电容去离子法海水淡化单元内多物理场模拟及特性分析

针对电容去离子(CDI)海水淡化单元,建立了单元内吸、脱附过程的多物理场耦合模型,通过模拟分析了吸附及两种脱附方式(电压断开和电压反接)下,操作参数(工作电压、入口流速)和几何参数(电极厚度、流道间距)对CDI单元吸附脱盐及脱附再生过程的影响规律。结果表明,吸附效率随入口流速及流道间距的增大而减小,随多孔电极厚度及极板电压的增大而增大；吸附过程中,最小出口浓度随入口速度和流道间距的增大而增大,随工作电压增加而减小,与电极厚度无关；与脱附方式为电压断开相比,脱附方式为电压反接时,脱附完成所需时间较小。     

粗糙元对微通道稀薄气体流动换热影响研究

针对壁面粗糙元对微尺度通道内稀薄气体流动和传热的影响,采用直接模拟蒙特卡洛法(DSMC)进行研究,分析了粗糙元数量、分布和高度不同时,各类型微通道内稀薄流动和传热状态及特征参数的变化情况.结果显示,当粗糙元数量增加时,微通道壁面压力和换热量分布略有波动,壁面摩阻和通道中心线上的雷诺数受流场总体速度降低的影响,变化较为明显;当粗糙元的高度增加时,微通道内流场发生了较为明显的变化,通道内平均换热量、壁面摩阻和中心线上的雷诺数均有不同程度的下降,而壁面压力和雷诺数等流动性能的波动性显著增大.由此可以说明,粗糙元对微通道内的流动换热性能产生的主要影响为压缩和阻滞效应,前者会提高局部流速的波动性,后者则会降低通道内流场的流动性,相比于增加粗糙元数量,提高粗糙元的高度所产生的影响更为明显;另外,微通道内的换热性能主要取决于流动速度,粗糙元能够增大换热面积并通过压缩效应增大局部换热量,但由于其阻滞效应的作用,通道内流速随之降低,从而导致平均换热量有所下降.     

感应荷电喷雾静电场分布规律与荷电特性

基于感应荷电理论,发现雾滴的荷电效果与充电电场有关.为了解荷电喷雾中环形电极诱导的静电场分布特性,在静电场物理模型建立的基础上,利用电磁分析软件Ansoft Maxwell对其进行了数值模拟,并通过实验验证了感应静电场分布对雾滴荷电效果的影响.结果表明:感应荷电喷雾中的静电场场强沿轴向迅速衰减,有效荷电区域在喷嘴与环形电极之间;增大荷电电压或减小电极环直径,电极处感应电场强度增强,雾滴的感应荷电效果提高;增大电极间距,电极处感应电场强度减弱,而雾滴的感应荷电效果提高.