近壁湍流

样品支持器所处介质空间[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]密度随温度的升高而降低﹐因而浮力减小﹐表现为表观增重。对试样容器来说﹐朝上流动的空气引起表观失重﹐而空气湍流引起增重﹐这与坩埚尺寸和形状有关﹐可借助与试样容器上方的出气孔加以调整﹐但使TG曲线在整个温度范围没有表观质量变化是比较困难的。

制药用水贮存与分配系统的设计 一、 配管的坡度 配管设计中应为管道的敷设考虑适当的坡度，以利于管道的排水。即管道在安装时必须考虑使所有管内的水都能排净。这个要求应作为设计参数确定在系统中。制药用水系统管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。这个要求对纯化水和注射用水系统管道均适用。配管系统中如有积水，还必须设置积水排泄点和阀门。但应注意，排水点数量必须尽量少。 二、配水管道参数的计算 制药工艺过程用水的量是根据工艺过程、产品的性质、制药设备的性能和药厂所处地区的水资源情况等多种条件确定的。通过分析对每一个用水点注射用水的使用情况来确定。 通常，工艺用水量的计算按照两种主要的用水情况进行。一种是根据单位时间工艺生产流程中某种耗水量最大的设备为基础考虑，即考虑工艺生产中最大（或峰值）用水量及最大（或峰值）用水时间；另一种是按照消耗在单位产品上的平均用水量（这个水量包括辅助用水）来计算。无论采用哪一种算法，应尽量考虑生产工艺用水的需求，应在药品制造的整个生产周期内比较均匀，并具有规律性；同时应尽量考虑为适应生产发展，水系统未来可能的规模扩展。。。 为满足工艺过程的各种需要，制药工艺过程的设计用水量是根据具体的药品品种在生产工艺过程中的直接用水量和辅助过程间接用水量之和决定的。即在考虑生产的具体品种和生产安排诸方面因素后，根据上述工艺分配输送管道的设计形式和要求原则来具体确定。而其计算用水量则由一天中生产过程的高峰用量与平均用量综合确定。不同药品生产过程，其用水量的情况相差很悬殊。 2.1生产工艺用水点情况和用水量标准 工艺用水系统中的用水量与采用的工艺用水设备的完善程度、药品生产的工艺方法、生产地水资源的情况等因素有关。通常，工艺用水的变化比较大。一般来说，工艺用水点越多，用水工艺设备越完善，每天中用水的不均匀性就越小。 制药用水的情况因各个工艺用水点的使用条件不同，差异很大。如前所述，工艺用水系统分单个与多个用水点、仅为高温用水点或仅为低温用水点、既有高温用水点又有低温用水点、不同水温的用水点中，既有同时使用各种水温的情况，又有分时使用不同水温的情况，等等。因此，用水点的用水情况很难简单地确定。必须在设计计算以前确定制药用水系统的贮存、分配输送方式，以确定出在此基础上的最大瞬时用水量。然后，再根据工艺过程中的最大瞬时用水量进行计算。 工艺过程中最大用水量的标准，根据药品生产的全年产量，按照具体每一天分时用水量的统计情况来确定，确定用水量的过程中应考虑所设置的工艺用水贮罐的调节能力。 2.2系统设计流量的确定 设计工艺用水管道，需要通过水力计算确定管道的直径和水的阻力损失。其主要的设计依据就是工艺管道所通过的设计秒流量数值。设计秒流量值的确定需要考虑工艺用水量的实际情况、用水量的变化以及影响的因素等。 通常，按照全部用水点同时使用确定流量。按照生产线内用水设备的完善程度，设计的秒流量为： q=Σn q max c 式中q——工艺因素的设计秒流量，m3/s； n——用水点与用水设备的数据； q max——用水点的最大出水量，m3/h； c——用水点同时使用系数，通常可选取0.5-0.8。 2.3管道内部的设计流速 制药用水是流体的一种类型，它具有流体的普遍特性。流体在管道中流动时，每单位时间内流经任一截面的体积称为体积流量。而管道内部流体的速度是指流体每单位时间内所流经的距离。制药用水管道内部的输送速度与系统中水的流体动力特性有密切的关系。因此，针对制药用水的特殊性，利用水的流体动力特性，恰当地选取分配输送管道内水流速度，对于工艺用水系统的设计至关重要。 制药用水系统管道内的水力计算与普通给水管道内水力计算的主要区别在于：制药用水系统的水力计算应仔细地考虑微生物控制对水系统中的流体动力特性的特殊要求。具体就是在制药用水系统中越来越多地采用各种消毒、灭菌设施；并且将传统的单向直流给水系统改变为串联循环方式。 这些区别给制药用水系统流体动力条件的设计与安装带来了一系列意义深刻的变化：例如，为控制管道系统内微生物的滋留，减少微生物膜生长的可能性等。 为此，美国药典对制药用水系统中的水流状态提出了明确的要求，希望工艺用水处于“湍流状态”下流动。这就需要通过对流体动力学特性的了解，来理解美国药典要求使用“湍流状态”概念的特殊意义。 通常，流体的速度在管道内部横断面的各个具体点上是不一样的。流体在管道内部中心处，流速最大；愈靠近管道的管壁，流速愈小；而在紧靠管壁处，由于流体质点附着于管道的内壁上，其流速等于零。工业上流体管道内部的流动速度，可供参考的有以下的经验数值： （1）普通液体在管道内部流动时大都选用小于3 m/s的流速，对于粘性液体选用0.5~1.0 m/s，在一般情况可选取的流速为1.5~3 m/s； （2）低压工业气体的流速一般为8~15m/s，较高压力的工业气体则为15~25 m/s，饱和蒸汽的流速可选择20~30 m/s，而过热蒸汽的流速可选择为30~50 m/s。 流体运动的类型可从雷诺实验中观察到。雷诺根据以不同流体和不同管径获得的实验结果，证明了支配流体流动形式的因素，除流体的流速q外，尚有流体流过导管直径d、流体的密度ρ和流体的黏度ц。流体流动的类型由dqρ/ц所决定。此数值称为雷诺准数，以Re表示。根据雷诺实验，可将流体在管道内的流动状态分为平行流（滞流）和湍流两种情况。 应注意，雷诺准数为一个纯粹数值，没有单位，因而是无因次数。在计算之中，只要采用的单位一致，对于任何单位都可得到同样的数值。例如在米千克—秒制中雷诺准数的单位为： dqρ/ц=（m）（m/s）（kgs2/ m4）/( kgs / m2) =(m)0(kg)0(s0) 式中所有单位全可消去，所剩下的为决定流体流动类型的数值。而采用尺-磅-秒英制时也能得到同样的结果。雷诺实验表明，当Re数值小于2300时，流体为滞流状态流动。Re数值若大于2300，流体流动的状态则开始转变为湍流。但应注意，由于物质的惯性存在，从滞流状转变为湍流状态并不是突然的，而是会经过一个过渡阶段，通常将这个过渡阶段称之为过渡流，其Re数值由2300到4000左右，有时可延到10000以上。因而只有当Re等于或大于10000时，才能得到稳定的湍流。 由滞流变为湍流的状况称为临界状况，一般都以2300为Re的临界值。须注意，这个临界值系与许多条件有关，特别是流体的进入情况，管壁的粗糙度等。 由此可见，在制药用水系统中，如果只讲管道内部水的流动，尚不足以强调构成控制微生物污染的必要条件，只有当水流过程的雷诺数Re达到10000，真正形成了稳定的湍流时，才能够有效地造成不利于微生物生长的水流环境条件。由于微生物的分子量要比水分子量大得多，即使管壁处的流速为零，如果已经形成了稳定的湍流，水中的微生物便处在无法滞留的环境条件中。相反，如果在制药用水系统的设计和安装过程中，没有对水系统的设计及建造细节加以特别的关注，就会造成流速过低、管壁粗糙、管路上存在死水管段的结果，或者选用了结构不利于控制微生物的阀门等等，微生物就完全有可能依赖于由此造成的客观条件，在工艺用水系统管道的内壁上积累生成微生物膜，从而对制药用水系统造成微生物污染。

柴油发电机机组噪声往往成为周围环境噪声的主要污染源。当前社会对环保要求越来越高，如何有效地控制其噪声污染是一项有难度，同时又具有很大推广价值的工作，这也是我们环保的主要工作，应得到更多的重视。为了做好这项工作，首先要对柴油发电机组噪声的构成进行了解和分析。 一、柴油发电机机组噪声原因分析：　　柴油机噪声是一个由多种声源构成的复杂声源，按照噪声辐射方式，柴油机噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。按照产生的机理，柴油机表面辐射噪声又可以分为燃烧噪声和机械噪声。其中空气动力噪声为主要噪声源。　（一）、 空气动力噪声：　　空气动力噪声是由于气体的非稳定过程，即由气体的扰动以及气体与物体的相互作用而产生的。直接向大气辐射的空气动力噪声包括：进气噪声、排气噪声、冷却风扇噪声。　　1、进气噪声：　　进气噪声是柴油机的主要空气动力噪声之一，它是由进气门的周期性开启与闭合而产生的压力起伏变化而形成的。当进气门开启时，在进气管中产生一个压力脉冲，而随着活塞的继续运动，它受到阻尼；当进气门关闭时，同样产生一个有一定持续时间的压力脉冲。于是产生了周期性的进气噪声。其噪声频率成分主要集中在200 Hz以下的低频范围。与此同时，当气流以高速流经进气门流通截面时，产生湍流脱体，导致高频噪声的产生，由于进气门通流截面是不断变化的，因此湍流噪声具有一定的频率范围，主要集中在1 000 Hz以上的高频范围。进气管空气柱的固有频率与周期性进气噪声的主要频率相一致时，空气柱的共振噪声在进气噪声中也会较为突出。　　对于采用涡轮增压的发动机，由于涡轮增压器的转速一般较高，因此其进气噪声明显高于非涡轮增压的发动机。涡轮增压器的噪声是由于叶片周期性地切割空气产生的旋转噪声和高速气流形成的湍流噪声而形成的，是一种连续性的高频噪声，主要分布在500~10 000 Hz的频率范围。目前我公司大部分采用涡轮增压的发动机。　　进气噪声与发动机的进气方式、进气门结构、缸径、凸轮型线等设计因素有关。对于同一台发动机来说，受转速的影响最大，转速提高一倍可导致进气噪声增加10~l5dB（A）。 2、排气噪声：　　排气噪声是发动机噪声中最主要的声源，其噪声一般要比发动机整机噪声高出10~15dB（A）。发动机排气属高温（800~l000℃）、高压（3~4个大气压）气体。排气过程一般分为两个阶段，即自由排气阶段和强制排气阶段。发动机废气从排气门高速冲出，沿着排气歧管进入消声器，最后从尾管排入大气，在这一过程中产生了宽频带的排气噪声。　　排气噪声包含了复杂的噪声成分：以单位时间内排气次数为基频的排气噪声、管道内气柱共振噪声、排气歧管处的气流吹气噪声、废气喷注和冲击噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声、卡门涡流噪声及排气系统内部的湍流噪声等。　　影响发动机排气噪声的主要因素有：汽缸压力、排气门直径、发动机排量及排气门开启特性等。对同一台发动机来说，发动机转速和负荷是影响其排气噪声的最主要因素。　　3、冷却风扇噪声：　　风扇噪声由旋转噪声和湍流噪声构成。旋转噪声是由于风扇的叶片周期性地切割空气，引起空气的压力脉动产生的，以叶片通过频率为基频，并伴有高次谐波。湍流噪声是由于风扇运动导致的周围空气发生湍流脱体，使空气发生扰动，形成气体的压缩与稀疏过程而形成的，是一个宽频带噪声。　　冷却风扇噪声受转速的影响最大，转速提高一倍可导致其声级增加10~15dB（A）。在低速时风扇噪声要比发动机噪声低很多，而在高速时，往往会成为主要的噪声源。目前我公司使用的柴油发动机转速多为1 500转/分钟，属于高转速油机。　　（二）、 表面辐射噪声：　　燃烧噪声和机械噪声很难严格区分，通常将由于气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖、活塞-连杆-曲轴-机体向外辐射的噪声称之为燃烧噪声。将活塞对缸套的撞击，正时齿轮、配气机构、喷油系统等运动件之间的机械撞击振动而产生的噪声叫作机械噪声。一般直喷式柴油机燃烧噪声要高于机械噪声，而非直喷式柴油机的机械噪声则高于燃烧噪声，但是低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。 二、 解决噪声的控制措施： （一）、空气动力噪声控制：　　1、 进气噪声控制：　　一般发动机均装有空气滤清器，进气噪声即可有较大衰减，成为次要声源。而当其它声源得到进一步控制后，进气噪声有可能成为主要声源，这时需考虑采用性能良好的进气消声器，通常进气消声器要和空气滤清器结合，进行一体化设计，既能满足进气和滤清方面的要求，又可使进气噪声得到有效的控制。　　2、 排气噪声控制： 　控制排气噪声最有效的方法是加装排气消声器，实际情况往往是降噪效果不很理想。分析原因主要是消声器结构设计不甚合理以及加工工艺存在问题，后一个问题可以通过提高工艺水平加以改善；前一个问题则涉及消声器的设计思路。通常消声器设计主要凭经验，一些设计计算程序是在一些理想假设条件下进行的，而在这些假设中实际影响最大的是忽略气流的存在，而且是高压、高温、高速脉动气流的存在。此种状态的气流将会影响消声器内部的声场分布、声速、声的传播规律等，特别是气流速度影响更大。气流影响消声器性能的主要原因是发动机排气的高速脉动气流再生噪声，其次是这种气流会冲击消声器的管路、壳体、隔板等声学元件，进而激发振动辐射噪声。当消声器结构参数选择不当，或结构不合理，或加工工艺存在问题时，都会导致消声器消声性能的下降，同时气流速度过高也会加大消声器的压力损失也会造成消声性能下降。　　（二）、发动机表面辐射噪声的控制：　　发动机表面辐射噪声（燃烧噪声和机械噪声）的控制要受到发动机性能方面的种种限制，从技术角度讲难度很大，且降噪量有限。实践表明，在结构上采取措施可以一定幅度地降低发动机的表面辐射噪声，从而降低整机噪声。控制的基本措施是