同轴对置撞击流吸收器流场特性的三维数值模拟

采用商用FLUENT软件中的标准k-ε模型,对同轴对置撞击流吸收器的流场特性进行了三维数值模拟研究,揭示了其中流体的主要流动规律,并对其速度场和压力场进行了分析,为同轴对置撞击流吸收器的优化和改进设计提供了基础数据和理论依据.     

撞击流中单颗粒运动行为的数值模拟

通过采用格子波耳兹曼方法模拟撞击流流场,采用拉格朗日法跟踪颗粒相,对单颗粒在撞击流中的行为进行了数值模拟,得到了不同Re数和不同喷嘴间距H与喷嘴高度W比值(H/W=1,2,4)时颗粒的运动轨迹图,以及颗粒在流场中的最大渗入深度和停留时间.同时,对颗粒在湍流撞击流中的运动规律也进行了初步探讨.计算结果表明,当H/W一定时,随着Re的增大,渗入深度变长,停留时间却变短;而当Re不变时,随着H/W的变大,渗入深度和停留时间都变长.     

撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型

在理论分析的基础上导出了撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型,并通过实验结果验证了模型的正确性;计算结果得到了浓缩器内气、液温度和速度及液滴浓度和累积蒸发量沿轴向位移的变化。     

撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型

在理论分析的基础上导出了撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型，并通过实验结果验证了模型的正确性；计算结果得到了浓缩器内气、液温度和速度及液滴浓度和累积蒸发量沿轴向位移的变化。     

撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型

在理论分析的基础上导出了撞击流浓缩器浓缩溶液的数学模型,并通过实验结果验证了模型的正确性;计算结果得到了浓缩器内气、液温度和速度及液滴浓度和累积蒸发量沿轴向位移的变化.     

撞击流吸收器吸收性能实验研究

利用清水吸收空气中的ＣＯ２,在实验室内考察了撞击流吸收器的吸收性能,并与具有内循环的喷射式吸收器、鼓泡式吸收器进行了对比。实验结果表明,撞击流吸收器的吸收率和体积传质系数明显高于具有内循环的喷射式吸收器和鼓泡式吸收器。对吸收器用于有固体产物生成的吸收过程进行的初步实验表明,撞击流吸收器对Ｈ２Ｓ的吸收率比具有内循环的喷射式吸收器高,且在吸收过程中,无固体产物堵塞喷嘴现象出现。这一结果对进一步将撞击流     

撞击流吸收器吸收性能实验研究

：利用清水吸收空气中的ＣＯ２,在实验室内考察了撞击流吸收器的吸收性能,并与具有内循环的喷射式吸收器、鼓泡式吸收器进行了对比。实验结果表明,撞击流吸收器的吸收率和体积传质系数明显高于具有内循环的喷射式吸收器和鼓泡式吸收器。对吸收器用于有固体产物生成的吸收过程进行的初步实验表明,撞击流吸收器对Ｈ２Ｓ的吸收率比具有内循环的喷射式吸收器高,且在吸收过程中,无固体产物堵塞喷嘴现象出现。这一结果对进一步将撞击流吸收器用于有固体产物生成的化学吸收过程的研究具有指导意义     

撞击流气固两相流动中曳力模型的分析

为研究水平对称撞击流中气固两相曳力模型对球形颗粒运动的影响,运用FLUENT软件对spherical、stokes-Cunningham模型以及一种新型曳力模型下的气固两相流进行了数值模拟。新型曳力模型利用FLUENT中用户自定义函数(UDF)程序实现。采用欧拉-拉格朗日方法计算流场速度分布、进出口压力差、颗粒在撞击流装置停留时间以及颗粒运动轨迹。结果表明,采用新型曳力模型模拟撞击流气固两相流动,其速度分布基本关于撞击面对称分布。对于不同曳力模型,气固两相撞击流装置进出口的压力差在24. 9～25. 0 Pa之间。采用新型曳力模型模拟颗粒在撞击流装置停留时间主要分布在0. 4～1. 0 s,其颗粒运动现象与实验结果在定性上是一致的。     

四喷嘴对置式撞击流的数值模拟

通过实验测量和数值模拟(Realizable к-ε湍流模型)相结合的方法研究了四喷嘴对置式撞击流的流场,得到了两者相吻合的结果。模拟结果再现了装置内的分区流动情况;通过对模拟数据分析,计算出了回流比沿装置轴向的分布,发现喷嘴顶部高度和喷口速度的大小对顶部空间的回流比分布影响明显;而喷嘴顶部高度和喷口速度对喷嘴以下空间的回流比分布影响甚小,大约距喷嘴2倍装置直径距离后喷嘴以下空间回流消失。     

同轴撞击流浓缩器浓缩稀硫酸的数值模拟

在理论分析的基础上建立了同轴撞击流浓缩器浓缩稀硫酸的理论模型,并用R-K法进行了数值模拟。结果表明撞击流浓缩器可以强化传递过程,用它浓缩稀硫酸是可行的。     

密相干塔烧结烟气脱硫系统仿真研究

应用Fluent软件对密相干塔模拟仿真,研究了烟气整流系统和链式搅拌器对烟气流场和湍流、循环灰轨迹及系统压力损失的影响,并在模拟工况下确定了烟气整流系统较优导流板布置形式.研究结果表明,链式搅拌器能够显著增大塔内附近区域的湍动能,提高转速不能明显提高整体烟气湍流强度,双层链式搅拌器可以增大高湍流强度区且减缓其衰减速度,该工况下安装双层链式搅拌器,转速为100 r.min-1较为理想,此时密相干塔能够实现烟气均布和气固充分接触,大部分颗粒参与内循环,少部分进入除尘器,系统压损约为200 Pa.     

动态混合器内流动和混合特性的CFD模拟

首先建立了动态混合器的三维实体模型,然后利用动态方腔拖曳流的粒子图像测速（PIV）流场实验检验了模拟方法的可靠性。在此基础上对动态混合器进行了计算流体力学（CFD）模拟,研究了进料量和操作转速对混合器内流动和混合特性的影响规律。研究结果表明：动态混合器的高剪切速率主要集中在定转子交界处;动态混合器出口处的浓度分布标准差正比于质量流量,反比于转速。最后提出了一种评价动态混合器操作性能的新方法。     

散体颗粒在滚筒内运动特性的实验研究与数值模拟

通过实验方法研究了不同转速下丝状散体颗粒在滚筒内的运动状态,并采用烟丝作为实验材料,测量其在滚筒内的停留时间.实验结果表明:滚筒烘丝机转速越大,颗粒在抄板的提升作用下运动越剧烈,做圆周运动的时间越少,从而导致颗粒在滚筒内的总停留时间越短.在该实验基础上利用"虚拟颗粒团"方法对滚筒内散体颗粒的运动过程进行数值建模,得到的模拟结果与实验数据吻合较好.因此,采用此数学模型模拟不同滚筒倾角条件下丝状颗粒在滚筒内的运动过程,模拟结果显示:滚筒倾角越大,丝状散体颗粒在抄板和滚筒壁面的综合作用下,纵向运动时间越少,颗粒在滚筒内停留时间越短.     

基于DEM-CFD耦合方法的水合物与砂颗粒运动分析

采用离散元素法(discrete element method,DEM)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的耦合方法,对海底水合物中砂颗粒和水合物颗粒运动进行了研究。利用球形颗粒沉降模拟实验验证了耦合方法的可行性,分别分析了单个砂颗粒和单个水合物颗粒运动过程中颗粒位置、速度、受力及角速度的变化规律。结果表明:砂颗粒向容器底部沉降,在到达底部时发生碰撞,同时颗粒发生旋转;水合物颗粒向上运动,颗粒没有发生旋转。最后对颗粒群进行了模拟仿真,结果表明,DEM-CFD耦合法能够模拟大量颗粒运动的复杂流动,并且能从微观尺度分析颗粒受力和运动情况,对水合物颗粒和砂颗粒运动的研究提供了一种可靠有效的方法。     

旁通式烟气循环流化床脱硫特性的数值模拟

应用标准k-ε模型、DPM模型和物质输运与化学反应模型模拟了烟气循环流化床内的两相流动及脱硫反应,模拟结果和实验数据吻合较好。模拟研究了2种脱硫塔的脱硫效率和流动阻力,并进一步研究了入口SO2浓度对旁通式脱硫塔脱硫效率的影响。结果表明：旁通式脱硫塔的脱硫效率和阻力特性要优于无旁路脱硫塔;旁通式脱硫塔的脱硫效率随入口SO2浓度的增加而降低;脱硫塔内湿度增加时,脱硫效率增加。     

基于粒子系统的爆破烟尘运动的模拟研究

在对爆破烟尘源及其特征分析的基础上,通过质量通量、动量通量、浮力通量分析,加之闭合假设,建立了描述爆破烟尘运动的数学模型,基于粒子系统对爆破烟尘的冲击运动、蘑菇云运动和扩散运动的烟尘云形状进行模拟研究,编制出BSMS模拟软件,实现了对爆破烟尘运动实时模拟.     

覆岩组合运动规律的研究

论文以相似材料模拟实验为基础，比较深入地探讨了覆岩组合运动的条件，研究了相关的机理并提出了相应的准则和判据。论文同时研究了开采后覆岩离层一生的位置和离层扩展的规律，正确指出离层位置和扩展规律对组合结构的形成的重要作用。     

大桥沟泥石流运动特征及其对工程影响分析

以大桥沟泥石流为例,针对没有泥石流运动特征实测资料的情况,在地质调查的基础上,根据泥石流、洪水、暴雨三者之间的紧密联系,采用推理公式、雨洪修正与泥痕调查相结合,将已知的不同设计频率下的暴雨特征值转化为不同设计频率下的洪水峰值流量,最终求出不同设计频率下的泥石流峰值流量、一次泥石流总量及输沙量等特征值;最后结合泥石流发生频率分析,对泥石流对工程的影响作出评价.此方法可为西南地区在没有泥石流运动特征实测资料的情况下分析泥石流对工程的影响提供借鉴.     

基于CFD技术的轿车外流场数值模拟及优化

利用CATIA软件建立爱丽舍轿车车身的三维模型,在ANSYSWorkbench软件中建立其有限元模型。导入fluent软件中,采用Realizable志_￡湍流模型,对轿车车身外流场进行数值模拟,得出其风阻系数和升力系数,并根据数值模拟的结果对该款车的外部流场的空气动力学特性进行分析。在此基础上对该车车身外形进行优化设计,减小了风阻系数和升力系数,同时也减弱了轿车尾部的涡流运动,获得较好的空气动力学特性。