 质量管理

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基于LSTM-BPNN混合模型的天然气负荷预测研究 被引量：3

8

作者 周凯 吕海舟 +1 位作者 马鹏岳 吴昀 《城市燃气》 2022年第7期6-11,共6页

准确的天然气负荷预测对燃气公司的生产运营、调度规划和安全供气至关重要.传统的天然气预测模型往往无法充分利用输入特征之间的时序相关性,这限制了它们的预测精度.因此本文提出了一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)和反向传播神经网络... 准确的天然气负荷预测对燃气公司的生产运营、调度规划和安全供气至关重要.传统的天然气预测模型往往无法充分利用输入特征之间的时序相关性,这限制了它们的预测精度.因此本文提出了一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)和反向传播神经网络(BPNN)的混合模型用于天然气负荷预测,其中LSTM用于对输入特征进行重编码,BPNN用于学习重编码特征和用气量之间的映射函数.该方法充分利用了 LSTM的时序特征提取能力和BPNN的拟合能力,旨在对用气量进行更准确的预测.本文采用浙江某天然气门站1年用气数据对该方法的性能进行了验证.结果表明,与极端梯度提升树、BPNN和LSTM相比,该方法具有更高的预测精度. 展开更多

关键词 天然气负荷预测 长短期记忆神经网络 反向传播神经网络 混合模型

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一种基于聚类算法的天然气负荷预测不确定性估计方法

9

作者 吴昀 王云龙 +2 位作者 王舰 董志 徐能 《石化技术》 CAS 2023年第8期43-46,21,共5页

对天然气负荷预测的不确定性进行准确估计是预测模型使用可靠性的关键。建立了一种基于聚类算法的天然气负荷预测不确定性估计方法。此方法首先使用敏感性分析计算模型输入的敏感性指数,在根据敏感性指数对模型的输入进行加权后,采用聚... 对天然气负荷预测的不确定性进行准确估计是预测模型使用可靠性的关键。建立了一种基于聚类算法的天然气负荷预测不确定性估计方法。此方法首先使用敏感性分析计算模型输入的敏感性指数,在根据敏感性指数对模型的输入进行加权后,采用聚类算法得到历史数据的若干聚类簇。然后利用各个聚类簇中的残差项计算预测区间。在浙江省某天然气门站数据集上对此方法的效果进行验证。结果显示,对比传统残差聚类的方法,此方法具有更高的预测区间估计准确度,预测区间平均覆盖误差是0.46%。此方法能够量化天然气负荷预测模型的不确定性,可为天然气系统优化运行和调度控制提供更加可靠的负荷预测方法。 展开更多

关键词 天然气负荷预测 聚类 区间估计 深度学习 模型解释

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天然气场站一体化建设若干问题探讨

10

作者 孙文栋 《上海煤气》 2023年第6期7-10,共4页

天然气上下游一体化调压站建设是指将天然气管道输送的上游分输站和下游城镇燃气门站组合在一个站场内的建设。调压方案可由传统的三级调压优化为两级调压,每级调压方案均由调压阀和安全保护装置组成。这种一体化站场总平布置从规范要... 天然气上下游一体化调压站建设是指将天然气管道输送的上游分输站和下游城镇燃气门站组合在一个站场内的建设。调压方案可由传统的三级调压优化为两级调压,每级调压方案均由调压阀和安全保护装置组成。这种一体化站场总平布置从规范要求的安全间距角度分析论证其安全性,希望能对后续类似项目提供帮助。 展开更多

关键词 天然气场站 一体化 调压方案 安全间距

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天然气上下游站场合建模式及安全性分析

11

作者 王海清 孙文栋 余苏兴 《城市燃气》 2022年第11期20-23,共4页

天然气上下游合建站或一体化调压站建设是指将天然气管道输送的上游分输站和下游城市门站组合在一个站场内建设,根据不同的建站条件可以有不同的合建模式,本文分析了合建模式的分类以及不同合建模式的特点,并从规范要求的安全间距角度... 天然气上下游合建站或一体化调压站建设是指将天然气管道输送的上游分输站和下游城市门站组合在一个站场内建设,根据不同的建站条件可以有不同的合建模式,本文分析了合建模式的分类以及不同合建模式的特点,并从规范要求的安全间距角度分析论证其安全性,希望对后续类似项目提供帮助。 展开更多

关键词 天然气站场 合建模式 一体化 安全间距

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基于ECT技术的低温流体相分布反演成像试验研究

12

作者 周凯 王军 +3 位作者 吕海舟 夏涛 李想 张小斌 《能源工程》 2024年第1期68-72,共5页

本文研制了八电极ECT成像系统并开展了液氮-氮蒸气的反演成像试验,获得了与实际图像基本一致的反演图像,其中实际图像与反演的液相体积分数差≤7%,结果验证了ECT经典算法及传感器用于液氮-氮蒸汽反演成像的可行性。同时对试验过程中发... 本文研制了八电极ECT成像系统并开展了液氮-氮蒸气的反演成像试验,获得了与实际图像基本一致的反演图像,其中实际图像与反演的液相体积分数差≤7%,结果验证了ECT经典算法及传感器用于液氮-氮蒸汽反演成像的可行性。同时对试验过程中发现的传感器极片产生褶皱和电容测量噪声强度两个影响成像质量的因素进行数值试验分析,指出了改进反演结果的方向。 展开更多

关键词 电容层析成像 低温流体 液氮 反演 试验

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电容层析成像技术应用于低温流体反演成像的研究现状

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作者 吕海舟 金鑫 +3 位作者 吴昀 叶蕴琦 李想 郁洋 《能源工程》 2024年第2期67-76,共10页

高精度实时测量不同重力阶段贮箱内低温推进剂剩余量、空间分布以及低温两相流状态,已成为太空探索和安全储运的关键技术之一。电容层析成像(ECT)技术能非接触、实时和准确地反演重建贮箱内液体相分布图像。但相比于室温流体,低温流体... 高精度实时测量不同重力阶段贮箱内低温推进剂剩余量、空间分布以及低温两相流状态,已成为太空探索和安全储运的关键技术之一。电容层析成像(ECT)技术能非接触、实时和准确地反演重建贮箱内液体相分布图像。但相比于室温流体,低温流体液气介电常数比要小1个数量级以上,介电常数对压力和温度更敏感,ECT反问题方程病态性极强,电容测量噪声大且分辨率要求更高,传统基于灵敏场的反演算法难以达到实时和准确的反演要求。因此基于ECT的低温流体反演成像相比于室温流体如水-空气或油-空气,技术挑战更大。本文总结了国内外应用于低温流体ECT反演成像的算法以及系统的研究进展,有助于相关研究者全面了解研究现状和发展方向。 展开更多

关键词 电容层析成像 低温流体 反演成像 研究进展

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渣油加氢催化剂孔径对沥青质扩散行为的影响 被引量：3

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作者 孙昱东 杨晓明 +1 位作者 韩忠祥 陈洁 《炼油技术与工程》 CAS 2018年第10期41-44,54,共5页

以塔河常压渣油的正庚烷沥青质为原料,采用5种工业Al_2O_3基渣油加氢处理催化剂研究了沥青质在不同孔径的渣油加氢催化剂中的扩散行为。上述催化剂(分别标注为A,B,C,D,E)的内部特征不同,外部均为横截面直径约0. 9 mm的四叶草形,轴向长度... 以塔河常压渣油的正庚烷沥青质为原料,采用5种工业Al_2O_3基渣油加氢处理催化剂研究了沥青质在不同孔径的渣油加氢催化剂中的扩散行为。上述催化剂(分别标注为A,B,C,D,E)的内部特征不同,外部均为横截面直径约0. 9 mm的四叶草形,轴向长度约10 mm。结果表明,孔径对沥青质聚集体的扩散过程具有重要影响。大孔径条件下,沥青质在催化剂中的扩散近似于自由扩散;随催化剂孔径减小,沥青质的扩散系数逐渐减小,由自由扩散过渡为受阻扩散;当催化剂孔径与沥青质聚集体尺寸相近时,沥青质在催化剂中的扩散变得非常困难。有效扩散系数随催化剂孔径的变化非常明显,渣油加氢过程必须选择合适孔径的催化剂,以避免因受阻扩散带来的过度结焦和失活问题。 展开更多

关键词 渣油加氢 催化剂孔径 沥青质 有效扩散系数

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直流杂散电流对埋地管道腐蚀规律及干扰影响的研究进展 被引量：7

15

作者 王军 吴昀 +3 位作者 张响 杜艳霞 朱敏 李自力 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第4期169-177,182,共10页

直流杂散电流对埋地金属管道产生很大干扰。从直流杂散电流类型(稳态直流和动态直流)以及干扰电流大小的角度分析了直流杂散电流对金属材料的腐蚀规律,包括电化学行为和腐蚀影响。从金属腐蚀和阴极保护干扰2个方面调研了直流杂散电流对... 直流杂散电流对埋地金属管道产生很大干扰。从直流杂散电流类型(稳态直流和动态直流)以及干扰电流大小的角度分析了直流杂散电流对金属材料的腐蚀规律,包括电化学行为和腐蚀影响。从金属腐蚀和阴极保护干扰2个方面调研了直流杂散电流对埋地管道的干扰影响,并按照干扰源的类型(高压直流接地极、阴极保护阳极地床和地铁)进行了归纳。最后,对直流干扰下埋地管道腐蚀规律研究存在的不足进行了探讨,对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 直流杂散电流 埋地管道 腐蚀规律 电化学行为 干扰

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长输管道伴行光缆隐患及维护对策研究 被引量：3

16

作者 吴昀 《石化技术》 CAS 2019年第7期272-272,267,共2页

长输管道伴行光缆中断频率和次数可以从一个侧面反映线路安全的整体受控水平;另外,保护光缆就是保障通信安全,从这两个角度讲,管道运维单位应当重视伴行光缆的维护工作。结合浙江省天然气管道光缆维护的若干经验教训,分析近年来光缆中... 长输管道伴行光缆中断频率和次数可以从一个侧面反映线路安全的整体受控水平;另外,保护光缆就是保障通信安全,从这两个角度讲,管道运维单位应当重视伴行光缆的维护工作。结合浙江省天然气管道光缆维护的若干经验教训,分析近年来光缆中断的主要原因,重点对光缆维护提出相应的管理和技术措施建议。 展开更多

关键词 伴行光缆 维护对策 长输管道

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低低温电除尘器运行优化策略研究及应用 被引量：3

17

作者 黄斐鹏 秦刚华 +3 位作者 杨敬东 王洁 李清毅 寿春晖 《能源工程》 2022年第1期52-56,共5页

为解决现有低低温电除尘技术煤种适应性弱、低温腐蚀风险高的问题,研究了一种利用燃煤机组低低温电除尘器低温腐蚀因子来判断除尘设备发生低温腐蚀概率的方法,结合对烟气酸露点和亚微米颗粒物控制的研究,提出了基于最佳运行烟温范围的... 为解决现有低低温电除尘技术煤种适应性弱、低温腐蚀风险高的问题,研究了一种利用燃煤机组低低温电除尘器低温腐蚀因子来判断除尘设备发生低温腐蚀概率的方法,结合对烟气酸露点和亚微米颗粒物控制的研究,提出了基于最佳运行烟温范围的低低温电除尘器运行优化控制策略,提升了低低温电除尘器对全粒径颗粒物的脱除效果。将该策略应用在浙能嘉兴电厂7号机组上,与机组完成超低排放改造后相比,低低温电除尘器对PM1、PM2.5、PM10等不同粒径颗粒物的脱除率均得到不同程度提高,电除尘器出口逃逸烟尘浓度降低50%以上。 展开更多

关键词 低低温电除尘 煤种 腐蚀风险因子 酸露点 亚微米颗粒物

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高压输电线路对输气管道干扰与防护研究 被引量：1

18

作者 杨敬东 顾强 +2 位作者 许好好 王军 李杰 《能源工程》 2021年第5期79-84,共6页

为了研究高压交流输电线路对埋地输气管道的干扰影响,以某联络线管道为研究对象,利用专业交流干扰仿真软件Elsyca IRIS建立基于真实参数的管道系统和输电系统模型,计算不同输电状态下管道的交流感应电压和交流电流密度,评估存在的交流... 为了研究高压交流输电线路对埋地输气管道的干扰影响,以某联络线管道为研究对象,利用专业交流干扰仿真软件Elsyca IRIS建立基于真实参数的管道系统和输电系统模型,计算不同输电状态下管道的交流感应电压和交流电流密度,评估存在的交流腐蚀风险。进行干扰缓解方案设计,对不同的方案进行分析和比选。结果表明:在没有添加缓解措施时,管道整体受交流干扰程度为中强级别。通过优化缓解排流点的位置、数量和接地电阻,管道交流电流密度控制在30 A/m^(2)以下,起到了缓解效果。 展开更多

关键词 高压交流输电 交流干扰 交流感应电压 缓解措施 排流

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声波诱导气泡微混合器流动特性研究

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作者 杨敬东 吕海舟 +2 位作者 刘婉莹 关键 许飞 《节能技术》 CAS 2023年第6期497-501,506,共6页

为了了解声场作用下微混合器内部流场特性,基于ANSYS模拟了单个声波周期内不同时刻的涡流结构、压力分布、速度分布,同时研究了声波驱动振幅、驱动频率和驱动波形对微混合器内部流体流速的影响。研究结果表明,声场作用下气泡微混合器内... 为了了解声场作用下微混合器内部流场特性,基于ANSYS模拟了单个声波周期内不同时刻的涡流结构、压力分布、速度分布,同时研究了声波驱动振幅、驱动频率和驱动波形对微混合器内部流体流速的影响。研究结果表明,声场作用下气泡微混合器内的流体流动主要受到气泡振荡的影响;气液之间的压差是气泡振荡的直接原因,且气体压力变化存在约0.15个周期的延滞;相同条件下采用0.7占空比的方波波形能得到更大的流体流速。 展开更多

关键词 微混合器 微流控芯片 声波 数值模拟 气泡振荡

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