生物滴滤法脱除废气中SO_2工艺的研究

优化生物滴滤塔的性能,以提高其对SO2废气的处理效率.在单因素实验的基础上,以气体流量、SO2浓度、温度及pH值作为考察因素,通过设计正交试验,研究其脱硫最佳工艺条件;在最佳工况条件下探讨不同入口浓度、不同填料层高度及喷淋量对脱硫效率的影响.结果表明,各因素对SO2去除率影响大小次序为SO2浓度>温度>气体流量>pH值;最佳工艺条件为气体流量0.9m3/h,SO2浓度1 000mg/m3,pH值2.3~2.4,温度28℃.脱硫率随填料层高度增加而增大, 30L/h喷淋量的脱硫效果较优于24L/h,并且生物滴滤法比较适合于低浓度脱硫.     

自动喷淋系统对羽流火焰高度影响的数值模拟研究

目的研究自动喷淋系统对窗口羽流火焰高度的影响,揭示羽流火焰与喷水强度之间的变化规律,为高层建筑防火隔离区高度的设置提供理论基础.方法利用火灾动态模拟软件PyroSim对有自动喷淋系统的窗口羽流火焰进行数值模拟研究,改变喷水强度,引入危险温度T=540℃、T_1=350℃及T_2=250℃,综合分析窗口温度曲线及等温线数据.结果自动喷淋系统能有效降低窗口羽流火焰高度,喷水强度分别为6 L/(min·m~2)、7.5 L/(min·m~2)、9.2 L/(min·m~2)和10.9 L/(min·m~2)时,单窗口危险温度T的高度与无自动喷淋系统相比降低了1.2～1.6 m,危险温度T_1的高度相比降低了0.61～1.43 m,危险温度T_2的高度相比降低了0.38～1.56 m.结论随着喷水强度的增加,羽流火焰高度明显降低;喷水强度能够抑制羽流火焰融合,故自动喷淋系统对于此类高层建筑外部火蔓延可以起到防控作用.     

衰减火源条件下喷淋烟气沉降特性模拟研究

改变流量建立喷淋模型,利用Tamanini公式对火源功率进行修正,通过数值模拟,研究了不同流量时,喷淋作用区火源功率及烟气层高度的变化情况.进而分析了水喷淋与火源功率衰减耦合作用对烟气沉降特性的影响.同时,对不同的火源条件,比较烟气层高度随时间的变化,探讨了引起烟气沉降的主导因素.结果表明,增加喷淋流量,火源功率衰减幅度减小,喷淋对烟气层的沉降效应增强,烟气沉降区扩大,烟气层高度降低.烟气沉降是喷淋沉降效应和浮力效应协同作用的结果,沉降出现后,烟气层高度随火源功率衰减而降低.     

大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计

对大型烟气喷淋脱硫塔进行合理简化,并结合浆液液滴随机生成模型.采用基于k-ε的湍流方程和基于雷诺平均的Navier-Stocks控制方程,对喷淋脱硫塔进行了空塔和喷淋状态下的热态流场计算.计算结果表明:脱硫塔内入口处流场变化最剧烈,压降损失最大,因此对入口处进行改造可减小压降损失;喷淋浆液液滴对烟气流场具有强烈的整流作用,可以使空塔中的烟气漩涡强度和规模减小.根据计算结果对脱硫塔的来流烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算结果表明,改造后烟气因塔内结构而产生的漩涡已明显减小,流场分布更为合理.     

障碍物对孤立山丘三维风场的影响

采用数值计算软件FLUENT研究障碍物的尺寸、障碍物与山坡坡底的距离对山丘风场的影响.根据计算结果绘制山顶上方50m处的湍流强度和速度变化图,山丘表面风速值线图以及来流方向分风速等值线图.分析结果表明:障碍物越高,距离山坡坡底越近,山顶风速减小幅度越大,越不稳定;山丘上游存在障碍物时,迎风坡和背风坡均出现低速区;障碍物距离山坡坡底较近时,迎风面上还出现了回流现象.迎风面、背风面的速度变化较大,不适合安装风力机;山丘两侧风速一直变化不大,比较适合安装风力机.     

卧式喷淋塔烟气脱硫的数值模拟

卧式喷淋塔技术是北京科技大学环境中心开发的一种新型烟气脱硫系统工艺,在某些方面克服了立式喷淋塔的缺点,具有脱硫效率高、压力损失小、运行成本低、易检修等特点.但在实际工程中仍然需要进一步的改进.为了研究不同喷淋的布置格局对卧式喷淋塔的内部流场的影响,构建了卧式喷淋塔物理模型,采用Icem软件划分网格,利用Fluent软件数值模拟计算.模拟中选择k-ε湍流模型及随机轨道模型,数值模拟计算采用SIMPLE算法.模拟结果表明:双层喷淋设置时喷雾锥角为90°,上部喷淋高度为距顶部0.9 m,下部喷淋高度为距顶部2.4 m,喷淋层间距为1.5 m时,有效的减少脱硫塔压力损失,降低能耗,塔内吸收区烟气流动的速度均匀,增大了气液接触的频率.烟气的温度适宜于气液反应.总体上提高了烟气的脱硫效率,为实际工程的设计和应用提供指导.     

风电机组塔筒结构绕流风场的数值模拟研究

为研究风电机组塔筒结构的气动力特性,基于ANSYS软件,建立了塔筒结构的简化模型并对其进行绕流风场的数值模拟分析,主要探讨了塔筒结构表面风压分布特征,风场风速、湍流度及不同高度比对塔筒表面风压分布的影响.结果显示,圆锥塔筒结构背风面在绕流作用下沿高度方向由上向下形成连续几个回流区,导致背风面受到正压作用;不同风速只有对塔筒背风表面压力大小有较之明显影响,而对塔筒迎风面及侧风面压力大小影响很小;湍流强度对模型表面风压系数大小有不同程度的影响,随着湍流强度的增加,模型侧面(大部区域)、背风表面的压力绝对值相应减小;不同高度比对模型表面风压分布有显著影响.研究结论可为风力发电机塔筒结构的设计提供参考.     

气象观测塔架周围风场水平风速畸变规律的定量分析

采用FLUENT软件,对位于中国巴丹吉林沙漠边缘高度为50 m的气象观测塔,定量模拟了处于水平来流流向风速作用下,塔架周围流场的畸变规律.定量模拟结果显示:流向风速在塔架背风区域的畸变与已有野外测量和风洞实验结果良好吻合,证实了本文定量模拟结果的可靠性.在此基础上给出了流向风速在塔架迎风区域的畸变规律,指出流向风速在塔架迎风区附近的亏损率随塔架方位θ基本服从高斯分布,且无论水平来流流向风速多大和距塔架表面多近,在方位角θ=±55°附近均可基本忽略塔架对来流风速的影响.揭示展向的塔架诱导风速随离塔架表面距离和方位以及水平来流流向风速变化的规律,发现塔架的诱导风速会随着水平来流流向风速的增大而增大,其最大值在展向可达到来流流向风速的15%左右.     

内设防雷引下线风力机雷击暂态特性分析

风力机塔筒内部增设引下线提供了一条新的防雷思路,但需要详细分析引下线泄流过程对塔筒内部电气线缆电磁干扰影响。通过EMTP软件搭建风力机叶片、塔筒和接地系统模型,分析引下线与塔筒分流情况,考虑引下线与内部电气线缆电磁耦合作用,计算不同高度处引下线与电缆线间电位差及平均电场强度。讨论引下线与电缆线安全距离及其受雷电流波头时间和土壤电阻率影响。研究结果表明:增设内部引下线后,绝大部分雷电流经由引下线泄散入地;引下线与电缆线间电位差可达MV级别,二者间平均电场强度极易击穿周围空气,发生侧向闪络;但引下线与电缆线间电位差随着塔筒高度的降低发生极性反转,平均电场强度也呈现出先降低后增加的变化趋势。缩短引下线与塔筒间等电位连接间距能够降低引下线和电缆线间电位差与平均电场强度。引下线与电缆线间的安全距离随着雷电流波头时间的缩短和雷电流幅值的增加而增大,随着土壤电阻率的降低而减小。增设内部引下线需要合理设置其与塔筒等电位连接间距和与内部电缆线安全距离。     

喷头位置对羽流火焰高度影响的数值模拟研究

目的研究喷头位置对窗口羽流火焰高度的影响,揭示羽流火焰高度和喷头位置之间的变化规律,为高层建筑多火焰融合作用下的外部防控技术提供理论依据.方法采用火灾动态模拟软件PyroSim对房间不同位置放置喷头的火灾模型进行数值模拟,通过对所设置工况的模拟研究,分析窗口温度曲线及温度等温线,并引入危险温度T、T_1及T_2.结果喷头位置明显影响窗口羽流火焰高度,喷头分别放置在距窗口2 m、3 m处和距火源中心2 m、3 m处与放置在距窗口1 m处相比,窗口羽流火焰T的高度提高了0.38～1 m,T_1的高度提高了0.2～0.38 m,T_2的高度提高了0.21～0.32 m.结论随着喷头位置距窗口和火源中心的距离增大,羽流火焰高度明显提高,但由于火源位置的随机性,实际安装中无法预知火源位置,故建议选择喷头位置距窗口1 m处,即易于安装,又能有效降低羽流火焰高度.     

大型波纹规整填料塔二维返混特性实验测量与模拟

以热水为示踪剂,对填充有塑料制250Y板波纹规整填料的直径1m的填料塔进行了二维返混特性研究.实验填料塔装填高度2,000mm,装填10层填料,每层200mm,层与层之间交错90°摆放.实验中示踪剂为连续注入,采用铂电阻温度探头分别测量了填料塔距塔顶400mm和1000mm 2个平面的无因次温度分布.应用柱坐标二维返混模型得到了轴向和径向返混系数Dz和Dr,结果发现因为规整填料的各向异性,由模型计算得到的温度场在距离塔顶较远的1000mm平面与实验符合较好,而在较近的400mm平面与实验相差较大.在此基础上提出了基于直角坐标系的各向异性返混模型,每层填料逐层计算,层之间按实际情况旋转90°,结果表明使用相同的Dz和Dr为参数,得到的温度场在400mm平面和1000mm平面均与实验符合良好.     

CFD研究短导流筒对鼓泡塔流体动力学的影响

采用双流体模型及k-ε湍流模型模拟研究了短导流筒内构件对鼓泡塔流体力学性能的影响。共模拟了4种鼓泡塔,即简单鼓泡塔和3种安装有导流筒的鼓泡塔,塔径D均为190 mm,导流筒离底距离分别为0.5D、1.0D、1.5D,导流筒直径为0.7D,长度为1.0D。结果表明,简单鼓泡塔模拟结果与文献实验值吻合较好;安装导流筒后,导流筒下游气含率和轴向液相速度径向分布更为均匀,并且在不降低整体气含率的情况下,显著提高了鼓泡塔底部的液相轴向脉动速度,将有利于三相鼓泡塔内的固体颗粒悬浮。     

基于FDS模拟的充气膜内部火灾温度场分析

基于火灾燃烧模型理论,利用计算流体动力学软件FDS研究了典型充气膜结构的火灾温度场的分布特性,重点分析了单一火源在不同位置的膜面温度场分布.数值模拟结果表明,距离膜面较远的火源条件下,其空间纵向温度分布较均匀,而环向温度分布梯度相对较大;距离膜面较近的火源条件下,纵向和环向温度分布梯度都相对较小,温度相对较为均匀.这为人员安全疏散和进一步的结构力学性能研究提供了参考依据.     

生物膜填料法处理甲苯废气的研究

利用普通填料上生物膜,研究入口气体中甲苯浓度,气体流量,液体喷淋量,填料层高度等因素对生物膜填料塔净化甲苯废气性能的影响。研究结果表明,生物膜填料法对处理低浓度甲苯废气（〈3mg/1）具有较为理想的效果。     

MEA法碳捕集工艺再生塔能耗优化

针对再生塔反应精馏特点,基于再生塔机制模型,建立再生塔能耗优化模型.运用非线性规划优化方法中的罚函数法及牛顿法,以进入再生塔的富液温度为决策变量,对再生塔能耗进行优化.结果表明:在最优富液入塔温度条件下,返塔冷凝液温度和富液升温差的敏感性较差,将富液入塔温度作为决策变量可忽略其影响;再生塔塔底压力的增大有利于降低再生能...     

室内火灾烟气层高度的理论与模拟研究

通过对室内火灾中烟气层质量守恒方程的求解,得出了烟气层稳定高度的数学表达式,分析了影响烟气层下降速度和稳定高度的因素,并运用CFAST区域模型进行了数值模拟。结果表明,室内火灾烟气层下降到一定高度将达到稳定,下降速度和稳定高度与火源大小、房间几何尺寸等因素有关;火源功率越大、房间面积越小、通风口越小,烟气层下降速度越快;房间面积和房间高度越大、通风口越小,烟气层的稳定高度越小,改变火源如果引起烟气净累积量增加则稳定高度减小,反之,稳定高度将增大。     

300MW燃煤锅炉受热面积灰监测与吹灰优化

锅炉受热面的积灰结渣会对锅炉机组正常运行产生不利影响.在四川广安发电厂300MW燃煤机组上,基于烟气压差法建立了尾部受热面的积灰监测模型,基于热平衡原理建立了对流受热面积灰监测模型,对受热面进行吹灰监测,根据监测结果提出吹灰优化模式.在采用该吹灰优化模式后,锅炉出口平均排烟温度降低2.98℃,锅炉效率相应得到提高.     

多维地震激励下特高压直流输电塔的响应分析

强震作用会对输电塔造成巨大的破坏,其中特高压直流输电塔因其高度高、柔度大,对地震载荷作用更敏感。建立了三基±800 k V特高压直流输电塔模型,采用有限元软件进行多维地震动模拟,对比分析了不同呼称高度的特高压直流直线塔、耐张塔的多维地震动特征。研究结果表明:呼高较高的输电塔在多维地震激励下的响应明显大于呼高低的输电塔;同时,耐张塔的响应比直线塔的响应小。因此为提高输电线路的抗震能力,应适当降低输电塔的呼称高度,并且增加耐张塔的数目。     

斜拉桥主塔塔型及塔高的优化分析

塔型和塔高决定斜拉桥整体高度、施工难易和造价.利用MIDAS/Civil软件对某斜拉桥进行了数值模拟,以成桥恒载状态为基础,保持拉索和锚固形式及其锚固点分布基本不变,对3种塔型在恒载和地震荷载作用下的受力进行了分析,认为该桥主塔采用钻石型塔型最优.在成桥恒载作用下,对不同塔高的主梁和塔身的内力、位移以及斜拉索索力数值对比分析,提出了采用最小弯曲能量调整索力的方法来优化主塔高度,认为该桥塔高适当降低为优.     

典型矩形八塔超大型冷却塔塔群风致干扰效应试验

以某拟建183.89 m超大型冷却塔的矩形八塔组合塔群的1:200比例尺模型为研究对象,进行刚体模型测压风洞试验,研究高密度冷却塔群的风致干扰效应,给出受扰塔在16个来流方向下的喉部断面压力系数分布以及结构整体阻力、升力系数,分析形成显著不利干扰的原因.研究结果表明:环向压力系数分布对于受扰冷却塔表面风致效应的反应最准确、最直接,但结果形式繁杂;而结构整体气动力(阻力、升力系数的均值和根方差)简单、明确;与压力系数相比,基于结构整体的气动力可以较准确地确定不利来流工况;在典型不利来流工况下,受扰塔塔体喉部断面的压力系数分布变化特征符合通道作用的机理;高频天平测力试验结果与刚体模型测压试验结果不一致,在现有技术条件下,仅将高频天平测力试验结果作为测压试验结果的补充.