气固两相流在转运站系统除尘中的应用

为改善转运站点的作业环境,以转运站部分结构为模拟对象,根据实体结构模型建立流场模型,采用realiza-ble k-epsilon气相湍流模型及拉格朗日颗粒轨道模型对结构内的两相流运动情况进行了数值模拟,得到了流体相的压力分布和速度分布以及固相的粉尘颗粒轨迹,讨论了导料槽中挡帘对流场的影响.结果表明,挡帘对导料槽中流场特征影响明显,在配置了挡帘的导料槽中,流场压力分布更有序,空气流动更集中,可产生一定的回流气体来降低来流气体的速度,且会在内部形成局部高速区域.     

旋风分离器内高速旋转流场的数值计算方法选择

数值计算方法已成为研究旋风分离器内部流场的重要途径。利用计算流体力学方法对旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟研究。分析了不同湍流模型、离散化方式和压力插值方式对旋风分离器内部计算流场的影响,并将所得数值结果与已知的实验数据进行了对比,以期得到最适合的数值模型。结果表明:对于旋风分离器内部复杂流场的流动,运用雷诺应力模型(Low-Re Stress-Omega)能够较好地预测出强制涡中心涡流的运动情况,同时采用SIMPLEC算法、二阶迎风离散化方式和PRESTO压力梯度插补格式能够获得最好的预报结果。     

伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究

除雾器是湿法烟气脱硫(WFGD)系统内重要的设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响.利用Fluent6.2软件对新型伞罩型除尘脱硫塔内的三维两相流场进行数值模拟,气相采用RNG湍流模型,液相采用离散相模型,选择SIMPLE算法进行计算,分析塔内的折板除雾器和旋流板除雾器的速度场、压力场和液滴的分布情况.结果表明,烟气经过折板除雾器,产生了明显的压降,且在拐角区域湍流耗散强烈,是实现气液分离的关键区域;烟气经过旋流板除雾器,速度和压强分布具有良好的对称性,液滴被气流旋转抛向壁面实现气液分离.模拟结果对新型的WFGD除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义.     

新型湿法除尘除有害气体斜板塔的流场分析

研究对象为2种新型湿法除尘除有害气体的斜板塔:矩形斜板塔和伞罩形斜板塔.为了观察塔内流场分布规律,运用CFD(计算流体力学)软件,气相采用标准K-ε湍流模型描述,液相采用颗粒轨道模型描述,对2种新型塔内气液两相流动进行了数值模拟.预测了无喷淋和有喷淋两种情况下的气相湍流流场,不同空塔气速不同液气比的塔内压力损失.结果表明:采用中心出口的圆柱型塔可以有效地避免气体"死区"的产生;新型斜板塔能有效地增大气液接触面积,延长气体的塔内停留时间;加入喷淋液体以后,气相流场明显均匀化.该模拟也为塔体的进一步优化设计提供了依据.     

城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程研究及数值模拟

研究城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程，建立了垃圾在炉排炉移动床内燃烧过程中垃圾体积变化、水分蒸发、挥发分析出及燃烧、垃圾颗粒的移动、气-固两相热传递、焦炭燃烧等各个反应阶段的热化学模型，采用一维非稳态模型分别建立了床层内气固两相介质控制方程。通过对炉排上垃圾焚烧过程的数值模拟研究，获得料层中温度分布、料层高度、炉床机械负荷、气相中反应物组分和污染物浓度分布。利用建立的模型对某大型垃圾焚烧炉的燃烧过程进行数值仿真，对燃烧过程、烟气成分进行预测，为垃圾焚烧炉排炉的设计和燃烧控制提供理论依据。     

基于DPM模型求解自由下落颗粒羽流卷吸空气量

为深入了解自由下落颗粒羽流卷吸空气的特性,对氧化铝颗粒从出口直径为5 mm的圆形孔中自由下落的气固两相流场进行了数值模拟研究。依据RNG k-ε模型求解气相雷诺时均N-S方程并进行离散化处理,采用DPM模型跟踪单个粒子以求解颗粒的运动方程,并通过SIMPLE双向耦合,对自由下落颗粒羽流流动特性进行数值模拟。结果表明:自由下落颗粒羽流卷吸空气气相速度在羽流中心线上处于最大值,随着径向距离的增大速度值明显地减小,直到距离中心线30 mm处,之后速度的变化趋于稳定;颗粒在净质量力作用下沿质量力方向首先作加速运动,之后下落速度u_p随着下落高度的变化趋于平缓,羽流末端颗粒运动基本遵守颗粒自由沉降规律;羽流卷吸空气量随着下落高度的增加而增大,其规律与颗粒群模型给出的结果高度吻合。通过比较分析发现,采用DPM模型很好的解决了对颗粒相运动方程的求解并可获取颗粒运动轨迹,对于自由下落颗粒羽流特性的分析不失为一种有效而可行的方法。     

广州某地大气中二噁英气/粒相间特征分析——以2012年7月测试为例

选取广州某地大气环境作为研究对象,采用高分辨气质联用色谱对气相、颗粒相中17种二噁英(PCDD/Fs)单体进行分析。结果表明,研究区域大气PCDD/Fs主要集中于颗粒相,且气相和颗粒相中PCDD/Fs均表现出"源"特征。颗粒相中PCDD/Fs单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD为主;气相中PCDD/Fs单体以1,2,3,7,8-PeCDF、2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,4,7,8-HxCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF为主。颗粒相中PCDD/Fs浓度随着氯原子数的增加而增加,气相中PCDD/Fs随着氯原子数的增加而减少。气相中主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF,其与气相总毒性当量浓度的相关系数为0.908;颗粒相中主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF、2,3,4,6,7,8-HxCDF,与颗粒相总毒性当量浓度的相关系数分别为0.851、0.883。主成分分析结果表明,颗粒相和气相的毒性当量浓度具有相似的分布特征。     

车载加油油气回收系统中气液两相流动特性的实验和数值模拟

合理分析车载加油油气回收系统(ORVR)内气液两相的流动特性对油气排放控制技术的实施具有重要意义。以ORVR加油系统为对象,采用高速摄像、粒子动态分析仪(PDA)实验测量和CFD数值模拟相结合的方法,对ORVR车辆加油过程中的气液两相流动特性进行了系统研究,讨论了加油量对加油管内流场和压力场的影响。结果表明,随着加油速度的增大,加油管口的射流卷吸增强,气液两相流动过程中的湍流程度加剧,液流冲击与破碎严重,涡旋现象明显;随着加油速度的增大,气液掺混严重,液体自由表面边界逐渐模糊;加油过程中加油管和燃油箱内气相压力的变化分为2个阶段:开始加油时气相压力迅速增大,在5~8 s内达到峰值;然后气相压力逐渐减小,最终趋于稳定。     

ACF脱除SO2/NOx反应器数学模型的建立

在大量试验研究获得数据基础上,结合机理分析,考虑ACF同时脱除多种污染物的主要影响因素,运用气固催化反应动力学方法进行分析,采用"混合模型法"建立ACF反应器数学模型,并用MATLAB软件与实验数据相结合迭代求取了模型参数,求出了宏观反应速率方程,并将计算模拟值与实验值进行比对,发现模拟结果与实验结果基本吻合,证实了模型的可靠性.为ACF反应器从试验研究的成果放大到工业规模的应用奠定了基础.     

颗粒层中非水相液体污染物冲洗排出速度的数值模拟简

在进行污染土壤的冲洗修复时，模型模拟是极具优势的预测净化效果的方法。本研究分别采用5种粒径的球形玻璃微珠模拟实际土壤，实验考察了玻璃微珠颗粒层中水和非水相液体的排出速度，给出了颗粒层中液含率分布函数，以及最大和最小颗粒层孔隙直径的定义，建立了一个描述颗粒层中水和非水相液体排出速度的多孔介质孔隙毛细管束模型。使用构建的模型模拟水和异辛烷在颗粒层中的排出速度，模拟结果与实验数据有很好的一致性，模型预测结果的平均相对误差小于6.4%，特别是对粒径较小颗粒层，预测的准确性更高。模型可作为进一步研究在非水相液体饱和土壤水冲洗修复时，水和非水相液体排出速度和修复效果的基础。