用数值模拟方法进行脱硫塔的优化设计

基于多相流数值模拟,进行了湿法脱硫喷淋塔的优化设计研究,气相湍流由标准模型描述,喷淋液滴由确定颗粒轨道模型描述,通过对流场和温度场模拟计算得到优化设计结果是烟气入口向下倾斜15°,喷嘴采用高低位布置,在喷雾区加装环形导流分布器,可使脱硫塔流场右侧湍流强度明显增加,左侧烟气贴壁流动有所改善,脱硫塔内流场分布更加合理,塔出口温度低于优化前温度,增加气液传质、传热,提高脱硫效率。     

燃用水煤浆的前置燃烧室内传热过程的数值模拟及试验研究

本文对燃烧用水煤浆的前置燃烧室内的传热过程作了数值模拟和试验研究。流场采用K—ε湍流模型,用通用SIMPLE程序修正密度进行求解。辐射传热采用蒙特卡洛法,其中吸收系数根据试验测得气相成份和温度分布计算求得,已排入通用程序。计算所得燃烧室内的温度场、壁面温度分布与实验测定值基本吻合。     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ε湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合．文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论．     

四角切圆锅炉煤粉燃烧的数值模拟研究

采用Realizable k-ε湍流模型、随机颗粒轨道模型、EBU预混湍流燃烧模型、两步竞争反应的挥发分析出模型、扩散/动力碳颗粒燃烧模型和P-1辐射模型,对某电厂130 t/h四角切圆锅炉炉内的气固两相湍流流动、燃烧以及辐射传热等进行了数值研究,其中气相流场采用非交错网格的SIMPLE差分格式求解.研究结果表明,空气动力场与实验结果吻合的很好,颗粒轨迹符合实际运动状态,炉内温度分布与实际锅炉基本吻合,此研究为锅炉的高效率运行和改造提供了重要的指导意义.     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ｅ湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合，文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论。     

摩擦电选中摩擦器内颗粒的碰撞特性

为了解摩擦电选过程中摩擦器内颗粒的碰撞特性,采用标准k-ε湍流模型及颗粒轨道模型,以10和74μm球形颗粒为研究对象,对两种不同结构摩擦器内的颗粒运动速度和轨迹进行数值模拟.运用红外热像技术对摩擦器可视化模型的温度场分布进行了实验研究,结果表明,摩擦器内温度呈对称分布特征,颗粒高效碰撞区位于温度较高的摩擦棒间隙内;粒径和摩擦棒分布对颗粒碰撞的影响很大,相同粒径的颗粒在正三角分布摩擦器内碰撞效果优于正方形分布,相同结构的摩擦器内大颗粒的碰撞效果优于小颗粒.     

应用随机轨道模型研究湍流扩散对气液交叉流脱除PM2.5的影响

本文针对气液交叉流中液柱阵列脱除气相PM2.5过程的颗粒湍流扩散和热泳作用协同作用进行了实验研究和数值模拟。数学模型中引入颗粒随机轨道模型考察了热泳作用下PM2.5颗粒的运动情况,模拟结果与化学分析法和重量法的颗粒脱除实验结果进行了对比。结果表明采用重量法分析得到颗粒脱除率与化学分析法基本相同,验证了两种颗粒浓度实验检测方法的一致性;气相流速为1 m•s-1时,考虑颗粒湍流扩散影响相比于未考虑时,模拟数据与实验结果的相对偏差从-60%降至±30%,表明颗粒湍流扩散是本系统中影响颗粒脱除的重要因素。     

随机轨道模型中颗粒湍流量模拟方法

该文建立了两相流随机颗粒轨道模型中颗粒雷诺应力的拉格朗日方程，及两相耦合脉动量的拉格朗日方程，并探讨模型中的各种时间尺度。将新的理论运用于各向同性的湍流衰减的流场中，模拟颗粒运动特性，特别是颗粒的湍流扩散特性，并与文献1中的模型和实验结果作比较，一定程度上改善了原模型的不足。     

铜闪速炉数值仿真

利用欧拉法求解气相方程,利用拉格朗日法求解颗粒相方程,并用PSIC法耦合气固两相方程。通过仿真得到反应塔内部的流场、温度场、浓度场、燃烧释热场以及颗粒的轨迹与温度。可视化结果表明：闪速炉内部流场存在2个大涡;闲速炉内部温度除喷嘴下部外,基本分布均匀;反应塔中含硫铜精矿在反应塔上部2m处就基本反应完全,在距离精矿喷嘴不到5m处,所有颗粒达到峰值温度;反就塔内部温度场、浓度场、流场以及颗粒的轨迹表明反应塔内部的各种场并非轴对称,不能将反应塔简化为二维轴对称来处理;仿真结果和现场试验结果相符,温度校验点的相对误差小于2％。     

旋风分离器内湍流模型的研究与发展

旋风分离器内部进行的是两相流运动,是气相和固体颗粒相的分离过程,而固体颗粒的运动在很大程度上取决于分离器内湍流的运动。对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义。在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关理论研究进展的基础上,着重分析了k-ε双方程模型和雷诺应力模型在旋风分离器流场预测方面的进步和不足,并展望今后湍流模型的发展趋势。     

静止环境中煤碳颗粒燃烧时固定碳的失重模式和传输到颗粒的反应热

本文对挥发份析出后的煤碳颗粒在三种不同失重模式下燃烧时的流动、传质和传热过程进行了分析,计算了在不同失重模式下的最大失重速率,传输到颗粒的反应热和颗粒温度。通过与以前的理论和实验研究进行对照,指出关于残碳颗粒的失重速率和温度的实验数据并不支持C直接氧化成CO或CO_2这二个失重模式。但对另一失重模式即CO被氧化成CO_2,CO_2再与碳生成CO更为有利。本文的结果可在煤粉燃烧器的数值模拟中完善固相温度方程。本文的分析能包容和解释以前的重要结果,且在理论上较完备和一致。     

柴油机颗粒物捕集器再生性能仿真分析

基于GT-Power软件对柴油机颗粒物捕集器(DPF)再生性能进行仿真,分析不同流量、不同微粒担载量条件下DPF的再生性能,重点关注其过滤压降、载体温度、温度梯度和再生效率。结果表明:DPF的压降随着流量与微粒担载量的增加近似呈线性增加的趋势;再生过程中最高温度和最大的温度梯度都出现在载体末端;随着流量的增加,最高温度、最大温度梯度和再生效率呈现先增加后减小的趋势;随着担载量的增加,最高温度和最大温度梯度逐渐增加,而在较大担载量时增加逐渐趋于平坦,再生效率呈现先增加后减小的趋势。     

π型管液固两相冲刷腐蚀数值模拟

输油管道系统常常会发生冲刷腐蚀现象,冲刷腐蚀现象产生的主要原因是颗粒对壁面的撞击。使用DPM模型研究固体颗粒对管壁的冲蚀作用,分析π型管的流动特性,研究流体速度、颗粒质量流量、颗粒直径以及颗粒密度对管道冲刷腐蚀速率的影响。模拟结果表明,π型管道在弯头处冲刷腐蚀最严重;当流体速度增大、颗粒质量流量增多时,最大冲刷腐蚀速率增大;当颗粒直径和密度增大时,冲刷腐蚀效果削弱。     

Effect of particle inertia on temperature statistics in particle-laden homogeneous isotropic turbulence

One of the most fascinating aspects of turbulent fluid motion is that the diffusion of suspended scalar quantities will be greatly enhanced[1]. These scalars may be smoke or dye which are able to follow all of the velocity fluctuations. However, these scalars mayalso be heavy particles that cannot follow all of the turbulent motion, i.e. the motion of heavy particles in a turbulent flow field is somewhat more complicated because of the additional parameters, such as particle response time, flu…     

含苹果颗粒果汁通电加热速度与优化模型

对含苹果颗粒苹果汁通电加热过程中的加热速度、加热时间、电导率和温度等变化规律进行了研究,结果表明:含苹果颗粒苹果汁的电导率随着温度升高、颗粒尺寸减小和颗粒质量分数降低而按线性增大;随着颗粒尺寸减小和颗粒质量分数降低,通电加热时间缩短,加热速度增大;颗粒形状对电导率、通电加热时间和温度变化影响不显著。为探究各因素对加热速度影响及因素间的交互作用,采用正交多项式回归设计试验建立通电加热速度数学模型,得出各因素对通电加热速度影响按从大到小的顺序依次为颗粒尺寸、颗粒质量分数、颗粒形状。当苹果立方体颗粒边长为0.5cm、颗粒质量分数为20%时,固液混合物料通电加热时间最短,为348s,通电加热速度最大;优化出通电加热速度与影响因素关系的三元多项式回归数学模型,对预测分析含苹果颗粒果汁通电加热温度变化规律和通电加热速度有实际意义。     

Numerical modeling of Jinlong CJD burner copper flash smelting furnace

Fluid flow,heat transfer and combustion in Jinlong CJD concentrate burner flash smelting furnace have been investigated by numerical modeling and flow visualization.The modeling is based on the Eulerian approach for the gas flow equations and the Lagrangian approach for the particles,Interaction between the gas phase and particle phase.such as frictional forces,Heat and mass transfer,are included by the addition of sources and sinks.The modeling results including the fluid flow field,temperature field,concentration field of gas phase and the trajectories of particles have been obtained.The predicted results are in good agreement with the data obtained from a series of experiments and tests in the Jinlong Copper Smelter and the temperature error is less than 20K.     

Preparation of precursor for stainless steel foam

The effects of polyurethane sponge pretreatment and slurry compositions on the slurry loading in precursor were discussed： and the,performances of stainless steel foams prepared from precursors with different slurry loadings and different particle sizes of the stainless steel powder were also investigated. The experimental results show that the pretreatment of sponge with alkaline solution is effective to reduce the jam of cells in precursor and ensure the slurry to uniformly distribute in sponge, and it is also an effective method for increasing the slurry loading in precursor; the mass fraction of additive A and solid content in slurry greatly affect the slurry loading in precursor, when they are kept in 9%-13% and 52%-75%, respectively, the stainless steel foam may hold excellent 3D open-cell network structure and uniform muscles; the particle size of the stainless steel powder and the slurry loading in precursor have great effects on the bending strength, apparent density and open porosity of stainless steel foam; when the stainless steel powder with particle size of 44 μm and slurry loading of 0.5 g/cm^3 in precursor are used, a stainless steel foam can be obtained, which has open porosity of 81.2%, bending strength of about 51.76 MPa and apparent density of about 1.0 g/cm^3.     

强化两相混合的超临界技术制备聚乳酸微粒

针对商品化聚乳酸微球粒径分布较宽难于适用气溶胶给药要求的不足,采用水力空化混合强化超临界流体辅助雾化技术(SAA-HCM)制备聚乳酸(PLA)超细微粒.该技术主要特点是通过在超临界流体和液相进料处引入水力空化混合器,强化两相间的混合.考察SAA-HCM过程混合器压力、温度、沉淀器温度、进料中CO2与液体溶液质量流量比和溶液质量浓度等操作参数对微粒形态和粒径分布的影响,成功制备出球形度较好,粒径分布较窄(1～3μm)的PLA微球.经X射线衍射(XRD)分析和差示扫描量热(DSC)分析显示,与原料PLA相比,微球晶型及热曲线变化不大,但结晶度下降.同时把操作参数与相行为进行关联,探讨了影响颗粒形貌的机理.对比超临界流体辅助雾化法(SAA)的实验结果表明:水力空化的引入能有效强化混合器内的两相传质,混合更好,能制备出适用于气溶胶给药要求的超细微粒.     

130 L气升式旋流反应器体积传质系数研究

对于空气⁃水和空气⁃水⁃阴离子交换树脂物系,在体积为130 L（内径为290 mm、高为2 000 mm）气升式旋流反应器（HALR）中,当表观气速为0~0.84 cm/s时,研究了固体装载量、颗粒粒径、有无分离器、不同导流筒形式对体积传质系数的变化规律。结果表明,三相物系的体积传质系数大于两相的体积传质系数;随着颗粒粒径的增大,体积传质系数呈下降趋势;有分离器的体积传质系数大于无分离器的;表观气速较小时,带翅片导流筒的体积传质系数最大。     

汽液固三相蒸发管内防除垢的数值模拟

假设汽液固三相循环流化床蒸发管内均匀覆盖一定厚度的硫酸钙结晶垢层,考虑垢层与流体间的耦合换热、管内流体泡核沸腾传热、汽液两相流体对垢层的剥蚀以及颗粒对垢层的碰撞磨损作用,初步建立了汽液固三相流系统防除垢的模型,并应用STAR-CCM+软件对其进行了数值模拟.结果表明,垢层表面温度和汽含率、污垢剥蚀速率以及颗粒对垢层的磨损速率都是影响汽液固三相蒸发管内防除垢的重要因素;增加表观流速和固体颗粒体积分数,可以降低垢层表面温度和汽含率、提高污垢剥蚀速率和磨损速率,进而可以强化蒸发管内的防除垢效果.