空间微重力晶体生长研究

空间晶体生长是一个有前景的前沿学样，这一研究主要包括：在微重力条件下晶体生长的基本理论、方法和过程。本文是一篇空间晶体生长的综述，包括５个部分：（１）微重力环境；（２）微重力晶体生长研究背景；（３）晶体生长的空间实验；（４）空间晶体生长的地基实验研究和理论模拟；（５）我国微重力晶体生长发展前景。     

空间晶体生长流体效应的实验研究和理论分析

在空间晶体生长实时观察装置上，利用溶液中形成的铌酸钾微晶作示踪粒子，首次在空间高温氧化物熔液内，实时观察和记录了空间表面和力对流效应。利用测量的结果计算了熔体内空间表面张力对流的速度场，并与地面表面张力对流的速度场进行了对比，理论计算与实验结果基本吻合。探讨了空间均匀分布铌酸钾微晶的形成机理。结果表明：表面张务对流在空间晶体生长过程中起主要作用，是形成均匀分布胞状晶体的主要机理。     

E-玻璃窑炉纯氧燃烧火焰空间的数值模拟研究

阐述了国内外玻璃池窑数值模拟研究方法的发展。建立了具有实用意义的E-玻璃纤维窑炉纯氧燃烧火焰空间的三维数学模型,求解出玻璃熔窑火焰空间温度场、速度场分布,并与实际窑炉运行数据进行对比分析。模拟结果与实际运行数据基本吻合,表明模拟结果有效。     

陶瓷烧成温度曲线的数字模拟

采用自行开发的数字模拟软件 ,对影响陶瓷烧成温度曲线的若干因素进行了数字模拟 ,研究结果表明 ,升温速率、坯体热物性参数和厚度均影响坯体的温度梯度分布 ,提出宜以坯体表层最大温度梯度检验烧成曲线的合理性     

新型还原炉流场温度场的模拟研究

为适应太阳能产业的发展需求,提出了一种结构新型的多晶硅还原炉,新型还原炉在传统西门子还原炉的基础上进行了多处的改进：1）增设了外壁面高度刨光的热管;2）在炉膛内部中央出气口处增设了套筒;3）增加了3个内插进气口。并采用计算流体力学方法研究了该型还原炉内的速度场和温度场。速度场模拟结果发现增设的套筒结构起到了收集还原炉顶部气体的作用使气体更好的通过底盘的中央出气口散出;温度场模拟结果发现内插进气口促进了还原炉顶部气体的及时更新,高度刨光的热管表面成功反射硅棒所辐射的热量,降低了还原炉环境温度,有效的防止了粉末硅的生成更加,更加有利于硅棒的生长。     

单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的数值模拟研究

本文建立了单元玻璃窑炉富氧燃烧空间三维数学模型,其中气相流动模型由质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律和标准k-ε湍流模型组成,化学反应模型使用有限速率/涡耗散模型,辐射传热模型使用离散坐标模型.以年产2万吨玻璃纤维的熔窑为对象,利用Fluent软件对富氧燃烧空间内气体的流动状况和温度分布进行数值模拟.通过模拟结果与现场实测数据进行比较可以看出,该数学模型能够比较客观地反映单元玻璃窑炉富氧燃烧空间的温度场和速度场的分布规律.在此基础上,对喷枪的布置加以调整和改进后得到了更佳的模拟效果,还说明该数学模型对窑炉富氧燃烧在生产过程的研究和应用也有一定的指导作用.     

辊道窑烧成带火焰空间的三维数值模拟

采用FLUENT软件对辊道窑烧成带速度场和温度场进行数值模拟,并对其两种不同烧嘴布置的燃烧工况进行了研究。     

玻璃池窑中流动与传热的二维数学模型

在理解熔体流动和传热机理的基础上,确立了非电热玻璃池窑中流动和传热的二维数学模型.高温下玻璃熔体物理性质的计算程式如下:根据Boussinesq近似,除浮力项外,在力距公式中密度被视为常数;以有效导热系数表示真实热导和辐射热导的综合作用.根据生产实际情况,确定边界条件;应用SIMPLE法在IBM-AT计算机上计算了窑内玻璃液的温度场和速度场.在求解方程时,应用"Line-by-line"求解法并采用了分块修正法以加速度收敛速度.选择数个方案,研究了池窑冷却部池深、窑底保温及出口流量变化等对池窑内玻璃液的温度场和速度场的影响.结果表明:减少池深可提高降温效果;窑底保温可增加玻璃液的循环流速,特别是逆流速度,从而提高了玻璃液的化学均匀性和温度均匀性;使窑内自然对流增强,远远大于作业流;随着出口流量的增大,冷却部玻璃液温度将逐渐增高.数学模拟计算的结果定量地显示了窑炉结构设计与作业制度的相对应关系.     

圆筒型原油加热炉炉膛内速度场及温度场的模拟

本文提出了预测圆筒型炉膛内速度场及温度场的二维数学模型,从化学流体力学基本守恒方程出发,利用湍流双方程模型模拟湍流流动,利用Monte-Carlo法模拟辐射传热,考察了三种燃烧模型.用SIMPLE算法求解微分方程组,预测了原油常压加热炉中燃料与氧气的浓度、速度、温度及壁面热流的分布.计算与实测的温度分布的比较表明,预测方法是成功的.     

SJ型低温干馏炉燃烧影响因素研究

采用计算流体动力学(CFD)方法,在不同条件下对低温干馏炉内温度分布进行数值模拟.通过单因素试验确定了最优燃气比和入口流速;同时为了提高兰炭质量、煤气热值和焦油产量,研究富氧干馏对兰炭生产工况的影响.研究结果表明:燃气比和流速对干馏炉内温度的分布有较大的影响,当燃气比为0.6时,干馏炉内气体充分燃烧,温度达到最高;当燃...     

注射过程喷嘴内物料温度和压力的模拟与分析

利用Fluent软件对注射过程中物料在喷嘴内的流动进行了模拟,分析了喷嘴内剪切热产生的位置及喷嘴尺寸与物料温度变化和压力降的关系。结果表明,注射过程中喷嘴内最高温升位置出现在壁面附近的很小区域内,温升变化率随喷嘴圆管直径的增加而降低,随喷嘴圆管长度的增加而提高;喷嘴出口处物料温度随喷嘴圆管直径增加逐渐趋向均匀;注射过程中喷嘴内压力降随喷嘴圆管直径减少和长度的增加而提高。     

注射成型中聚合物熔体充填流动的数值模拟

在建立聚合物熔体充填三维流道—浇口—型腔系统的数学模型的基础上,采用混合有限元/有限差分方法求解,并对入口结点的压力计算以及熔体前沿推进时时间步长的确定准则作了修改。编制程序实现提出的算法,给出两个算例说明数值模拟的结果。     

采空区温度场模拟及煤自燃状态预测

建立了采空区温度场的数学模型 ,并用有限差分数值方法进行模拟计算。通过计算得出了煤因氧化放热导致煤温随时间变化呈指数上升的规律以及点热源附近温度场随时间的变化规律。提出采用测量煤层中两点间温差的变化来预报高温点温度的方法 ,此法由于消除了矿井空气温度波动因素的影响 ,具有较高的稳定性。     

热管换热器传热性能及温度场数值模拟

引　言热管换热器是工业领域中应用广泛、经济有效的换热设备之一 ,对其传热性能的研究一直是热管界学者普遍关注的课题 .采用传统换热器设计理论即对数平均温差法和有效度 传热单元法对热管换热器进行传热计算已有大量的文献报道[1～ 3] ,但采用数值分析的方法研究热管换热器传热性能还鲜见报道 .在热管换热器中 ,冷、热流体间的热量传递是与热管管内工作介质蒸发和冷凝的相变过程相耦合的 ,因此导致热管换热器的总体性能一方面取决于热管元件本身的性能 ,另一方面又取决于管壳间流体流动和传热的特性 ,这两方面的综合影响决定了热管换热器的数值模拟研究具有相当大的难度 .本文采用数值模拟计算方法重点研究热管换热器的传热性能及其温度场分布 ,为热管换热器内流场分布研究和工程应用提供参考1　数值计算模型的建立1 1　热管换热器传热模型假设热管换热器沿流体流动方向分成N段 ,每一段由一排性能相同的热管组成 .图 1为第j排热管传热计算示意图ig 1　Heartransfermodelofheatpipeheatexchang1 2　模型假设(1)热管换热器处于正常工况条件下2)热管换热器沿流动方向分成N段 ,每一段由一排性能相同的热管...     

垂直列管加热的搅拌槽中温度场的测量与数值模拟

在装有 4组对称垂直加热列管、直径为 5 0 0mm的搅拌槽中使用PBT桨进行搅拌 ,以甘油为工作物料 ,采用液晶测温技术测量搅拌槽内温度的分布 .实验研究了温度随时间的变化以及搅拌转速对温度分布的影响 .采用计算流体力学软件CFX - 4对槽内轴向、径向温度分布进行数值模拟 ,并将模拟结果与实验结果进行了比较 ,发现二者基本符合.     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

温度均匀器对辊道窑窑内温度场的影响

利用FLUENT软件对辊道窑垂直安装温度均匀器前后窑内温度场进行了数值模拟。通过分析模拟计算得出温度场,发现加入温度均匀器前后窑内温度场有所不同。加入均匀器后,周围附近的烟气温度场更均匀,这有利于减少色差和变形等烧成缺陷。     

PYRO-JET燃烧器冷模特性的数值模拟试验

采用 CFD(Calculation of Fluid Dynamics)三维湍流场数值摸拟软件研究 PYRO- JET燃烧器和传统三通道燃烧器的冷模湍流场 ,结果表明 :PYRO- JET燃烧器的卷吸率远大于传统的燃烧器 ,中心区回流率比传统的燃烧器低 ,外风速最佳操作值应控制在 30 0 m /s左右 ,且外风速度大小对回流量影响不明显