射流微孔区别
表曝与射流优劣对比
表曝与射流曝气优劣对比1、表曝表曝与其他曝气方法的区别在于其核心设备射流曝气器，其优缺点如下：优点：（1）设备整体采用立式结构，安装方便，占地面积小，不易被溅出的污水所腐蚀。
（2）驱动机传动精度高，运转平稳，机械效率高，噪声低，设计使用寿命超过10a，长期运行故障率小；性能优良，质量可靠。
（3）倒伞型叶轮经优化设计，具有搅拌能力大、推流能力强、充氧量高、处理效果好、不挂脏等优点。
（4）溶解氧在时间、空间上形成厌氧区、缺氧区和好氧区的分区变化，实现硝化和反硝化。
缺点：（1）目前，国内外曝气机的能效比差异很大。
不管是通过世行、亚行贷款引进、我国污水厂大量应用的美国EIMCO公司的倒伞曝气机，荷兰DHV公司休柏特型的倒伞曝气机，还是国内仿制的同类产品，其主要技术指标——理论动力效率一般都未能超过2.8 kgO2/kw·h（见表1）。
表1 表曝充氧性能比较充氧传质形式优缺点项目理论动力效率（kgO2/kw h）浮动型泵叶轮表面曝气机 2.6～2.8 提升混合型动力效力较高，但负压区难以控制，易堵塞竖轴式倒伞型表面曝气机 1.8～2.4 完全混合型溶解氧表层高、中层低，底层无溶解氧横轴式转碟型表面曝气机 2.0～2.6 平流扩散混合型水体上、中、下溶解横轴式转刷型表面曝气机 1.6～2.1氧混合不均匀（2）叶轮制造工艺复杂，叶片偏多或偏少，分布位置稍有误差等都会引起运动失衡，如果负压区控制或处理不好，会明显导致充氧量急剧下降，动力消耗陡增。
表曝机叶轮工况难以判断，耗电量大，机械设备多，维修量大。
（3）表曝池内可能留有死角和进水进泥不均匀，造成池内泥水混合不均匀，处理效果变差，严重时部分沉积在池底的污泥发生厌氧分解，污泥变黑上浮。
（4）设备利用率低，动力消耗大，反应系统占地面积较大。
2、射流射流曝气与其他曝气方法的区别在于其核心设备射流曝气器，单独的射流曝气水处理单元进水浓度COD cr要求在2500mg/L以下，最佳流量在80-150t/h。
流体流动中的射流效应
流体流动中的射流效应引言流体力学是研究流体在不同条件下流动及其性质的科学和工程学科。
在流体流动中，射流效应是一种重要的现象，它涉及到流体流动的速度、方向以及流体动力学的各种特性。
本文将介绍流体流动中的射流效应，包括射流的定义、分类、数学模型以及应用领域等。
射流的定义射流是指流体以一定速度通过一个或多个小孔、缺口或开口处进行喷射或喷出的现象。
射流的速度和方向取决于射出口的形状、尺寸和流体的性质等因素。
射流现象在自然界和工程领域中广泛存在，例如火箭喷射、喷泉喷射以及水枪喷射等。
射流的分类根据射流的速度和方向，射流可以分为以下几类：1.射流速度与周围介质速度相比较小的慢射流：在慢射流中，流体的运动呈现出层流的特征，流线清晰而有序；流体分子之间的弥散作用相对较强，流体粘性的影响较为显著。
2.射流速度与周围介质速度相比较大的快射流：在快射流中，流体的运动呈现出湍流的特征，流线错综复杂；流体分子之间的扩散作用相对较强，流体粘性的影响较小。
3.射流速度与声速相当的超音速射流：在超音速射流中，流体的运动速度大于声速；射流产生激波，形成激波射流。
射流的数学模型射流可以通过一些数学模型进行描述和分析，以下是常用的射流模型：1.静态模型：静态模型是将射流视为一维流动，忽略流体的粘性和湍流特性。
这种模型适用于低速射流和具有较小影响范围的流体。
2.分层模型：分层模型是将射流视为多层流体的堆积，每一层都有自己的速度和流动特性。
这种模型适用于介质密度不连续的射流。
3.Navier-Stokes方程模型：Navier-Stokes方程是描述流体流动的基本方程，可以通过求解这些方程得到射流的速度和压力分布等信息。
这种模型适用于包括粘性和湍流特性在内的各种流动情况。
射流的应用领域射流效应在很多领域都有重要的应用价值，以下是一些常见的应用领域：1.工业喷雾技术：射流效应可以用于工业喷雾技术中，例如在燃烧过程中将燃料喷射到燃烧室中，以获得更高的燃烧效率。
210875186_液体辅助激光微孔加工研究进展
第52卷第2期表面技术2023年2月SURFACE TECHNOLOGY·183·液体辅助激光微孔加工研究进展成健，孔维畅，杨震，廖建飞，刘顿（湖北工业大学 机械学院中英超快激光研究中心，武汉 430068）摘要：随着微孔加工技术的逐渐成熟，激光微孔加工的应用越来越广泛，但依靠单一激光束进行微孔加工仍存在一些问题，尤其是在深孔加工方面，出现了以激光束为主、多能量场辅助的复合打孔技术，并逐渐成为了热点。
针对液体辅助激光微孔加工研究领域，总结了水基辅助激光打孔、水基超声振动辅助激光打孔、水基超声−磁场辅助激光打孔和电解液/水射流辅助激光打孔等方法。
在水基的基础上，加入了超声、磁场和温度场，使得辅助场变得多元化，在多层面上进行复合加工。
介绍了不同辅助加工方法的去除材料机理及加工后材料特性的变化，水起到冷却的作用，但在水层下会形成空化气泡，超声振动可以击溃气泡，磁场和温度场为材料残渣提供了能量，具体表现在热效应、材料去除速率、打孔深度、重铸层及裂纹等方面。
影响微孔质量的因素有微孔锥度、深径比、孔的圆度、重铸层厚度、热影响区、微裂纹和粗糙度等，主要对微孔锥度、深径比及其他指标进行了分析，总结了加工方法对微孔质量的影响。
关键词：辅助加工；液体辅助；激光打孔；加工材料；打孔质量中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)02-0183-13DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.02.016Research Progress of Liquid-assisted Laser Micro-hole ProcessingCHENG Jian, KONG Wei-chang, YANG Zhen, LIAO Jian-fei, LIU Dun(Center for Sino-UK Ultrafast Laser Processing Research, School of Mechanical Engineering,Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)ABSTRACT: With the rapid progress of laser processing technology, micro-hole processing with laser is becoming more and more popular. However, it is still away from qualifying real applications, especially when high aspect ratio micro-hole is required. Facing the situation, hybrid micro-hole drilling methods, i.e., laser beam-based and multi-energy field-assisted hole drilling techniques gradually emerge. With the purpose of elucidating the inspiring development in this important field, the work aims to summarize the methods of underwater laser drilling, water-based ultrasonic vibration-assisted laser drilling, water-based ultrasonic & magnetic field assisted laser drilling and electrolyte/water jet assisted laser drilling. The advantages and shortages of each method are provided and discussed as follows. Compared to laser beam drilling, underwater laser drilling means that the workpiece is immersed into water and the laser beam passes through water to drill holes. By tuning water layer thickness and laser parameters, the quality of micro-hole can be improved. On the one hand,收稿日期：2021–12–15；修订日期：2022–03–28Received：2021-12-15；Revised：2022-03-28作者简介：成健（1975—），男，博士，副教授，主要研究方向为激光与材料相互作用。
供气式低压射流曝气器与微孔曝气器性能的研究
供气式低压射流曝气器与微孔曝气器性能的探究摘要：曝气器是水处理领域中重要的设备，可将气体引入液体中，提高溶解氧浓度，增进溶解氧与水体中的废物反应，从而实现废物的降解。
本文针对供气式低压射流曝气器和微孔曝气器两种常见的曝气器进行了性能探究。
通过试验测量以及对比分析两种曝气器的优缺点，得出了各自适用的场景和相关建议。
1. 引言曝气器是水处理领域中常用的设备，通过将气体输送到液体中，提高液体中的氧气浓度，增进废物的降解。
供气式低压射流曝气器和微孔曝气器是目前常见的两种曝气器。
2. 供气式低压射流曝气器供气式低压射流曝气器通过气泡的抛射和进入液体的瞬间停止来实现曝气。
详尽工作原理如下：气体从供气装置进入射流管道，通过喷嘴加速抛射，形成高速气泡射流；射流进一步混合，气泡与液体废物进行反应；最后，曝气泵将反应后的溶解氧进行加压再次输送到水中。
供气式低压射流曝气器具有操作简便、易于维护等优点。
3. 微孔曝气器微孔曝气器是通过射流管道细微的孔洞将气体注入液体中，形成许多微小气泡。
微孔曝气器的工作原理是利用经过微孔的气体射流进入液体，形成大量的微小气泡，这些气泡在液体中有较长的停留时间，增进氧化反应的进行。
微孔曝气器具有高气化效率和较好的耐压性能。
4. 性能对比分析（1）效率对比：供气式低压射流曝气器和微孔曝气器在曝气效率方面有明显差异。
供气式低压射流曝气器通过高速气泡射流进入液体，提高溶解氧的浓度，有较高的曝气效率。
而微孔曝气器通过大量的微小气泡进入液体，气体与水的接触面积相对较大，具有更高的氧化效率。
（2）应用场景对比：供气式低压射流曝气器适用于大规模水处理工程，通过供气系统将气体输送到曝气器，具有较高的工作效率。
微孔曝气器适用于小型水处理系统，尤其适合于湖泊、河流等大气体需求量较小的场景。
（3）耐压性能对比：供气式低压射流曝气器在气体进入液体瞬间停止的过程中，气泡会受到较大的冲击力，易破裂。
而微孔曝气器因具有较小的孔洞直径，气泡的产生和去除过程均相对缓慢，具有较好的耐压性能。
射流知识点总结
射流知识点总结一、射流的定义射流是指液体或气体在一定条件下经过喷嘴或管道的流动，受到一定的压力驱动，以高速喷射而成的一种流动形态。
射流是一种经常出现在我们日常生活和工程实践中的流体现象，比如水龙头中的水流、火箭推进器中的燃气流等等。
二、射流的形成在射流形成的过程中，通常需要有一定的压力差，以驱动流体通过喷嘴或管道，形成高速的射流。
射流的形成主要有以下几种方式：1. 压力射流：当容器内的流体受到一定的压力作用时，通过喷嘴或孔洞等结构，流体会形成高速的射流。
这种射流形式常见于喷气发动机、水下喷射系统等。
2. 动量射流：当一种流体在一定条件下受到一定的动量作用时，也会形成射流。
比如在水下潜水艇的尾部会有高速射流，这是因为潜水艇在水中的运动会产生一定的动量，在尾部的流体受到这种动量作用后，形成高速的射流。
3. 燃烧射流：在一些燃烧过程中，燃烧产生的高温气体也会形成射流。
比如火箭发动机中的燃气排放就是一种燃烧射流，它的形成是由于燃烧反应产生的高温气体在一定条件下通过喷嘴而形成的高速射流。
三、射流的特性射流作为一种特殊的流动形态，具有下面几个特性：1. 高速：射流通常以很高的速度流动，这是因为在形成射流的过程中，流体受到了一定的压力差或动量作用，从而形成了高速的流动状态。
2. 谐振：在一些特定的情况下，射流会产生特定的频率，这种现象被称为谐振。
比如在一些管道中，流体通过喷嘴形成的射流可能会产生一定的频率振荡，这对于一些工程和科研应用有一定的影响。
3. 稳定性：射流通常具有一定的稳定性，即使在一定的环境条件下，射流也会保持一定的形态和流动状态。
这一特性对于一些实际应用来说是非常重要的，比如火箭喷口的射流稳定性就对推力和运动轨迹有着重要影响。
4. 受力作用：在射流形成的过程中，流体会受到一定的力学作用，比如压力力、动量力等，这对射流的形态和流动状态有着重要的影响。
四、射流的应用射流作为一种重要的流体现象，在工程和科研中具有广泛的应用。
第六章 射流、羽流及浮射流
式中，bm ——混合区的厚度； bc ——核心区的半厚度；
y b c u u 0 exp b m
2
（3）混合区内流速（浓度）分布
y b c c c0 exp b m
2
q udy 2
0
y 2 um exp dy be u m b e
令孔口出射的初始单宽流量为
， q0 2b0u0
q be u m q0 2 b0 u 0
由
2
u b 2u b
2 m e
2 0 0
2 be 2u 0 b0 2 um 2
1 2
0.154
1 2b0 u m 2.28 u 0（与 x 2 成反比） x
任意断面任意点上流速：
y 2b0 u 2.28 u 0 exp b x e
2
（2）流量沿程变化 由于射流边界上的卷吸作用，流量将沿程增大。任意断面上 单宽流量
0
y u m exp b e
2
dy
2c m u m
2 1 y exp 2 1 b dy e
2be 1
2
cm u m
§6-3 圆形淹没紊动射流
圆形喷口在实际问题中极为常见，设所考虑的情况仍然是下游环 境为无限空间同种静止液体。
求解射流问题一般有两种途径：一种是以动量守恒为基础进行积
分，另一种是求解运动微分方程式。下面介绍用求解运动微分方
第五章 射 流
据实验观测测定，结构如图可分为三部分： 据实验观测测定，结构如图可分为三部分： 一是层流底层: 其运动受流体粘性的制约； 一是层流底层 其运动受流体粘性的制约； 二是湍流贴壁层： 二是湍流贴壁层：该层的边界可认为是在射流各截 面上速度最大的地方； 面上速度最大的地方； 湍流贴壁层外即为自由湍流层： 湍流贴壁层外即为自由湍流层：特点是以射流各截 面速度最大处为分界线 该线以下为贴壁流动， 可作为） 该线以下为贴壁流动，即Ⅰ区和Ⅱ区（可作为）湍 区和Ⅱ 流边界层来考虑，自由湍流层Ⅲ 流边界层来考虑，自由湍流层Ⅲ可作为湍流自由射 流来考虑。 流来考虑。
§ 6.2 半限制射流
• 指沿固体表面的射流 • 特点：射出后一侧紧贴壁面，另一侧则不受限制，且上下 特点：射出后一侧紧贴壁面，另一侧则不受限制， 的速度分布是不对称的。其结构如图所示： 的速度分布是不对称的。其结构如图所示：
自由湍流层Ⅲ 自由湍流层Ⅲ 湍流贴壁层Ⅱ 湍流贴壁层Ⅱ
层流底层Ⅰ 层流底层Ⅰ
极点
um 内边界 转折截面
射流核心
外边界 自由射流示意图
沿射流方向可将射流分为两段： 沿射流方向可将射流分为两段：初始段和主段 • 初始段：即射流中心速度仍为初始速度的区段，长度大约 初始段：即射流中心速度仍为初始速度的区段， 是喷管直径的6倍。（即射流核心区和射流边界层） 是喷管直径的 倍。（即射流核心区和射流边界层） 即射流核心区和射流边界层 • 主段：即中心速度逐渐减小的区域（射流边界层区） 主段：即中心速度逐渐减小的区域（射流边界层区） • 转折截面：由始段向主段转变的截面。其特点是只有中心 转折截面：由始段向主段转变的截面。 一点的速度为初始速度。 一点的速度为初始速度。 • 射流核心区：保持速度为初始速度的区域 射流核心区： • 射流极点：射流外边界线逆流向延长线的交点。 射流极点：射流外边界线逆流向延长线的交点。
微孔曝气器原理
微孔曝气器的原理是挤压空气，使空气从橡胶膜片的微孔中逸出，形成微小气泡并扩散到水中。
微孔曝气器在6米深的水中的氧利用率可达到30%以上，氧利用率较高。
然而，微孔曝气器易堵塞破损，寿命较短。
当使用一定年限后，微孔曝气器会因为结垢堵塞而造成风压和能耗上升，破损后氧利用率会骤降，需要及时进行更换。
在工业废水处理中，微孔曝气器通常适用于生活废水等低浓度废水处理。
它具有服务面积大、氧利用率高、能耗低等优点。
然而，对于工业废水，尤其是含钙和重金属的废水，微孔曝气器容易堵塞，需要定期进行清洗和维护。
此外，射流曝气器是一种较早应用于工业废水处理的曝气工艺。
它的原理是循环水高速喷射，卷吸空气，并在腔体内混合后沿喷嘴方向射出。
射流曝气器具备服务面积大、不易堵塞等优势。
然而，由于需要额外配备循环水泵，因此能耗较大。
在含钙废水中，喷嘴容易结垢堵塞。
总的来说，微孔曝气器和射流曝气器都有各自的优缺点。
选择哪种曝气器取决于具体的工艺要求和废水性质。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合评估和测试，以确定最适合的曝气器类型。
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射流曝气与微孔曝气区别
污水处理过程中，好氧微生物生长需要充足的氧气，常规充氧设备有表面曝气器和水下曝气器，表面曝气器主要有表曝机和倒伞型表面曝气机，水下曝气器主要有微孔曝气器和射流曝气器。
现主要对水下曝气器的性能进行对比介绍。
1.微孔曝气器介绍
1.1微孔曝气器原理
风机（离心或罗茨）提供空气，空气经布气主管进入支管，从布气支管进入微孔曝气器，
微孔曝气增氧设备由罗茨风机（空压机、滑片泵等）、通气总管、支管、接头、软管和曝气管（盘）、支架等组成
1.2性能特点
1、气泡小且均匀，充氧能力强、氧利用率高、理论动力效率高、阻力损失小，从而大大节约能耗，提高效率。
2、单向阀和膜片独特的开孔方式避免了污水倒流和微孔堵塞，无需进行清洗维修。
3、橡胶膜片具有优异的机械性能和耐环境性能。
4、安装简单，使用方便。
5、曝气膜外缘加厚设计使用寿命长。
五、管路布置及安装注意事项
1、空气管设计应考虑压力平衡，最好连成环状网每组气管设置阀门，便于调节空气量。
空气管设计流速干管为10—15米/秒，支管为5米/秒。
2、每个曝气器服务面积0.5—0.8㎡
3、每个曝气器最佳曝气量Q=2 m3/h
4、安装高度以池底到曝气器表面250mm左右为宜。
5、管路沿建筑物或构筑物铺设时，管外壁与建筑物、构筑物间距不小于150mm；与其它管路平行铺设时，管外壁间净间距不小于200mm；与其它管交叉时，管外壁净距离不小于150mm
6、管路安装水平偏差≤3/1000；垂直偏差≤2—5/1000；坡度可取3/1000。
7、本曝气系统采用离心式或罗茨式鼓风机，一台或几台运行，一台备用；建议大型污水处理厂选用低速离心式鼓风机，中小型污水处理厂可选用罗茨式鼓风机。
鼓风前不需要单独设置任何空气过滤装置，鼓风机自身配置的过滤器即可满足曝气器的使用要求。
射流曝气的基本原理、作用和特点
射流器采用文丘里喷嘴, 工作水泵出水通过射流器的喷嘴,随着喷嘴直径变小,液体以极高的速度从喷嘴喷射出来,高速流动的液体穿过吸气室进入喉管,在喉管形成局部真空,通过导气管吸入(或压入)的大量空气进入喉管后, 在喷水压力的作用下被分割成大量微小的气泡, 与水形成混合体。
气液混合体通过扩散管向外排出, 其速度减慢, 压力增强,形成强力喷射流,对废水搅拌充氧。
气泡经多次切割,喷射扰动后, 变成无数的细小气泡, 其表面积很大,使空气中的氧更易快速溶解于水中。
由于气泡直径小,上升速度缓慢,从而延长了大气中氧气溶解于水的时间,促使废水和氧气充分混合接触。
废水生物处理中射流曝气的独特作用
射流曝气技术的主要性能特点
射流曝气法与其它曝气方法的区别在于其核心设备射流曝气器。
射流曝气法的优点:
(1)射流曝气器混合搅拌作用强,具有较高的的充氧能力、氧利用率和氧动力转移效率。
(2)构造简单、工作可靠、运转灵活、便于调节、不易堵塞、易维修管理。
(3) 在射流曝气器喉管内,由于射流的紊动及能量交换作用,形成了剧烈的混掺现象, 不仅在瞬间( 10- 2s)完成氧从气相向液相中的转移,而且射流曝气的工作水流是进水和回流污泥的混合液或曝气池混合液,因此在混合液内迅速地进行着泥(微生物) - 水(有机物) - 气(溶解氧)三者间的传质与生化反应,这是一个在特定条件下发生的快速生物反应与三相间传质的综合过程。
(4)提高了污泥的活性,基质降解常数较其它活性污泥法高。
(5)土建投资省,占地面积小。
(6)其它
可适用于较大池深，装机容量略高于鼓风曝气（约10-20%），当水量较大时，曝气泵数量较多（与风机比较）。
射流器内流态可分为4个阶段：
1.液体连续运动阶段(I) 由水泵打出的加压水进入射流器渐缩喷出，该液体射流是密实的柱状，经历段为渐缩管及喉管前段。
2.液体与气体相对运动段(II) 由于射流边界层与气体之间的粘滞作用，高速水流形成的这一动能在射流器的喉部产生负压，气体被带入喉管，液气二者作相对运动，且均为连续介质。
经历段为喉管中后段。
3.液滴运动段(III) 由于液体质点的紊动扩散作用，液体被剪切分散成液滴，液滴通过与气体分子中击碰撞将能量传给气体，这样气体被加速和压缩。
这一段中，液体为不连续介质而气体为连续介质。
经历段为喉管后段。
4.溶气水运动段(IV) 再经过射流器的扩散段时由速头转变成压头，微细气泡进一步被压缩，增大了空气在水中的溶解度，形成溶气水，而液滴重新聚合为液相连续介质。
最后溶气水从射流器扩散口喷出，在水池中产生强烈的涡流搅拌作用，大量的氧气随细微气泡溶解至水中，从而完成了氧的全部转移过程。
从这一过程可以看到，在第III、IV两段中，气液接触的界面面积相当大，强化了两相之间的传质。
因此，射流器是一种高传质效率的充氧设备。
当不需要曝气增氧时，仅由水泵供给高压水，由喷嘴喷出，即可完成对液体搅拌的作用。