电除尘环境下可吸入颗粒物运动轨迹数值模拟

采用有限体积法求解电晕放电电场,利用k-ε双方程湍流模型、动量方程附加电场力源项的方法求解电流场,利用拉格朗日法、四阶龙哥库塔积分荷电速率方程分别求解颗粒运动轨迹及颗粒荷电量,基于随机轨道模型并考虑颗粒间湍流扩散,计算离散相和流体相相间耦合,采用R-R粒径分布模型,模拟了电除尘器内电势分布、电荷分布和颗粒运动轨迹.求解结果表明,电除尘器内电势和空间电荷密度在电晕线附近最大,向四周不断减小,计算值与文献实验值吻合良好.电除尘器内颗粒运动轨迹为偏向极板的曲线,且受湍流扩散影响显著.颗粒粒径越大,工作电压越高,气流速度越小,颗粒越容易被收尘极板捕集.     

多翼离心风机叶轮内油性粒子沉积特性的数值研究

为了揭示多翼离心风机内部油性粒子沉积分布规律,减少风机内粒子沉积,采用Fluent离散相模型描述粒子运动,同时结合临界速度模型和用户自定义函数(UDF)建模油性粒子在壁面上的沉积,模拟研究了多翼离心风机内油性粒子的运动轨迹和沉积特性,并探究了颗粒直径对沉积分布的影响。结果表明：油性粒子沉积主要分布在叶片压力面,且靠近出口尾缘段尤为严重;由于进气条件不稳定,整机下内部流场更为紊乱,沉积情况也更为严重;大直径粒子受惯性力主导更容易沉积在叶片表面。针对油性粒子沉积分布规律及成因,提出了切割叶片减小叶片出口安装角从而减少叶轮内油性粒子沉积的方法。对于切割后的叶片,叶轮出口处流动分离区域减小,叶片尾缘段涡量减小,通过数值模拟和实验研究发现,叶轮内油性粒子沉积率分别下降了30.75%和30.66%,两者吻合良好,证实了提出的减小叶轮油性粒子沉积方法的有效性。     

湍流射流中示踪粒子的跟随性数值模拟分析

为了探究聚苯乙烯颗粒在射流场中的跟踪效果,采用大涡模拟(LES)方法求解射流流场,并与实验结果进行对比,以验证流场模型.定义了密度与水相同的5种不同粒径的虚拟颗粒,采用离散相模型(DPM)计算其运动轨迹,将其响应时间的理论分析结果与数值模拟结果进行对比,验证了DPM模型的准确性.随后对粒径范围为1~400μm的11种不同粒径的聚苯乙烯颗粒在一定雷诺数射流流场中的跟随特性进行了模拟计算,并与初始时刻相同位置的质点运动轨迹进行对比分析.结果表明,流场的复杂变化对颗粒的跟随性有很大影响,这表现在即使颗粒粒径很小时,颗粒与流场的速度依然存在一定偏差.在所研究工况下,粒径小于200μm的聚苯乙烯颗粒与水的速度偏差大部分在20%以内.     

提高含尘离心风机耐磨性能的气动措施的试验研究

通过试验对粘附于离心风机叶片压力面上的球状颗粒对风机耐磨性能的影响进行了可视化研究．结果表明，粘附于风机叶片压力面上的球状颗粒不仅可以有效地提高风机的耐磨性能，而且还可以通过改变球状颗粒在叶片压力面的分布来控制叶片的主要磨损部位，最后对含尘离心风机实行气动保护的机理作了分析讨论．     

径向直叶片风机三相除尘数值模拟

文章利用Fluent流体仿真软件在欧拉坐标系中采用Realizableκ-ε湍流模型描述径向直叶片风机的气相湍流流动,在拉格朗日坐标系中采用离散相模型(discrete phase model,DPM)描述径向直叶片风机的粉尘与液滴的运动,同时考虑气、液、固三相之间的耦合关系,基于Euler/DPM/DPM模型对风机内部流场进行数值模拟。计算结果表明,风机的气相流场较为复杂,具有强旋流特点;液滴相在风机叶轮的强烈扰动作用力下充满整个风机;大中粒径的固体颗粒基本被风机叶片上水膜捕捉,而小粒径的颗粒一部分被风机叶片捕捉或被甩到风机蜗壳壁面而被其上的水膜捕集,另一部分则会从风机出口逃逸。通过将数值计算结果与实验值进行对比,验证了三相流模型用于模拟风机内部三相流动的可行性与准确性,该模型可用于进一步研究运行参数对风机除尘效率的影响及风机的结构优化设计。     

90°方形通风弯头内颗粒物沉积的模拟研究

采用拉格朗日随机轨道模型,模拟追踪了不同送风速度下粒径1～100μm的颗粒在90°方形通风弯头内的运动轨迹.考虑了弯头尺寸、湍流强度以及壁面粗糙度等因素对沉积率的影响,结果表明:当处于紊流过渡区(5K+30)时,壁面粗糙度对颗粒沉积率有明显的影响,沉积率随着Stk数和弯曲比的增大而不断增大,且弯曲比为4的弯头比较利于颗粒的输运.     

离心除尘风机收尘过程数值模拟分析与预测

应用Fluent软件,对某5-51型风机内部气固两相流进行三维数值模拟,分析不同粒径颗粒的运动轨迹,初步推测在蜗壳上开平口出灰孔时的除尘规律,然后模拟在蜗壳上开单个平口出灰孔且孔位置变化时的颗粒轨迹,对比开孔前后颗粒轨迹的异同,再结合对各单孔除尘效率模拟值的分析及已有研究,得出开平口孔时,对于一般粉尘:气流跟随性强的颗粒反向逸出出灰孔制约了除尘效率的提高;形貌相同的同种粉尘颗粒,粒径较大的除尘效率较高;当能有效抑制反向逸出时,沿蜗壳螺旋线位置变化的单孔,其除尘效率基本呈依次增大的趋势。     

1139t/h超临界切圆锅炉气固两相流动数值模拟

为研究1139t/h四角切圆燃烧锅炉炉内气固两相流动问题,采用标准k-ε模型和DPM模型数值研究3种典型负荷下炉内流动特性及固体颗粒运动轨迹.研究结果表明:在不同负荷下四角射流均能形成稳定切圆,但炉内气流偏斜严重易引起水冷壁的结渣;100%负荷下在炉膛壁面产生漩涡,颗粒对水冷壁造成冲刷;炉内合适的煤粉粒径能够保证煤粉在炉内的停留时间.研究结果对锅炉的热态燃烧调整提供理论依据.     

滚筒洗衣机烘干流道改进及离心风机降噪研究

为研究滚筒洗衣机的烘干流道与其离心风机的气动性能和气动噪声的匹配关系,优化烘干流道、提升离心风机气动性能、降低气动噪声,文章利用数值模拟的方法对离心风机的流场特性进行仿真,对其气动噪声进行模拟,获得了原模型离心风机的流场特性和气动噪声特性,并通过实验验证了数值模拟的正确性;根据计算结果,设计了改进模型提升离心风机的气动性能,降低其气动噪声,并进行实验测试了原模型与改进模型离心风机的性能。结果表明:改进后的烘干流道降低了对气流的阻力,改善了其与离心风机的匹配关系,使风机全压提升45.61Pa,提升幅度达23.05%,效率提升20.11%,洗衣机整机噪声下降2.54dB(A)。优化后的流道和离心风机的气动性能与噪声特性具有良好的匹配关系。     

立轴冲击式破碎机除尘的数值模拟与仿真分析

采用计算机流体力学(CFD)理论中的离散相模型(DPM)对立轴冲击式破碎机内部复杂的气固两相流进行数值仿真,模拟立轴冲击式破碎机除尘装置除尘过程,探究除尘装置的除尘效果及最佳风机风量.以不同粒径的固体颗粒为入射源,分别从流场的速度、压强等方面讨论分析破碎机内部气固耦合作用,分析在除尘口风机不同风量下破碎机的除尘装置对不同粒径的颗粒的分离效果.结果表明:风机风量在最大值的40%~60%之间时,既能保证除尘装置的除尘效果,又能尽量避免粒径较大的颗粒被吸除.     

颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹研究

根据颗粒在流场中的受力公式,推导出了低Re下颗粒在水轮机各通流部件上绝对运动的运动轨迹通解方程及高Re下的轨迹计算方程.在采用相对坐标的基础上,推导出了颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹方程.还计算了不同颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹.     

不等粒径流化床的硬球模拟

实际工程中,气固流化床中固相颗粒的直径满足一定的分布规律,但近年来颗粒轨道模型的研究中颗粒直径并不满足一定的分布规律.基于颗粒轨道模型,提出了粒径服从均匀分布（正态分布）的硬球方法;改进了颗粒碰撞搜索技术;模拟了单孔、双孔、三孔分布板中气泡的形成、上升、破裂过程以及流化床中的节涌现象;研究了粒径分布不同时,固相颗粒的速度分布规律.研究结果表明：分布板的结构对气泡行为有明显影响;宽粒径分布的颗粒轴向速度大于窄粒径分布的颗粒轴向速度.     

离心风机叶轮内气固两相流动的理论及数值解法

利用叶轮机械内Ｓ１、Ｓ２流面迭代方法对离心叶轮机械内气体流场进行数值分析，提出了用三维有限元数值插值技术和四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法解高阶常微分方程组的新方法，并利用此方法求解离心叶轮机械内三维粒子的运动迹方程．以３００ＭＷ电站锅炉引风机为算例进行气固两相流数值分析，找出了不同颗粒粒径、进口位置对叶轮碰撞和磨损的影响，有助于以气动力学观点确定电站锅炉引风机防磨设计新方法．     

离心风机三元扭曲叶片叶轮中气固两相流动的研究

本文对三元扭曲叶片叶轮离心风机内粒子运动轨迹及叶轮磨损情况进行了理论分析和实验研究。考虑风机叶片的三元扭曲特性,推得一整套三元扭曲叶片粒子反弹的计算公式.对三元扭曲叶片和单圆弧叶片的碰点分布进行了计算比较,前者比后者的分布均匀程度有所改善。用靠背管测量含尘与不含尘时的风机特性是可行的.试验证明,本文所用的两相流物理模型,其理论计算与试验结果有很好的一致性,对设计和制造耐磨性较好、效率较高的风机有一定的实用价值.     

一种特殊条件下航空炸弹弹道特征数的符合计算

针对某型战机上挂载使用某型航空炸弹的问题,提出了一种炸弹弹道系数的符合计算方法。该方法选用航空炸弹质点弹道模型,采用虚拟风洞数值模拟得到的炸弹阻力定律,结合实弹靶试数据,对弹道系数进行了符合计算。该符合计算方法下的射程误差在1%以内。文中弹道模型可能适用其它质点弹道模型,选用的弹道模型与阻力定律同某型飞机火控弹道模型和阻力定律越是一致,符合计算出的弹道特征数就越有实用价值。在挂载航空火箭弹或采用航炮炮弹时,可考虑选用西亚切阻力定律。对于航空子母弹、带降落伞的低空高阻炸弹,可符合计算出它们相应的等效弹道的弹道特征数。     

柴北缘马海东地区路乐河组冲积扇特征

柴达木盆地北缘马海东地区新揭示了路乐河组。为明确其沉积相类型及有利的储集相带,通过野外和岩心沉积构造的观察、粒度分析、测井相分析等方法系统研究了路乐河组的沉积特征,分析了沉积充填规律,建立了沉积相模式。研究表明,柴达木盆地北缘路乐河组广泛发育冲积扇相沉积,自盆缘向盆内依次发育扇根-扇中-扇缘沉积。路乐河组填平补齐,以北东方向的祁连山为物源区的冲积扇向盆内的马北古凸起超覆,控制了柴北缘中段的地层展布和沉积演化规律。马海东地区发育3个砂层组,处于冲积扇的扇中-扇缘亚相,发育河道充填和漫流沉积微相。扇中河道充填、漫流沉积以及扇缘河道充填沉积是较为有利的储集相带。     

谷物流化床偏析现象的探讨

对谷物流化床中偏析现象进行了初步探讨,分析了影响偏析的主要因素,并提出了谷物流化床粒径偏析分布的数学模型,为开拓流态化技术在农业物料加工中的新应用领域,为谷物流化偏析现象的实用化研究作了必要的理论准备。     

实验室砂尘颗粒冲蚀-腐蚀交替试验技术研究进展

 调研了砂尘环境、砂尘颗粒冲蚀相关的试验方法,着重对比砂尘流高速冲击试样方法的相同点和主要区别,确定了喷磨试验方法更适合开展压气机叶片、风扇叶片的冲蚀试验研究。冲蚀试验设计采用 GJB 241A-2010、GJB 242A-2018所示成分和粒度的砂尘,通过控制送砂速率和试验时间达到实际服役中压气机转子叶片、风扇叶片的砂尘作用量,当量发动机使用1年的砂尘冲刷环境。另外,采用砂尘颗粒冲蚀试验与GJB 150.11A-2009盐雾试验交替的方案更贴近实际环境。     

基于MSP430单片机的弹道解算方法研究与实现

为满足弹道修正引信技术对弹道载弹道解算的低成本、小体积、高性能要求,验证一种小型微控制器作为弹道解算控制器的可行性.在研究弹丸质点弹道模型及其数值解法的基础上,设计基于MSP430单片机的弹道解算器硬件和软件并进行了调试.通过半实物仿真实验对其弹道解算精度和实时性进行验证.结果表明,设计的弹道解算控制器在精度和实时性方面满足弹道修正引信需求.