双循环流化床颗粒分布特性的三维数值模拟

基于欧拉多相流模型对双循环流化床内气固流动进行三维数值模拟.结果表明:空气反应器与燃料反应器内x轴方向径向颗粒浓度分布均因连通结构的影响而具有明显不对称性.改变燃料反应器流化气量,x轴正向近壁面区域颗粒浓度随流化气量的增加迅速减小并在流化气量达到12.5 m³/h后趋于稳定, x轴负向近壁面区域颗粒浓度随流化气量先增大后减小随后再次增大,而z轴正向与负向近壁面区域颗粒浓度随流化气量增大而减小.     

L型气固两相流管道输送有限元仿真

气固两相流在弯管内气速、压力都会发生显著的变化,故在弯管处采用声发射检测两相流相关参数可得到较理想的效果,但声发射探头检测位置影响测量结果。本文利用COMSOL软件对输送管道进行模拟仿真,使用CFD模块和粒子追踪模块对输送管道内颗粒-空气两相流进行数值耦合模拟。对比分析管道中不同风速时气固的流动特性和颗粒的运动轨迹。仿真发现弯管内侧压力小速度大,外侧压力大速度小,并结合Matlab分析得到声发射探头检测点最佳角度α在25°~60°,且随着风速的增加而增大。仿真结果可对输送管道中气固两相流特征参数的检测提供一定的参考。     

流化床燃烧与环境保护

本文就循环流化床锅炉燃烧特征,提出炉内脱硫和低NOX燃烧对环境保护的意义予以阐述,以及脱硫、脱硝的机理,同时对流化床的实用化提出了一些看法,仅供参考。     

颗粒-流体密度比对两相流动不稳定性影响的格子-Boltzmann方法模拟

采用格子-Boltzmann方法模拟周期性边界计算域内的颗粒流化。计算采用的流化系统Archimedes数为1 432，对应于颗粒终端Reynolds数为30。研究模拟颗粒浓度为25% ，颗粒-流体密度比为2~1 000时，密度比对流体-颗粒流动不稳定性的影响。密度比的范围对应由液固到气固的两相流动。颗粒与颗粒之间的碰撞采用弹性碰撞。研究获得颗粒平均速度、速度方差、偏度及峰度随密度比变化的规律。结合结构因子的分析，因密度比变化使颗粒-流体流动由稳定转变为不稳定的过程中颗粒速度特性变化与聚团形成的关系被确定，也确定了不稳定流动产生时所对应的密度比范围。     

仿真机模拟生物质循环流化床燃烧调整

从分析生物质燃料燃烧特性入手,以凯迪监利电厂生物质单元机组仿真系统为平台,利用仿真机模拟生物质循环流化床燃烧,制订机组启动初期、升负荷及稳定运行时相应的燃烧调整工艺,提出生物质循环流化床燃烧调整要点,提高设备安全稳定性和高效运行经济性。     

磁场作用下三维方腔内液态金属自然对流的数值模拟

为研究液态金属在磁场和壁面不同导电特性下的自然对流换热规律,对磁场作用下三维封闭方腔内的液态金属自然对流进行了数值模拟. 研究表明:当没有外加磁场时,模拟结果与已有实验结果相符;当存在外加磁场时,三维方腔内的流动和换热出现较大变化. 由于液态金属在磁场中运动产生感应电流,感应电流与外加磁场相互作用产生一个与运动方向相反的洛伦兹力,抑制了流动和液态金属的自然对流换热. 通过绝缘边界和导电边界的研究结果对比表明,壁面导电性能对于磁流体流动和换热产生很大影响.     

加压喷动流化床煤快速热解的三维数值模拟

对处理量为50 kg/h的中试尺度喷动流化床反应器内加压煤快速热解过程进行数值模拟。研究反应器高度、煤进料口位置等结构参数以及不同压力（0.1、0.3和0.5 MPa）、射流风与流化风比值（0.2、0.3和0.4）和粒径（0~3和0~6 mm）等操作参数的影响规律。结果表明：升高压力，煤与半焦混合程度降低，煤气产率提高；流化风量Q_f不变，随射流风量Q_s增加，气固流动更剧烈，颗粒温度分布更加均匀，顶部出口颗量增加；增大粒径虽可降低挥发分出口的颗粒量，但不利于煤与半焦混合。     

液-固二相流体润滑条件下表面形貌功能参数变化的研究

研究了液-固二相流体润滑状态下试件表面形貌特性的变化,主要是统计参数和功能参数的变化,为更深入的液-固二相流体润滑问题的研究以及表面形貌设计提供理论上的参考.     

起伏管道空管投油气液两相流动的数值模拟

输油管道的空管投油是复杂的气液两相管流过程。在地形起伏较为剧烈的地区，管道内复杂的流动状况对投产安全造成威胁，研究其水力规律具有重要意义。采用数值模拟方法，建立起伏管道模型对起伏管道的气液两相流进行模拟，并用软件对管段流场进行实时监控，研究不同类型管道中气液两相流动规律及其影响因素。     

硫酸水洗封闭循环水及其炉气中砷的监测方法研究

本文叙述了硫酸水洗封闭循环工艺系统液相及其炉气中痕量砷在高干扰离子条件下的监测方法。该法对南京化学工业研究院推荐的Ag(DDTC)法使用的定砷装置的改进及对砷高干扰离子掩蔽剂试验选用,使方法的最低检出浓度得以降低,解决了用现存方法无法测定硫酸水洗封闭循环工艺系统液相及其炉气中痕量砷的难题,并使使用掩蔽剂费用巨幅下降。本法给出了方法的研究结果,最后给出了方法的操作程序。     

基于正交试验设计和模糊分析的船用柴油机燃烧系统参数匹配优化

为研究柴油机燃烧系统参数匹配对柴油机动力和排放性能的影响,利用AVL_BOOST和AVL_FIRE建立4190ZLC-2型船用柴油机整机模型和缸内燃烧高压循环模型,应用正交试验设计方法进行柴油机进气系统参数、喷油系统参数和燃烧室结构尺寸参数的仿真。利用模糊数学对仿真结果进行分析并优化。研究结果表明,通过模糊分析可以得出燃烧系统参数对4190ZLC-2型柴油机性能的影响主次顺序。将柴油机NO_x排放和指示功率作为评价指标,并设置其权重分别为0.6和0.4时,优化后的参数为:喷孔直径0.30 mm、喷油提前角24°、油束夹角160°、涡流比0.4、喉口直径135 mm、凸台高度6.6 mm、凹坑半径18 mm。对应的指示功率为54 kW,与原机仿真值55 kW接近;NO_x排放质量分数为0.009 86%,比原机仿真值0.022 50%低了56.02%。说明该优化方法在保证柴油机功率不损失的情况下可大幅降低NO_x排放。     

基于红外加热的生物质热解技术及关键参数

生物质是一种清洁的可再生能源,生物质快速热解技术对生物质的利用很重要.本文提出将红外加热应用于生物质热解反应.根据生物质及其热解过程中的大分子中间产物的红外光谱图分析确定生物质热解过程中的红外吸收带,选择红外涂料.设计出基于红外加热的生物质热解反应器的炉体结构,应用AnsysFluent对炉体燃烧室进行燃烧数值模拟,确定了最佳温度场分布.     

横向气流中环状流射流液膜的破碎与雾化

针对环状流射流液膜在横流中破碎与雾化过程开展实验研究。研究发现，从宏观雾化形态看，环状流射流在横流中可以实现稳定的雾化；实验给出横流作用下环状流射流轨迹无量纲关联式。采用高速摄影技术对横流中环状流射流液膜破碎与雾化瞬态过程进行捕捉，发现环状流射流液膜雾化过程具有周期性和不连续性；不同环状流状态下液膜在横流中雾化机制有较大差异；增大射流表观气速能有效提升雾化效果。     

掺混生物柴油对6135Aca型柴油机NO_x排放的影响机理

为探究船舶柴油机排放的NO_x中各成分的主要生成机理,基于6135Aca型柴油机,利用AVL Fire建立仿真模型,探究掺混生物柴油在不同负荷下对NO_x成分之间转换的影响机理。结果显示:柴油机排放的NO_2主要通过HO_2氧化NO生成,且高温和氧质量分数会影响NO_2的生成,其中高温会抑制NO_2的生成,氧质量分数增加会促进NO_2的生成;掺混生物柴油和增加负荷会使喷雾贯穿距增大,高温区域增加,从而抑制NO_2生成;掺混生物柴油使得燃烧室内氧含量增加,进而HO_2量增加促进NO_2生成;掺混比例较小时,NO_2主要受高温区域影响,当掺混到达一定比例时贯穿距不再增大,这时NO_2主要受氧含量影响。本文得到的NO_2生成机理,对降低NO_x中NO_2的排放比例有一定指导意义。     

地学中海量数据的并行可视化研究进展

地球科学中观测和数值模拟结果数据爆炸式的增长,给可视化和分析这些海量数据带来了极大的挑战,将海量数据并行可视化技术应用到地球科学中是解决这一问题的有效手段。地球科学中海量数据可视化是目前国际科学可视化研究的一个新方向。本文首先介绍海量数据并行可视化的几个步骤,然后总结了地球科学中海量数据的特点,重点讨论了海量数据并行可视化在地幔对流、地震波传播以及海啸数值模拟等可视化研究中的应用实例。     

均热板散热器的数值分析与结构优化

对2款外部尺寸相同、内部毛细芯结构不同的均热板进行理论分析与数值分析. 结果表明,1)内部具有烧结铜粉柱体的均热板热性能更加优良,这是由于烧结铜粉柱体缩短了工质的回流通路与时间;2)数值分析对均热板结构优化与热性能的提高具有指导意义.     

FPSO爆燃事故加强机制分析

为探究海上浮式生产储油卸油船(floating production storage and offloading，FPSO)爆燃事故加强机制，采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)对FPSO爆燃事故进行数值模拟。模拟结果表明，在拥塞度较大的钢架结构区域，火焰速度和爆燃压力急剧增大。为进一步探究复杂钢架结构和管系对爆燃事故的加强机制，搭建半开敞管道甲烷 空气爆燃实验系统。实验结果表明，在爆燃过程中复杂钢架结构和管系能够诱导火焰产生强烈的湍流作用，加快未燃气体的燃烧速度，导致爆燃事故后果加强。结合数值模拟结果与实验结果，为FPSO爆燃事故防治给出建议。     

冷藏集装箱环境室监控系统软件的开发

阐述冷藏集装箱环境室的实时仿真,介绍用VB6.0开发的软件的界面设计方法及实时数据采集的编程技术.所开发的软件使用方便、成本低,为研究冷藏集装箱热工性能提供良好的环境.     

水运建设项目净现值分布的计算机仿真模型

以净现值作为水运建设项目评价指标,全面考虑决定净现值的每个因素可能采取的各种形式,对其中的随机变量用计算机仿真确定,给出了净现值分布的计算机仿真流程图,并在计算机上实现。还研究了当成本和收入相关时成本现金流估算、仿真次数的确定等问题。所得结果可广泛适用于水运建设项目经济评估实际,提高项目决策水平。     

矩形微槽内水的流动沸腾换热及可视化实验研究

本实验以水为工质,对截面尺寸为0.4mm×0.4mm水平布置的不锈钢矩形微槽内流动沸腾进行换热特性和可视化研究.质量流速范围为G＝62.5～187.5kg/m2s,进口温度分别为Tin＝30、45、 60°C.实验结果表明,在较低干度下,换热系数随着干度的增加而增加;干度较大时,换热系数保持不变直至换热恶化.质量流速的增加使换热系数有较大增加,进口温度的变化对换热系数几乎没有影响.可视化研究发现低壁面过热度时,有大量气泡产生;在本实验范围内,微槽内沸腾的流型主要有塞状流和环状流两种.