偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

驻极体磁纤维捕集荷电Fe基细颗粒数值模拟

为了进一步实现超低排放,针对钢铁冶金以及铸造行业生产过程中产生的Fe基细颗粒,提出驻极体磁纤维提高对微细颗粒捕集的方法.本文基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）分别研究了纤维荷电量、颗粒预荷电电场强度、纤维磁感应强度以及颗粒磁化率对驻极体磁纤维捕集性能的影响.结果表明：在驻极体磁纤维周围颗粒所受到的磁场力相对于库仑力受距离影响更加明显,磁场力只在纤维附近极短距离内作用明显.捕集效率与纤维荷电量以及预荷电电场强度呈线性关系,对于0.5 μm颗粒,捕集效率随纤维荷电量以及预荷电电场强度的增长速率低于2.5 μm的颗粒.当颗粒粒径为0.5~1.0 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率对于捕集效率的提高作用较小.当颗粒粒径为1.5~2.5 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率能够明显提高纤维的捕集效率.     

条形磁铁几何构形对层流中磁性颗粒分离行为影响的数值研究

增强磁场对流体中磁性颗粒或团聚物的分离回收作用是开梯度磁分离技术中的关键问题。通过建立数值模型,研究条形磁体4种排列方式（轴向交替、轴向并发、横向交替和横向并发）及不同磁端间距对颗粒捕获率的影响,并结合颗粒运动轨迹和磁场力分布情况对颗粒捕获结果进行分析,同时研究了磁体长宽比、颗粒磁化率、流体流速、磁体磁化强度对颗粒捕获率的影响。结果表明:对于条形磁体,当磁端间距足够远时,轴向布置优于横向布置;在小磁端间距下,轴向交替排列方式最优;对于横向交替排列,在同等磁通量和截面面积的矩形磁体下,长宽比为1:1的方形磁体对颗粒的捕获作用最优。该成果可为多磁体组合的磁分离器设计提供理论参考。     

126kV双断口快速真空断路器仿真研究

快速真空断路器因其动作速度快、可靠性高、动作分散性小等特点，目前多应用于中低压配用电系统。以一种限制变压器励磁涌流的126 kV双断口罐式结构的快速真空断路器为例，采用有限元仿真研究了其电场、磁场、温度场分布。仿真结果表明，采用罐式双断口结构的快速真空断路器的绝缘性能、磁场分布及通流性能均满足设计要求。     

磁场中旋转火焰稳定性分析

通过对旋转火焰受到磁场作用情况下微分方程的分析 ,确定旋转火焰在磁场中的稳定性条件 ,使人们更进一步地了解旋转火焰发展的规律性 ,从而在实际的火灾发生过程中有意识地对小的旋转火焰的某些特性加以控制 ,以避免火灾过程中火旋风的发生。这在实际火灾发生时 ,对于减少火灾带来的损失具有特别重要的意义 ;同时 ,这也会为人们研究地球磁场对实际火灾中形成火旋风的影响程度提供一定程度的参考作用     

磁场对厌氧除Cr(Ⅵ)工艺产气组成的影响及其机理分析

研究了磁场对优势菌去除Cr(Ⅵ)生物系统出水pH与ρ(COD_(Cr))以及产气中ρ(H_2S),ρ(NH_3),ρ(H_2),ρ(CH_4),ρ(CO_2)和ρ(VOCs)的影响. 结果表明:磁场系统(系统B)出水pH均比无磁系统(系统A)略低;系统B对COD_(Cr)的消耗效率明显高于系统A;磁场的引入能抑制H_2S和NH_3的产生. 在初始ρ[Cr(Ⅵ)]从30 mg/L增至60 mg/L时,系统A和B产气组分中的ρ(H_2S)和ρ(NH_3)均有所增大,增幅分别为28.67%～32.87%和62.65%～70.89%;初始ρ[Cr(Ⅵ)]为30 mg/L时,系统B产气中的ρ(CH_4)为系统A的3.1倍,其ρ(CO_2)比系统A高33.33%,ρ(VOCs)比系统A低14.75%;初始ρ[Cr(Ⅵ)]增至60 mg/L时,两系统产气中的ρ(CH_4)相等,ρ(CO_2)均有所下降,ρ(VOCs)均明显升高. 两系统产气中均未检出H_2. 从生理生化过程角度分析了磁场影响厌氧产气过程的机理.     

扫频脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的灭活研究

研究了扫频脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的影响,并对灭活关键因素进行了分析。实验结果表明,脉冲磁场对电厂循环冷却水中的异养菌有灭活作用。灭活率对频率和输出电压具有选择性,并且随着作用时间和温度的升高而升高。在扫频范围100～1 000Hz、输出电压3 V、单次作用时间为15 s,温度45℃时,异养菌灭活率可达78.8...     

直接磁场对特定厌氧污泥活性影响的研究

在优势菌生物除铬系统中悬挂表面磁场分别为0～6 mT和0～20 mT的磁片,分别控制磁片之间的磁场强度介于0～4.5 mT和0～14 mT,以未加磁场的对照系统作为参照,考察试验污泥活性的变化.试验结果表明,反应器中磁场强度为0～4.5 mT时,对厌氧活性污泥活性的促进效果较好,最大产甲烷速率(Umax.CH4)达64.3 mL CH4/g VSS·d,比非磁场系统提高20.6%,消耗单位COD产甲烷量为0.140 mL CH4/mg COD,比系统非磁场系统提高70.7%.同时发现了磁场的引入,提高了试验污泥利用COD物质生成甲烷的效率,对于低有机负荷重金属废水的生物净化尤其意义重大.     

磁场对固定化紫色非硫光合细菌脱氢酶影响的研究

研究磁场作用对固定化紫色非硫光合细菌（ＰＳＢ）脱氢酶活力的影响，选出可产生最佳磁生物效应的磁场值，并证明磁场作用一定累积效应，实验结果表明在最佳磁场作用下，最适温度为３０－４０℃，最适ｐＨ值为８，脱氢酶活力可提高３０％左右，有良好热稳定性和ｐＨ稳定性。在４℃冰箱保存４５至２１０ｄ，磁场对脱氢酶活力影响基本稳定，可保持提高２０％。磁场对菌液中加某些金属离子（Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋、Ｚｎ＾２＋）ｂｎ     

平行磁场下电极材料对DBD降解亚甲基蓝的影响

采用介质阻挡放电等离子体技术,以镍,铁,钼,不锈钢4种材料作为电极,分别在有平行磁场和无平行磁场的条件下,考察了不同电极材料对亚甲基蓝降解率和能量利用率的影响.实验中发现电极材料的不同会影响亚甲基蓝的降解效果,其中镍电极在处理8min后亚甲基蓝降解率可达99%,降解效果最好,电极材料还会影响平行磁场对亚甲基蓝降解的促进效果,铁和镍电极的能量利用率相比无磁场时提高了约20%,而钼和不锈钢只有5%~10%.通过研究介质阻挡放电等离子体的产生机理和二次电子发射原理,发现这些差异是由电极材料的二次电子发射系数和磁导率的不同导致的,4种材料中铁的二次电子发射系数最大,电子雪崩过程中产生的高能电子更多,因此降解效果最好,铁和镍的磁导率最大,放电空间内的磁感应强度更高,因此平行磁场对亚甲基蓝降解率和能量利用率的提升更大.