钙基脱硫剂团聚体结构烧结特性的研究

在钙基脱硫剂团聚体结构这一新的模型基础上,综合考虑体积扩散机制和表面扩散机制,推导了团聚体颗粒烧结的动力学方程,并通过计算机模拟验证了烧结模型的可行性。基于该烧结模型,利用数值计算模拟了CaO烧结过程中温度对空隙率的影响规律,并采用B J-2热差天平进行了试验验证。通过对计算与实验结果的比较,认为该模型是可行的。     

钙基脱硫剂团聚体结构烧结模型的计算机模拟

在钙基脱硫剂团聚体结构模型基础上,利用球-板结构烧结模型,综合考虑体积扩散和表面扩散的共同影响,建立了基于团聚体理论新的烧结动力学方程,并研究了温度、团聚体粒径对CaO烧结的影响.对钙基脱硫剂团聚体烧结过程进行了计算机模拟,在该烧结模型的基础上,模拟了CaO颗粒空隙结构随温度变化的改变过程,模拟结果与实际情况相吻合,证实该模型是可行的.     

喷动床颗粒粒径对提升管团聚特性影响的三维数值研究

采用离散单元方法(DEM),对喷动床提升管内稠密气固两相流动过程进行了三维数值模拟。颗粒相采用拉格朗日法,考虑了颗粒间及颗粒与气相间的相互作用,颗粒碰撞采用软球模型;气相采用欧拉法,利用标准k-ε模型模拟气相的湍流流动。通过对颗粒和气体流动行为的分析,获得了提升管内部稠密颗粒相的分布,并考察了颗粒粒径对提升管颗粒团聚特性的影响。结果表明,当颗粒的粒径较小时,提升管壁面处发生大规模的颗粒团聚,颗粒的分布不均匀;随着颗粒粒径的增大,颗粒团聚现象得到明显改善;当颗粒粒径为160μm时,沿着提升管高度方向的颗粒分布比较均匀,无团聚现象。通过计算分区的方法统计提升管内各区域颗粒数量百分比,统计结果与数值模拟结果吻合较好。     

旋流燃烧室内煤粉燃烧的数值模拟

为合理描述煤粉颗粒在有湍流脉动的气相流场与温度场中的燃烧反应行为，文中提出并建立了考虑湍流-颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型。该模型考虑到了气相温度的湍流脉动对颗粒瞬时温度、瞬时热解速率和瞬时多相反应速率的影响。应用此模型对有直流一次风和旋流二次风的旋流燃烧室内的煤粉燃烧进行了数值模拟。计算结果表明，在燃烧室前部区域，该模型与未考虑湍流?颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型给出的气相温度场与组分浓度场结果有一定的差异，前者得到的气相温度分布与实验更接近。     

固相烧结法制备的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒

采用一种纳米颗粒的新型制备方法,即固相烧结方法,成功制备出单分散的Co_3O_4和Fe_2O_3磁性纳米颗粒。利用金属前驱体粉末混合在NaCl介质中高温下分解金属原子在NaCl颗粒上聚集长大,在空气中烧结氧化形成纳米颗粒。NaCl介质既作为纳米粒子成核和长大的基底,又作为隔离介质防止纳米颗粒在高温加热过程中出现烧结团聚现象。在制备过程中除了金属前驱体和NaCl,没有其他试剂使用。通过XRD、TEM、VSM等对制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒进行了物相结构和成分、微观形貌及磁性能的表征。结果表明,制备出的Co_3O_4和Fe_2O_3纳米颗粒颗粒尺寸小,结晶性好,且尺寸分布均匀。     

频率对燃煤飞灰声波团聚影响的模型及实验验证

为研究声波团聚过程中频率的影响,基于碰撞效率修正的同向作用机理,提出一种声波团聚的新模型。通过实验对模型的计算结果进行了验证,发现该模型能很好地描述声波团聚过程。计算所得的声波团聚中的粒径分布和浓度变化与实验值基本吻合。数值模拟再现了气溶胶在声波团聚中粒径分布的变化,细颗粒逐渐团聚产生大颗粒,气溶胶总浓度降低、平均粒径增大。计算结果和实验值均表明,频率对团聚效果影响很大,声波团聚中存在最佳频率,高于或低于该最佳频率均使团聚效果迅速降低。计算结果还表明,在声波作用下,燃煤飞灰气溶胶总浓度随时间呈指数衰减规律降低。     

颗粒间碰撞对气固两相流中细长颗粒流化取向分布的影响

细长颗粒循环流化在工业生产中具有广泛的应用背景,如生物质秸杆在循环流化床中的燃烧,烟丝在循环流化床中的干燥、加湿等。细长颗粒在流化床内流化运动过程中,不可避免地存在颗粒之间的碰撞。文中根据直接模拟蒙特卡罗方法、刚体动力学原理及动量守恒定律,建立起气固两相流中细长颗粒间相互碰撞的三维数学模型。通过对比实验结果发现,考虑颗粒间碰撞的模拟结果比不考虑颗粒间碰撞的模型的模拟结果更加接近实验结果。研究发现,细长颗粒的取向分布随径向位置变化很大,颗粒间碰撞对细长颗粒的取向分布随高度及长径比的变化规律没有明显影响。     

撞击流气化炉内气固两相流动与颗粒附壁沉积数值模拟

对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与颗粒附壁沉积进行3D数值模拟。采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。根据液态排渣气化炉本身特点,描述炉壁熔渣流的形成过程,建立适用于液态排渣气化炉的颗粒附壁沉积模型,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,数值模拟再现了撞击流气化炉内分区流动的情况;射流撞击使颗粒在气化炉内分布较为均匀,撞击中心和撞击流股区域浓度略高;颗粒在炉壁沉积基本覆盖整个气化炉,不存在局部积渣;当气化炉操作压力达到 4.0 MPa时,渣口气流夹带颗粒量有所提高,气流流速的增大而提高,颗粒停留时间缩短,影响碳转化率。     

含湿煤灰颗粒气流干燥过程的数值模拟

提出了一个描述含湿煤灰颗粒气流干燥过程的一维数学模型。模型考虑了干燥管内气固两相间的传热和传质、气固两相温度和含湿量的变化。用Matlab中的Simulink仿真软件进行了数值求解，得到了含湿煤灰颗粒在不同气流干燥条件下的干燥曲线。数值模拟结果与实验数据吻合很好，证明了该模型的准确性。     

流化床锅炉热烟气点火过程的离散颗粒模拟

建立了基于欧拉一离散单元方法的流化床燃烧数学模型并用该模型对流化床锅炉热烟气点火过程进行了数值模拟，模拟结果成功描述出了该过程的主要特征。研究表明流化床锅炉启动过程分为三个阶段：热气体对床料的纯加热阶段、煤颗粒燃烧后的床温快速上升阶段和床温变化平稳的正常运行阶段。文中模拟结果与实测及岑可法等采用整体模型的模拟结果一致，但在对过程细节的描述上要优于总体模型。     

引风机叶轮清灰的数值研究

利用数值模拟软件Fluent,以N-S方程和RNG к-ε模型为基础,采用拉格朗日颗粒轨道模型,对引风机内部流场和颗粒轨迹进行数值模拟,从而得到风机内颗粒的分布情况,进而提出气流吹扫的清灰方法,并用数值模拟验证其可行性,为叶轮清灰提供指导.     

压接型IGBT器件内部压力分布

压接型IGBT器件内部各组件直接堆叠在一起,通过外部压力使得各组件间保持良好的机械与电气接触,进而引入一定比例的接触电阻和接触热阻,所以器件内部的压力分布不仅影响器件内部的电流分布和温度分布,还将严重影响器件的可靠性。基于压接型IGBT器件的有限元计算模型和特殊的应用工况,研究压接型IGBT器件内部的压力分布情况,重点探讨器件内部各组件加工误差与内部的布局方式对器件内部压力分布的影响。通过压力夹具和压力纸等进行压接型IGBT器件内部压力分布的实验,实验结果不仅验证了有限元模型和边界条件的正确性,还表明外部压力加载对器件内部压力分布的影响。     

汽轮机叶栅内湿蒸汽两相凝结流动的数值研究

对存在自发凝结的湿蒸汽两相流动进行研究,在欧拉/欧拉坐标系下建立数学模型。气相采用N-S方程,液相凝结过程应用对所构造的多阶参数积分方法进行求解,对汽轮机叶栅中跨音速两相流动进行了数值模拟。与实验数据对比,结果正确预测了凝结冲波的位置和强度,证明所采用模型的准确性和全面性。由液相参数的分布和变化趋势可知吸力面汽流膨胀率和尾缘处蒸汽流动情况是影响主流中液相参数分布的主要因素。     

Research into the Electrokinetic Properties of Electrographic Liquid Developers

A well-known method based on electrophoretic measurements was applied to evaluating the main parameters of liquid electrographic developers, that is, electrokinetic characteristics (e.g., mobilities, charge, and ￠ potential of particles), as well as the size and numerical concentration of particles. The generalization of this method for polydisperse systems is dealt with, taking into account the possible dispersion of the charges of particles. This allows evaluation of an error in determining the mean values of parameters and sets the limits of applicability of the method. A modification of the calculation is suggested, which would allow the mean concentration of particles to be determined. For a number of systems employed in practice it is shown that the electrokinetic properties of liquid electrographic developers depend on the nature of pigments and their chemical modification (e.g., by the aid of surfactants), and on the parameters of a binder and a dispersion medium. A number of relations are derived from the research work done, which allow the optimum choice of the parameters of liquid electrographic developers to be made.     

Modeling the burnout of solid polydisperse fuel under the conditions of external heat transfer

A self-similar burnout mode of solid polydisperse fuel is considered taking into consideration heat transfer between fuel particles, gases, and combustion chamber walls. A polydisperse composition of fuel is taken into account by introducing particle distribution functions by radiuses obtained for the kinetic and diffusion combustion modes. Equations for calculating the temperatures of particles and gases are presented, which are written for particles average with respect to their distribution functions by radiuses taking into account the fuel burnout ratio. The proposed equations take into consideration the influence of fuel composition, air excess factor, and gas recirculation ratio. Calculated graphs depicting the variation of particle and gas temperatures, and the fuel burnout ratio are presented for an anthracite-fired boiler.     

固相烧结炉温度场分布模拟

基于有限元分析软件ANSYS中的流体仿真模块CFX,模拟固相烧结炉在加热过程中的温度场分布变化规律,分析了不同条件下固相烧结炉加热壁面、散热壁面对温度场分布的影响,为更合理地使用固相烧结炉提供重要的参考。     

Principles of electrocentrifugal separation

Theoretical aspects of electrocentrifugation of monodisperse and polydisperse particle systems are considered. It is shown tha if concentration is an unconstrained thermodynamic variable in an imposed uniform electric field, then electrocentrifugation depends on the balance between sedimentation and chemical and electric diffusion. This balance depends also on gradients of the imposed field when it is nonuniform. The effect of electric diffusion can, however, be significant also in cases involving nonuniform fields. Electrocentrifugal separation of polarizable particles can be achieved using differential diffusion in uniform fields and differential polarization and charge in nonuniform fields. Some design considerations regarding electrocentrifugal separation zones are outlined