湿度场内脱除亚微米颗粒数值模拟与实验验证

针对含尘气体横掠直立波形通道降膜除尘过程,建立了空气-水蒸气两组分水平二维流场中湿度梯度推动下亚微米颗粒扩散泳机理模型和数值模拟方法,与实验相对照研究了40℃下气流雷诺数Re(895～1 714)、初始相对湿度?(0.32～0.97)及颗粒粒径dp(0.1～1μm)内亚微米颗粒捕集率,结果表明:气流湿度影响显著,?由0.32增大到0.97时,各粒级颗粒捕集率均有相同程度的提高(～16.5%),低Re时增幅更大,可达21.7%。模拟计算值与实验测试结果偏差在±15%以内,吻合较好。     

燃煤过程中亚微米颗粒物形成及防治的研究进展

对燃烧过程中亚微米颗粒物的形成、排放后对环境造成的危害以及控制技术进行了阐述,并在此基础上预测了将来的研究趋势,指出研究的重点和难点。     

水力旋流器湍流数值模拟及湍流结构

采用湍流代数应力模型对水力旋流器内湍流场进行了数值模拟,数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构,结果表明,旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;湍动勇耗散率分布与湍动能的分布有十分相似的规律;溢流管端以下内旋流区域中湍流压力脉动强度以及压力相对脉动强度均很大。     

带绕流板的湍流管道内细颗粒物沉积实验

微细颗粒物在管内的沉积现象发生于各类颗粒输运、通风系统、烟气管道积尘过程。实际过程中有各类复杂的管道情况,然而现有研究多针对的是光滑管道。对带有扰流挡板的管道内微细颗粒物沉积进行实验探究。搭建了带有系列扰流挡板的湍流管道系统,研究粉煤灰和碳酸钙颗粒在各类条件下的沉积情况。实验获得带扰流挡板的管道的沉积效率,发现其数量级高于光管,与文献中的模型研究结果一致。实验进一步在挡板涂抹油脂,发现其抑制颗粒物在壁面上的反弹,使得沉积效率得以少量提高;同时也说明,限制微细颗粒沉积的主要瓶颈在于其流场跟随性强从而无法有效到达挡板壁面,而不是其在壁面上的反弹。实验结果证明管道中的挡板结构对颗粒物沉积产生重要影响,挡板壁面属性为次要因素,结论可为相关积尘、除尘工业管道设计提供重要参考。     

团聚对亚微米5A分子筛粒度分析的影响

为了考察小晶粒分子筛团聚对亚微米级5A分子筛粒度分布结果的影响以及适宜的测定条件,实验以水为分散介质,六偏磷酸钠为分散剂,在超声波辅助作用下,用电位/粒度分析仪测定研究了试样浓度、分散剂用量和超声时间对亚微米级5A分子筛分散性的影响。结果表明,当分子筛含量大于5 g/L时,晶粒团聚现象严重,粒度分布呈现单峰(假象),导致粒度测量结果偏大;加入少量(0.005~0.195 g/L)的六偏磷酸钠,有缓解晶粒团聚作用,可将较大团聚粒子(大于2.8μm)分散为较小粒子(1.3μm左右),少量团聚粒子分散成单个晶粒,可测得较小晶粒粒径;超声作用可使较大团聚粒子(0.85~2.80μm)分布峰强度降低,相对较小粒子(0.30~0.85μm)分布峰强度增加。超声时间不宜太长,否则将加剧粒子间团聚,使得测定粒径偏大。当试样中5A分子筛含量为5 g/L,六偏磷酸钠浓度0.195 g/L、超声时间4 min条件下,测得5A分子筛试样粒径分布0.25~0.80μm,峰顶对应粒径为0.473μm,中位径(d50)为0.784μm,与电镜分析结果一致,说明是较为准确的粒度分析方法。     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

化学与湍流团聚耦合促进燃煤细颗粒物团聚与脱除

将化学团聚与湍流团聚技术耦合,实验研究了燃煤细颗粒物在化学与湍流团聚耦合作用下的团聚与脱除效果,以及颗粒物浓度、烟气温度、团聚液喷入量与烟气流速等因素对细颗粒物团聚与脱除效果的影响规律。结果表明,典型工况下化学-湍流耦合团聚能够进一步促进细颗粒物团聚长大以及静电除尘器对细颗粒物的脱除,其作用效果优于单独的化学与湍流团聚。随细颗粒物浓度的升高,团聚与脱除效率均逐渐下降,分别由49.2%与96.7%下降至35.3%与88.2%。随烟气温度与团聚液喷入量的增加,细颗粒物团聚与脱除效率均先升高后降低,并在180℃与12 L/h处达到最高值,团聚与脱除效率分别为44.7%与94.8%。随烟气流速的增加,细颗粒物团聚与脱除效率均逐渐升高,分别由30.5%与86.3%升高至50.2%与97.5%。     

水力旋流器两相湍流数值模拟研究进展

数值模拟已经成为研究水力旋流器流场理论的重要手段,论述了国内外对于水力旋流器内两相流场的数值模拟研究进展,雷诺应力模型作为目前水力旋流器流场模拟的重要模型虽然已经得到广泛应用,但仍存在很大缺陷。通过分析研究成果提出了对于雷诺应力模型的改进和完善,今后对水力旋流器数值模拟研究的重点和发展方向。     

燃煤烟气细颗粒物团聚技术研究进展

调研了烟气中细颗粒物团聚技术的种类与研究情况,并就团聚技术在燃煤烟气湿法脱硫领域的应用前景进行了讨论。     

超细颗粒物增湿团聚技术研究进展

流化床内喷雾增湿可以使颗粒在不断的碰撞中发生强烈的传热传质而团聚长大。综述了颗粒物化特性、操作参数及加入团聚促进剂对颗粒团聚的影响,分析了循环流化床烟气脱硫工艺的工艺过程、床内增湿团聚机理以及综合脱除SO2以及超细颗粒物的可行性,指出增湿团聚技术可以有效提高燃煤烟气中超细颗粒物的脱除效率,有很好的应用前景。     

燃煤过程矿物质形态对亚微米颗粒释放的影响

为研究燃煤过程中亚微米颗粒的形成机理,选取了三种烟煤在沉降炉内燃烧,用X射线荧光光谱和透射电子显微镜能量色散谱仪联用对煤和亚微米灰中的矿物质进行分析,研究内生态和游离态的矿物质的转化过程.结果表明,与碳结构的结合方式决定了矿物质向亚微米颗粒的转化.游离态矿物质很少转化成亚微米灰颗粒,但其组成却影响着Si和Al的转化.     

水力旋流器内流体流动的湍流数值模拟研究进展

对水力旋流器内流体流动的湍流数值模拟研究进行了综合介绍,并就各种水力旋流器的湍流模型进行了分析和评述,提出了水力旋流器的湍流数值模拟研究的新方向。     

微米颗粒污垢特性的数值模拟

通过分析微米级颗粒污垢的特性研究了其在圆管内的沉积过程。首次将雷诺应力方程、拉格朗日方程与相关经验公式相结合建立颗粒污垢沉积和剥蚀的数值模型,用来计算颗粒污垢热阻。以20μm氧化镁颗粒为例,计算结果与实验污垢热阻值吻合良好。结果表明:随着流速的增加,污垢热阻渐近值有所降低;随着颗粒浓度的增加,结垢速率加快,污垢热阻渐近值明显增大;污垢热阻渐近值随管段入口温度的升高而降低。     

射流泵湍流场的数值模拟与实验研究

采用k-ε湍流模型和非等间距加密网格,对射流泵流场进行了数值模拟和分析,并对相应的流场进行了实验研究.结果表明,流场轴向速度剖面在扩散管段具有较好的自相似性,而在喉管段则不然;这种速度剖面变化的转折点与喉管的长度有关;流场的湍动能分别在喷嘴出口与扩散管入口处产生峰值,并且前者远大于后者,可见射流泵流场中,湍流主要发生在喉管入口处,湍动能的不平衡将导致额外的能量损失.本研究结果对工程应用有指导意义.     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟(1)

以气体湍流运动方程组、ｋε双方程湍流模型及颗粒群运动的轨道模型为基础,气体湍流场的计算采用ＳＩＭＰＬＥ数值计算方法,颗粒群的运动方程采用ＲｕｎｇｅＫｕｔａ方法求解,开发研制出相应的通用计算软件,可以理论模拟预测工程气固流动中的气体湍流场的速度分布、颗粒运动速度场及颗粒的空间运动轨迹等。     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟(2)

运用气固多相流数值模拟软件对双通道同轴气固射流湍流场进行了数值模拟研究,预测结果与ＬＤＶ激光测速仪测得的固体颗粒速度分布值进行了比较,结果表明,吻合较好,该软件为气固多相流工程设备的快速、经济的开发研究提供了相应的辅助工具,同时,也是理论研究气固多相化学反应流的基础。     

搅拌槽内单相湍流流场数值模拟研究进展

搅拌槽内的流场是决定混合、传热及传质等操作的基础,对流场的研究具有十分重要的意义,计算流体动力学是研究流场的重要方法。本文回顾了搅拌数值模型的发展历程,阐述了三十年来各种搅拌流场数值模拟方法的特点及其应用情况,对比分析了各种湍流模型的优缺点,并展望了未来搅拌槽内单相湍流模型的发展方向。     

搅拌槽内湍流流场的数值模拟

搅拌槽在过程工业中的应用非常广泛,对搅拌槽内流场的研究具有十分重要的意义。实验研究方法具有局限性,基于计算流体动力学的数值模拟方法是研究流场的重要方法。文中介绍了搅拌流场的数值模拟方法和湍流模型,分析了各自的特点及其应用情况,总结了搅拌模拟时边界条件的处理情况,并指出了未来的发展方向。