引风机内气力吹灰的数值研究

通过数值模拟软件Fluent,以N-S方程和RNGk-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,发现叶轮进口吸力面上存在回流及边界层分离现象,易引起颗粒沉积。对加入气流吹扫后风机的内部流场和颗粒轨迹进行了数值模拟,表明在适当角度加入一定动量的吹扫气流,可以改变风机吸力面上的涡流区流场,减少颗粒沉积,以及使沉积的灰粒脱落。投入4～6个喷嘴清灰效果最佳。     

流化床气化炉气固两相流三维数值模拟

为了研究流化床内气固两相的流动特性,阐述了应用CFD软件Fluent进行流化床内气固两相流数值模拟的计算模型及数值方法,数值模拟选用双流体模型结合颗粒动力学进行流化床内三维的气固两相流模拟,并对数值模拟结果进行了分析.模拟结果表明,该计算模型能够研究流化床初始流化过程,分析某一瞬时颗粒轴向、径向固含率及速度场分布,研究单个气泡周围颗粒速度矢量.     

袋式除尘器脉冲喷吹清灰过程的数值模拟

采用计算流体动力学和计算结构动力学的方法,对袋式除尘器脉冲清灰过程进行数值模拟,得到了不同工况下的滤袋壁面峰值压力和最大反向加速度曲线。通过与实验结果的对比,验证了数值模拟结果的可靠性。分析了同喷吹压力、喷嘴直径、滤袋长度和喷吹距离对滤袋清灰效果的影响,并根据数值计算结果拟合出袋壁峰值压力曲线的经验公式。计算结果表明,提高喷吹压力和增大喷嘴直径有助于改善滤袋的清灰效果;滤袋过长会导致滤袋中下部分清灰不力;喷吹距离过大或者过小都可能导致滤袋袋口部分出现破损。     

混凝土材料破坏过程的二维离散元模拟

采用数值方法研究混凝土材料的破坏过程.用颗粒流程序PFC2D对混凝土试件单轴压缩破坏全过程进行模拟.采用PFC2D颗粒流程序中接触本构模型,并选择平行粘结模型用以模拟混凝土材料的强度特征.分析了数值试验中的应力一应变曲线以及体积应变的变化规律,讨论了应力.应变曲线下降段以及两倍峰值应变时试件的破坏特征,详细分析了颗粒尺寸、颗粒数目等细观参数对模拟结果的影响,从而为确定数值模型合理的颗粒数目和尺寸提供依据.同时把数值模拟结果与试验结果进行对比分析.结果表明,基于离散元法的混凝土材料破坏模拟具有显著的优点,可以真实地模拟裂纹的生成、扩展以及破坏的全过程.     

引风机内颗粒沉积的数值模拟

以重整化群k-ε 模型为基础,利用计算流体力学（computation fluid dynanics,CFD）对离心式引风机的内部流场进行数值模拟。采用拉格朗日颗粒轨道模型,得到固体颗粒在引风机内的运行轨迹;加入吹灰气流,通过数值模拟验证其减少颗粒沉积的可行性。     

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。     

采用多元颗粒模型对圆柱形颗粒在移动床中流动的离散单元法直接数值模拟

为了研究活性焦颗粒在移动床内的流动特性,通过离散单元法直接数值模拟方法对活性焦即圆柱形颗粒在移动床内的流动进行了数值模拟。采用多元颗粒模型来描述圆柱形颗粒,即圆柱形颗粒通过几个叠加在一起的球元构成。建立了圆柱形颗粒的碰撞机制,分析了圆柱形颗粒在流动时的受力情况,并通过实验验证多元颗粒模型的可靠性。从宏观和微观2个方面,比较圆柱形颗粒2种构建方式(2球元和3球元)下的模拟结果。结果表明:2球元和3球元构建的圆柱形颗粒在动能、转动动能、变形量、碰撞力、碰撞次数等微观方面的差别较大。且通过比较颗粒位置图和下料率可以看出,3球元圆柱形颗粒的模拟结果与实际结果更加相符,因此,选择3球元作为圆柱形颗粒的构建方式。     

流化床内沉浸管磨损特性的理论预测

基于气固两相双流体模型和颗粒动力学方法模拟流化床内气体和颗粒流动特性，采用单层能量耗散磨损模型模拟沉浸管的磨损率和亚网格尺度模型(SGS)模拟气相湍流流动，同时应用贴体坐标系使计算网格与沉浸管表面相吻合。模拟计算得到了沉浸管的瞬时磨损率和时均磨损率。数值模拟流化床内气固两相流体动力行为和沉浸管磨损特性。模拟计算结果表明沉浸管磨损受气泡尾涡及颗粒运动的直接影响。分析了沿沉浸管环向时均磨损率的变化规律。当沉浸管横向相对节距为2.0~3.0时磨损率达最大。数值模拟得到的流化床内构件磨损率与前人的实验结果和数值模拟相吻合。     

90°方形弯管内颗粒冲蚀磨损研究

采用k-ε双方程湍流模型,同时考虑壁面粗糙度和颗粒旋转等因素的颗粒随机碰撞模型和颗粒脉动频谱随机轨道(FSRT)模型,对90°方形弯管在不同来流速度、不同粒径、不同挡板位置等多个工况下颗粒冲蚀磨损进行了数值模拟和计算分析,进一步了解了弯管内颗粒对壁面的冲蚀磨损特性,较为系统地预测了弯管内易磨损部位及磨损量,为管道防磨提供了可靠的数值依据和理论参考。     

多分散结构团聚体烧结的数值模拟

高温环境下团聚体颗粒的烧结现象决定了颗粒表面积、内部非均匀结构等。现有数值模拟方法中一般认为团聚体由若干尺度相同的一次粒子组成,不符合实验测量结果。该文考虑团聚体内一次粒子的多分散性,建立一次粒子质量平衡和数目平衡关系,描述烧结过程团聚体内一次粒子尺度分布函数的演变。对气相法制备TiO2纳米颗粒的烧结定制过程进行数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,且考虑团聚体内一次粒子多分散分布的模型结果比考虑团聚体内一次粒子单分散分布的模型结果更精确。所建立的描述团聚体烧结过程的多分散模型可适用于多尺度模拟、颗粒群平衡模拟–Monte Carlo方法、多相流模拟的欧拉–拉氏模型等。     

风速变化对空冷机组风机运行的影响

采用simple算法和k-ε模型,以某600 MW直接空冷机组空冷岛为例,对其外部流场进行数值模拟,分析了不同风速下冷却空气的流场和温度场,提出了增大迎风面风机转速的运行方案,得到了自然风速变化对凝汽器换热效率的影响,为进一步优化空冷岛风机运行提供了理论参考。     

风机模型对直接空冷单元数值研究的影响分析

对模块化直接空冷单元的研究是空冷凝汽器研究的一项基础性工作。建立某直接空冷单元流动和传热的数值模型,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,研究简单风机模型与详细风机模型对直接空冷单元数值模拟结果的影响。结果表明:详细风机模型可反映空冷单元管束内外部空气速度场和温度场的实际情况。因此,对空冷单元及空冷岛进行模拟和分析时,应采用详细的风机模型。     

空冷岛内气流分布不均对冷却效果的影响

在空冷式发电厂中,风机群布置在A-型翅片管束冷凝单元下面。为了揭示风机旋转气流对空冷单元内气流分布特性的影响,建立了风机及空冷单元的物理模型和数学模型,对空冷岛及其风机的流场进行了数值模拟,分析了空冷岛夏季工况出力不足的原因,并提出加装消旋格珊的改进措施,为空冷岛设计和改进提供了参考依据。     

广州中电荔新锅炉烟道降阻分析与优化改造

为解决广州中电荔新机组投产后机组运行至满负荷附近时引风机出口烟道阻力异常高的问题,在对引风机出口处烟道流速测试分析的基础上,以引风机出口到增压风机入口烟道段为例,利用Gambit软件按烟道实际尺寸建立了烟道的数学模型。该模型采用SIMPLE算法,实现压力和速度的耦合求解;模型模拟和实测获得的压力损失结果接近,验证该数学模型的合理性。利用该模型对改造前烟道模拟,发现扩压拐弯段和增压风机入口段的压损比较严重,认为是烟道几何形状不合理所导致。为此,通过加装弧段导流板、隔流板、斜板等措施找到降阻最佳方案并对扩压拐弯段和增压风机入口段进行改造,改造后流场模拟表明这两段流速明显下降,阻力得以降低。     

四角切圆煤粉炉内煤粉颗粒行为特征的研究

对于煤粉的燃尽程度和煤粉在炉内的停留时间的研究是一个需要引起电力行业工业界和学术界着重考虑的问题。采用数值模拟的方法对炉内煤粉颗粒的行为特征进行了详细的计算 ,计算结果表明所采用的方法和模型在研究煤粉颗粒行为特征方面的合理性和可行性     

圆弧板型轴流通风机参数化建模及数值模拟

通过Gambit软件对轴流通风机的模型进行参数化设计,并运用CFD技术对轴流通风机内部三维粘性流场进行数值模拟,快速地得出各种几何参数下风机的性能曲线。     

600MW直接空冷凝汽器加装下挡风墙的数值研究

以某2×600 MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其空冷岛外部流场进行数值模拟.通过数值模拟,分析计算了三种不同位置加装下挡风墙对直接空冷凝汽器风机风量的影响.在风速大于7 m/s时,空冷凝汽器换热效率的降低是热风回流与“倒灌”现象综合作用的结果,加装曲面下挡风墙可以有效改善空冷凝汽器风机换热效果.结果表明,最佳下挡风墙安装方案为安装在第一排风机后,此时的风机风量达到最大,换热效果最好.为空冷岛换热效果的优化提供了理论依据.