排气管偏置分离器分离性能的数值模拟

采用雷诺应力模型（Reynolds stress model,RSM）对旋风分离器排气管中置和偏置时的气相流场进行了数值模拟,并用拉格朗日法模拟了分离器内颗粒的运动轨迹。气相流场模拟结果与实验结果吻合得较好。结果表明：排气管偏置后,分离器内沿排气管偏置方向的切向速度有所提高,排气管下部短路流较小,颗粒离心运动更加强烈,提高了分离效率的同时压降变化不大,分离器经济性更好。     

气液旋流分离器排气管结构优化的数值模拟

利用FLUENT提供的RSM模型和DPM模型对采用扩散锥形排气管的切流式气液旋流分离器内部气相流场和液滴轨迹进行了数值模拟,模拟结果显示锥角在0²0°范围内,随着锥角的不断增大,压降小幅度减小,当达到临界角度时压降略高于传统型排气管压降,但分离效率提高了9.2%,因此扩散锥形排气管应用到切流式气液旋流分离器内既可以保持压降基本不变又能提高分离效率。     

一种新型气固分离装置结构的优化研究

在已有实验的基础上,结合大型冷模实验、流场实验和计算流体力学(CFD)模拟的结果,以压降和分离效率为综合评价指标,对后置烧焦管出口的气固分离器中心排气管位置(偏心)和中心排气管开缝形式进行了考察。结果表明,保持其它尺寸与基准型分离器一致而中心排气管改为切向开缝形式的分离器,既能保持分离效率不低于基准型分离器,又能降低压降,在实验条件下压降不超过1 900 Pa,分离效率大于98%     

新型扩散式下排气气固分离器实验研究

通过分离效率的测定和三维粒子动态分析实验,研究了扩散式下排气气固分离器的分离流阻、流场分布、分离效率等,从而达到降低扩散式气固分离器的阻力,提高分离效率的效果。分离器内部的各种设计,如上导流锥高度的确定、下导流锥的倾角、排气管高度等均为提高气固分离器的效率和降低阻力,从实验可以看出该气固分离器对于30μm粒径的粗灰的分离效率很高,能达到95％以上,从实验综合比较效率和阻力选择了一最优方案。     

蜗壳式旋风分离器减阻实验研究

根据蜗壳式旋风分离器环形空间流场研究结果,在分离器排气管特定位置上加装减阻片。加装直片减阻片后,最大减阻幅度达59%,但由于减阻片对环形空间内的切向速度影响较大,分离效率下降约5%,综合效率因子降低了2.2%;在排气管外壁周向270o处加装改进型减阻片对切向速度的影响较小,同时可以大幅度提高分离器中心部分的静压,从而可使分离器压降降低22%,效率仅下降0.3%,综合效率因子提高25%。     

连续螺旋折流板换热器热力学性能的数值模拟研究及实验论证

螺旋折流板是公认比较良好的弓形折流板的替代品，因此，本文采用数值模拟分析结合实验论证的方法对理想连续螺旋折流板换热器的热力学性能进行了综合研究。结果表明,连续螺旋折流板的阻力传热综合性能相较于弓形折流板换热器提高了9.24%～23.05%，且该实验结果与数值模拟吻合较好。此外，本文通过数值模拟进一步研究了螺旋角对连续螺旋折流板换热器的整体性能影响。结果表明同壳程流量下，折流板螺旋角的减小可以提升换热器的总传热系数。在螺旋角为28.42°时，总传热系数提高幅度达到峰值，为38.91%；螺旋角为17.66°时提高幅度有最小值30.80%。同传热水平，大螺旋角的换热器阻力和传热综合性能相较于小螺旋角的换热器提高了4.55%～59.95%。     

CFB用旋风分离器内气相流场的数值研究

采用RSM非稳态湍流模型对循环流化床锅炉用旋风分离器内气相流场进行了数值模拟。计算值与实验值比较吻合。数值计算的结果表明:排气管下口存在明显的短路流,排尘口附近存在明显的返混现象;排气管直径增加,分离空间切向速度值降低,上行流轴向速度减小。用CFD方法计算的旋风分离器内流场可为高效CFB锅炉用旋风分离器的设计提供参考依据。     

旋风管分离器流场模拟研究

旋风管作为多管式旋风分离器的主要元件,已经成为气固两相分离的重要研究对象,主要用于处理气量较大且对分离效率要求较高的工况。本文采用大涡模拟的方法考察了分离器内切向与轴向速度分布形态的影响。模拟结果表明：在一定程度上加长排气管的插入深度对分离效率的提升是有益的;旋风管筒体太长对分离效率的提高作用不大;增大排气管直径有助于降低降压。     

倒锥注气强化井下油水分离水力旋流器性能研究

为了进一步提高井下油水分离水力旋流器的分离性能,提出一种倒锥注气式井下油水分离水力旋流器结构,开展倒锥注气对油水分离性能影响研究。利用数值模拟和实验研究相结合的方法,对不同注气量、含油浓度、分流比、入口流量等操作参数下的流场分布特性和油水分离效率进行分析。结果表明,随着注气量的增加,分离效率呈现先升高后降低的趋势,当注气量为2.034 m³/d时,分离效率达到最大值98.52%;当水力旋流器的入口含油浓度为0.75%、分流比为40%、入口流量为5.4 m³/h时,可获得水力旋流器的最佳分离效率为99.51%,较注气前提高了1.11%。针对注气后的井下油水分离水力旋流器开展室内分离性能实验研究,数值模拟和实验结果呈现相同的变化趋势,验证了倒锥注气强化分离性能的可行性及数值模拟结果的准确性。     

直流导叶式旋风管性能的数值模拟研究

应用fluent6.3软件,RNG k-ε模型,对直流导叶式旋风管流场进行数值模拟,分析了装置的压降特性;应用欧拉-拉格朗日2相流思想,通过离散颗粒模型（DPM）模型,对装置在不同颗粒粒径下的分离效率进行了模拟.结果表明,直流导叶式旋风管压降和分离效率的影响因素主要包括气流进口流速和装置结构参数2方面.随着进口流速的增大,装置压降增大,分离效果显著提高;对于装置结构,则分剐研究了进口包括导流叶片偏转角及个数,分离段长度和排气管入口结构包括内径、插入深度及形状,得到部分结论为：增大导叶偏转角或增大分离段长度,压降增大,分离效果提高;增大排气管入口内径,压降减少,分离效果减弱;随着直筒、锥形、直筒＋锥形改变,压降逐渐减小.数值模拟结果与实验结果有较好的一致性,因此,数值模拟对于设计过程中压降和分离效果的预测起到了较好作用.     

低阻高效抛煤机锅炉飞灰分离装置的实验研究

对使用于抛煤机锅炉的下排气式旋风分离器进行了实验研究,主要研究排气管径、导流体插入深度、导流体-排气管间距（导排间距）等因素对分离器分离效率和压力损失的影响。实验结果表明,排气管径为0．75D、导流体插入深度为0．75D、导排间距为0．5D的旋风分离器结构综合性能较好,适合应用于抛煤机锅炉作为飞灰分离装置。     

旋流片支撑管束的传热与流阻性能

提出旋流网板管壳式换热器,并对空气纵向流过旋流片支撑光滑传热管束的传热与流阻性能进行了实验研究。另外比较了270-38.1、180-38.1、270-20.3、180-20.3 四种旋流片和空心环的强化传热性能。实验结果表明,270-20.3和180-20.3旋流片支撑光滑管束的强化传热评价因子η比空心环支撑的高出7％,而270-38.1、180-38.1、空心环的评价因子η相差不大。除了起到支撑管束作用外,270-20.3和180-20.3旋流片还具有良好的强化传热效果。实验结果可为对管壳式换热器的研究设计提供参考。     

Numerical and Experimental Study on a New Separation Device for Gas-Solid Two-Phase Flows

A novel separation device is designed to separate solid particles from the high-temperature, high-pressure dusty gas based on oblique shock wave theory. Two-dimensional numerical simulations and a series of experiments of the separation of the supersonic gas-solid two-phase flow are carried out. The aim is to validate the conditions for realizing the gas dedusting and to study the performance of the separation device. It is found that the gas dedusting can be realized only when the physical interface which basically overlaps the geometrical interface are stable and the design flow velocities at the dust-carrying and dust-absorbing nozzles are close to each other. Besides, the experimental results show that 57.83%～67.28% particles with a sauter average diameter of 9.84 µm can be separated by the experimental device. 75.73%～80.15% particles with diameters above 8.31 µm and 96%～100% particles with diameters above 15 µm can also be separated. Larger particles correspond to higher separation efficiency. The same conclusions are also drawn from the numerical simulation results. The study indicates that the present method for the separation of gas-solid two-phase flow is feasible and highly efficient.     

纤维素的酸处理及醋酸酯化表面改性研究

分别用HCl和H2SO4处理从棉纤维中提取的纤维素,100℃下回流水解30～60 min得到微晶纤维素(MCC),并对其进行醋酸酯化表面改性.采用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)技术研究酸处理对MCC的聚合度、结晶度和热稳定性的影响,探讨了改性方法对产物性能的影响.结果表明,纤维素微晶化后仍保持原来的晶型以及晶区和非晶区共存的微细结构,结晶度不能达到100%.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,不同酸处理后所得产物的形态和热性能有所不同,MCC的最高适用温度不宜超过270℃.适宜的醋酸酯化改性条件为:硫酸和水体积比1∶8、温度60～70℃、改性处理3～5 h.改性后微晶纤维素的内部结晶区结构没有变化,在有机溶剂中的分散性得到良好的改善.     

煤气化细渣陶瓷膜真空脱水试验与数值模拟

气化细渣是煤炭气化过程的废弃物,高效脱水是其资源化利用、减量化处置的必要前提。本文采用陶瓷膜真空过滤系统开展了脱水实验并对脱水过程进行了数值模拟。气化细渣料浆浓度和液下吸附时间影响滤饼厚度且滤饼厚度增加导致水分运移路径增长,使得有效脱水时间增加;滤饼脱水过程的脱水速率值呈现非线性降低趋势且滤饼水分极限值为40%,这与气化细渣物化性质有关;真空度>0.08MPa时气化细渣滤饼中“通道水”能够在约24s有效脱除。Fluent数值模拟过程选用了欧拉模型并确定了陶瓷膜滤板和气化细渣滤饼的阻力系数,脱水过程的实验值与模拟结果误差小于5%,证实了模型可靠性。模拟过程分析了气化细渣脱水过程中压力场和水分含量分布云图的演变规律,结果表明,增加脱水系统真空度、降低滤饼厚度、提高“通道水”比例以及增大气化细渣颗粒等效当量直径能够提高气化细渣脱水效率。此外,陶瓷膜真空脱水过程所得滤液洁净度高且部分指标达到了工业用水的标准。     

FDY抗弯曲涤纶长丝的研制

对 FDY纺牵联合机进行改造 ,通过改变纺丝速度和拉伸倍数等主要工艺参数 ,研究了纤维纺制过程中取向度、结晶度、初始模量等指标的变化情况 ,找到了最佳的技术条件 ,解决了普通 FDY涤纶长丝抗弯曲性能较差、织造中割绒困难、绒面倒伏、不平整、不丰满的问题 ,试验表明 :FDY涤纶长丝取向度 0 .1 2 7～ 0 .1 30、结晶度达 36%～ 37%、初始模量达 90～ 92 c N/ dtex时 ,纤维既有很好的抗弯曲性能 ,刚性不会太大和织物手感不会太硬     

滚筒式干燥机在盘北选煤厂的应用

介绍了滚筒式干燥机的结构特征及主要技术参数,对运行中存在的干燥炉易烧坏、干燥筒运行速度单一、排料刮板易堵塞、水膜除尘器效率低、导向板易损坏等问题进行了分析,并采取了相应的改进措施;干燥后的煤泥水分在12.00%~15.00%,掺入混煤销售,选煤厂取得了显著的经济和环境效益。     

螺旋转子的结构参数对管内换热影响的数值研究

管内插入物是一种强化管内换热的有效方法,内插可以旋转的结构在强化换热的同时还具有良好的除垢效果。数值研究了内插螺旋转子的管内流动与换热,发现与光管相比,换热强化30%,而阻力则为光管的6～7倍。数值计算结果表明,叶片与管壁间隙、转子螺旋节距的增加以及转轴半径的减小,可引起转子转速不同程度的减小,从而导致管内Nusselt数和阻力系数的减小。适当增加转子螺旋节距,减小转轴半径及叶片与管壁间隙,可使其强化换热性能更优。     

顺排翅片管束加扰流件强化传热和阻力特性的试验研究

本文通过试验研究，对比了顺排翅片管束与管间加扭带、角钢和圆管时的传热和阻力特性，指出加扭带可强化传热３％－７％，管束阻力约增加３０％；加角钢可强化传热６％－２０％，管束阻力约增加１９％－４０％；加圆管可强化传热０．３％－３．５％，管束阻力约增加５％。加扰流件在低流速时的效果好于高流速时的。     

电导法测量新型旋风分离器内液膜的分布规律

根据电导率变化原理设计了双平行电导探针,并采用该探针对新型旋风分离器内的液膜分布进行了研究。通过对不同结构参数和操作条件的研究发现,液膜沿筒体呈不对称分布,入口附近截面上的液膜随着轴向距离的增大其最厚值点沿圆周后移,液膜呈螺旋带状下行;发展后的液膜厚度在不同截面的最大值在160°左右的圆周角度处。研究还表明,随着处理负荷的增加,切向速度增大,液膜的分布区域变大,有利于分离效率的提高,但整体液膜厚度变薄,不利于减缓筒壁的磨损;入口角度的变化对撞击区附近的液膜分布影响较大,入口角度越大,切向力在径向上的分量越小,液膜的分布范围越小;另外,随着升气管直径的增加,由于分离空间变小,整体液膜厚度增加。