尾矿堆场对地下水及其水质影响的联合模拟研究

矿产资源开发利用后的废弃物堆场常处水文地质条件复杂、区域内外边界不规整的地带。为了客观评价堆场渗漏对地下水及其水质的影响,本文提出了适宜于复杂水文地质条件、复杂内外边界条件的地下水与地下水中污染物分布规律联合模拟分析的非构造网格FVM数值模型,通过在某化工行业尾矿堆场渗漏评价的具体应用,取得了很满意的结果。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

城市垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收与解吸过程的数学模拟

针对垃圾渗滤液烟气脱硫体系气液吸收和解吸过程反应复杂的特性,基于经典双膜传质理论,建立了填料塔内湿法烟气脱硫模型,包括填料塔反应器模型和烟气SO2在垃圾渗滤液中吸收并伴随氨的解吸过程的数学模型。模型将系统内复杂的多组分反应分解为独立的离子反应,从而在确定的独立反应的条件下,可使模型的数值求解不依赖于特殊的假设条件以及可变的操作条件。根据工艺研究的实验条件对模型赋初值,结合模型参数估值确定适宜的边界条件,采用Maple 8.0对模型方程进行求解,得到了液膜内各组份的浓度分布特性曲线,以及气相分压、pH值、传质阻力、传质速率、吸收增强因子等沿塔高的分布特性,结果表明模型预测结果和实验结果吻合良好。所建立的模型为本工艺过程和其它湿法烟气脱硫过程的传质-反应现象提供了一个定量的理论分析和工程设计基础。     

化工过程熵增指数及其在磷复肥清洁生产评价中的应用

从热力学第二定律出发, 指出清洁生产的热力学本质是控制物质由有序结构向无序转化并从中获取最大效益, 其优劣可由过程熵增反映。 引用复杂体系非平衡定态过程最小熵产生原理,推导出依据与外界交换的物流和热流信息定量计算化工复杂系统过程熵增的方法, 并定义过程熵增指数ζ 。 评价了化工过程对环境热力学状态的综合影响。选择以硫和以氨为载能原料的磷复肥工艺为例进行了计算和对比,其过程熵增指数分别为6.753和4.571,反映出载能原料硫作为废物排放对环境热力学状态产生更大的影响。     

节涌流化床压力波动动力学研究(Ⅱ)模拟与实验

研究了节涌流化床多自由度随机波动模型参数,提出了确定气栓和料栓长度的试差迭代法、床层底部的“白噪声”扰动函数和床层表面的正态扰动函数.模型模拟计算的结果对于节涌流化床波动结构的动力学特征、压力波动的频谱特征和波动的传播与衰减等与实验结果取得了较好的吻合.     

惰性粒子流化床干燥钻井废泥浆实验研究

实验考察了惰性粒子流化床干燥钻井废泥浆，关联了干燥器的体积传热系数表达式，可定量计算进风速度、进风温度、废泥浆体积流量和含水量等参数的影响。结果表明，惰性粒子流化床干燥热效率达55％，体积传热系数可达6kW·m^-3·K^-1，可用于钻井现场柴油机废气干燥钻井废泥浆。激光粒度分析仪测试干燥产物粒度平均值为12／μm，且分布较为集中，其密度为3．2g·cm^-3，可以回用于钻井泥浆的加重材料。浸毒试验表明，干燥产物CODCr值大幅度下降。     

气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型

基于气溶胶中PM2.5微细颗粒物拟流体特性，对气液交叉流阵列中PM2.5在气溶胶流体传热传质边界层内热泳和扩散泳运动进行拟传质机理分析，与跟随气体的对流传质相叠加，建立了气液交叉流阵列PM2.5热泳和扩散泳拟传质模型，并进行了实验检验。实验在固定对流条件下，考察了不同气液相温度差导致的热泳、不同气相湿度差导致的扩散泳和颗粒粒径等因素对气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数的影响。实验数据统计值与模型表达趋势一致，在初始温差40℃、初始湿度0.118 kg/kg条件下，100排气液交叉流阵列PM2.5拟传质系数模型预测值为3.33×10^-3 m/s、实验值为3.75×10^-3 m/s。     

低雷诺数气液交叉流装置研究（I）——孔流液柱流动特性数值模拟

针对低雷诺数的气液交叉流气体净化过程,提出有效避免二次雾沫夹带的液柱流体力学条件。数值模拟结果表明,液柱表面随着离开孔口的距离而变化,采用公式Lb／d=2．84We^0.694能有效预测液柱的断裂行为。     

高速气流加速下雾粒的传质

针对高分散气雾两相流动体系,提出了一种新的传质理论表达式,其传质系数用Kolmogoroff长度时间尺度进行关联,并开发出基于Monte Carlo和CFD的联合模拟方案.运用该传质表达式和模拟方案,成功地模拟了氢氧化钠与二氧化碳的气雾两相射流中和反应体系.结果表明相间传质时间尺度(1.6×10-4 s)远小于弛豫时间尺度(4.5×10-4 s),进一步研究说明尽管气雾相间传质的速率很快,但相间传递量是主要通过速度滑移实现的,相间传质对雾粒相的运动行为影响甚小,因而在工程上对于雾粒相运动行为的描述可以忽略传质的影响.由激光多普勒测速仪得到的实验数据证实了模拟结果,表明模拟能正确预测此类输运现象.     

温度感应式开关膜的接枝率对其开关特性的影响

利用等离子体诱导填孔接枝聚合法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜上制备了一系列具有较宽接枝率范围的温度感应式开关膜。系统地研究了接枝率对膜的温度感应开关特性的影响。结果表明，开关膜的接枝率对膜的过滤通量、温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数都有十分重要的影响，接枝率在小于等于2．81％时。温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6．38％的膜，膜开关系数和膜孔径感温变化倍数总是趋近于1。膜不具备温度感应开关特性，为了获得预期的开关性能。必须将膜的接枝率控制在适当的范围。