煤新型气化技术的温度场研究

以煤和石英砂为原料。采用多热源电热气化方法，实现了煤的高效洁净转化。通过对气化炉内空间温度分布、温度梯度的研究，掌握了气化炉内温度场的变化规律。研究结果表明，煤气化过程中集气罩最高温度为440℃，炉表最高温度为1050℃；炉内温度梯度随距炉表距离的增大而减小，靠近集气罩区域，温度梯度随高度增加而增加；集气空间离炉表近的区域各点温度受辐射场影响较大，而离集气罩近区域各点温度受对流场影响显著。     

纸机密闭气罩内外压差的量化模型

为优化纸机干燥部气罩气流参数和零位控制系统,在对密闭气罩内外空气条件测量的基础上,分析了机械通风情况下气罩内外压差变化曲线,量化分析了气罩内空气温度和进排风量差变化对零位高度的影响,建立了零位控制量化模型。结果表明：上层气罩内空气温度变化幅度约为进风温度变化幅度的55 %,罩内温度与零位高度成反比关系;进风湿度变化引起进排风量差的变化值约为12.5 %,进排风量差与零位高度成正比关系;零位高度的偏离可通过设置前馈控制系统、调节进排风量差来进行补偿和调整。     

立体传质塔板帽罩空间浓度分布

立体传质塔板(CTST)罩体空间的浓度分布规律是板效率研究的基础.在φ600,mm的冷模实验塔内用富含CO2水-空气系统对CTST帽罩空间的气、液相浓度分布进行了测量.结果发现,罩内液相浓度沿帽罩高度方向总体呈降低趋势,同一高度上罩外液相浓度始终低于罩内液相浓度,气相浓度分布与液相浓度分布趋势相反;在帽罩的提升段,靠近喷射板的液相浓度明显高于中心位置的液相浓度,在喷射段,喷射板附近和帽罩中心的液相浓度则相差不大;正常操作条件下,提升段、喷射段和罩外传质量占总传质量的比率分别为50%～70%、10%～17%和20%～35%.考察了板孔气速和液体流量对罩体空间各区域传质量分配的影响.结果表明,随着板孔气速或液体流量的增大,提升段传质量比率减小,喷射段传质量比率增大.     

矿井乏风逆流氧化床温度分布和工作特性研究

为了给矿井乏风逆流氧化装置设计提供理论依据,数值模拟研究了逆流氧化床温度分布和工作特性.结果显示：逆流氧化床内固体蜂窝陶瓷的蓄热和释热效应,使得含甲烷气体成分极低的模拟矿井乏风在其内能够自维持逆流高温氧化.数值模拟中逆流氧化床轴向中心线上M形温度分布特点与实验结果一致.逆流氧化床轴向中心线上温度分布、出口温度值、化学反应速率分布、气固两相间单位容积换热量分布主要受往复半周期、混合气体中甲烷气体质量分数和混合气体质量流量等参数影响.     

滴流床反应器基于CFD的流体力学研究

基于流体力学模拟软件用计算流体力学(CFD)方法对滴流床反应器进行数值模拟。应用ansys模拟了反应器的轴向气含率、压力降、温度分布、气液相轴向速度分布等数据,依据参考资料结果及实验数据对模拟结果进行检验,得出滴流床反应器对核心温度比较敏感,气液分布器的有效设计十分关键。综合流体流动和反应的模拟计算结果,该文研究的滴流床反应器内流动及反应一整套的框架,从模型的建立、网格划分、运行计算、和后处理的过程已基本成型,可为今后利用非实验手段研究滴流床反应器的设计及学习提供先行和指导作用。     

一种牛舍空气净化装置

该实用新型公开了一种牛舍空气净化装置,包括水槽,水槽经管路与第一风机相连,在水槽上方设有集气罩,集气罩的进气口安有第二风机,集气罩的四周与水槽的四周经水汽过滤孔板相连。该装置能够同时吸收氨气和二氧化碳气体,结构简单,便于制作。     

蒸汽通入粉煤流化床时煤的气化

本文重点讨论了粉煤流化床内蒸汽使煤气化时气化温度、流化速度及料层高度三因态对煤气产率、蒸汽分解率、容积气化强度及煤气质量诸气化指标的影响。实验中测取了不同实验条件下煤气成份和温度在流化床中的纵向分布。     

碳化硅冶炼炉尾气回收安全实验及对策研究

针对SiC冶炼炉尾气收集过程可能存在的安全隐患,设计了喷炉实验和爆炸实验,研究了尾气回收时喷炉和尾气爆炸的原因、条件及危险度,探讨二者对尾气收集过程的影响,制定了安全集气措施.研究发现:SiC冶炼炉尾气中CO+H2+CH4的浓度高达90.4%-93.5%,可燃可爆,通过反应前期小功率供电置换炉内空气或反应前直接情化集气空间,反应中后期引射炉内尾气但使炉压保持微正压状态,严防尾气泄露,操作间严禁烟火,即可预防燃气爆炸;在炉料严重偏硅、炉内透气性严重不均匀,且供电功率过大时,单芯妒容易喷炉;与SiC的开放冶炼相比,尾气回收延缓了喷妒的时间,提高了喷炉的功率,增加了喷妒的难度;多芯炉不易喷炉;喷炉时立即停炉并停止尾气收集,自然冷却或向集气罩喷洒惰性气体迅速冷却炉体后再拆炉.不会发生爆炸;按照正常操作规则.采用多芯炉冶炼SiC并收集尾气,较为安全.图3,表4,参6.     

流化床反应器内活性焦流动特性的模拟研究

本文基于双流体模型,对二维流化床反应器内活性焦在不同操作条件下的流体动力学特性进行了数值模拟研究。模拟结果发现,低气速高进料量条件下的管内压降最大,反应器内压降随管内固相容积份额的增加而增加。活性焦在反应器内的轴向固含率呈现出下浓上稀分布,证明了流化床内固相分布的不均匀特性。颗粒轴向平均速度受表观气速影响较大,流化床底部的颗粒速度较低,在气体夹带作用下沿床高方向逐渐增大。因此,设置合理的操作参数(表观气速和固体循环量),对提高流化床内的气固反应效率具有重要意义。     

炉顶煤气循环氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明：氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少.     

SSCR系统NH3与尾气混合特性的仿真研究

本文利用AVL FIRE三维商用仿真软件对Solid Selective Catalytic Reduction (SSCR)系统直接喷射NH3时,NH3与尾气在排气道的影响因素进行模拟计算,考察的因素包括工况、NH3温度、喷嘴的安装角度以及喷嘴位置。结论如下：NH3与尾气混合受来流影响较大,排气流量大,排气温度高时,利于NH3与尾气混合;NH3初始温度对于气体混合影响不大;喷嘴安装角度增大利于气体轴向分布,也利于气体混合;SSCR系统直接喷射NH3可以优化喷嘴位置,使排气系统体积减少     

多场耦合作用下煤层气的渗流特性与数值模拟

根据实验研究煤样在轴向应力、围压、气压、温度单一因素作用下的渗流规律.利用Ansys12.0数值模拟了单场与多场耦合作用下煤层气的渗流规律,煤体的变形、孔隙压力、渗流场的分布规律.数值模拟得出:单场作用下煤层气在煤体中的渗流规律实验与数值模拟结果基本相同;多场耦合作用下煤的渗透率与平均有效应力曲线呈负指数关系;对试件变形的影响应力场大于渗流场,轴向应力对试件的变形大于围压;围压对渗流场的影响大于轴向应力,轴向应力对孔隙压力的影响大于围压,多场作用下孔隙压力大于单场作用.多场作用下数值模拟的结果与实验研究是一致的,因此研究煤层气的渗流规律必须考虑气-固-热的同时作用.     

基于子空间辨识的焦炉集气管压力控制

针对焦炉集气管压力具有多变量、耦合、时变性等特点,设计焦炉集气管压力增量式在线子空间多变量预测控制策略.在增量式子空间预测控制的基础上,引入滚动窗口子空间辨识方法,设计子空间预估器模型的更新策略,实现了在线子空间自适应预测控制.应用在线子空间辨识方法对焦炉集气系统现场数据进行辨识,取得了较好的预测精度;利用子空间预估器模型进一步建立焦炉集气系统的状态空间模型,在考虑输入约束、模型时变和干扰的情况下,该模型表现出了很好的控制精度和性能.     

气空间中不凝结气体对自然循环流动沸腾的影响

为了研究不凝结气体对反应堆安全的影响，在清华大学核能技术设计研究院５ＭＷ热工水力实验台架上研究了气空间中有不凝结气体存在时自然循环两相流稳定性的变化。实验发现：在气空间中有很高的氮气分压情况下，即使冷凝器投入运行，系统仍可能出现沸腾和两相流振荡，汽液交界面的温度可达到气空间总压对应的饱和温度，蒸汽分压在气空间中存在不均匀分布。这些现象的研究对压水反应堆变工况运行有重要意义。并对汽液交界面的Ｓｔｅｆａｎ流现象进行了理论分析。     

Simulation and Optimized Design of Grid ConcentrationTransducer for Two-Phase Flow

研究一种用于圆形封闭管道内气固两相流实时截面相浓度测量传感器。该传感器采用新型栅极式电容电极设计,有效地均化了空间敏感电场分布,减小了因截面流型变化而导致的测量值波动,提高了测量精度;同时,栅极轴向检测特性的优化,提高了传感器对圆管截面相浓度信号的实时跟踪及瞬态检测能力。     

铁矿氧化球团回转窑三维温度场仿真模型

在分析烟气、窑壁和球团之间的传导、对流和辐射传热,煤粉的燃烧以及回转窑中球团的运动规律的基础上,应用轴向传热模型描述窑内烟气温度分布,应用横截面二维传热模型+轴向传热模型描述球团温度分布,建立回转窑三维温度场模型,开发三维温度场仿真系统,动态显示窑内烟气和球团的温度分布。研究结果表明:模型计算烟气温度命中率在90%以上。     

高速转轴微细间隙气体泄漏的实验研究

高速微转轴的周隙中不但存在气体泄漏，而且受轴向压差与周向剪切作用，其流动形式非常复杂。为了考察由这部分泄漏带来的损失和气体在微间隙内流动规律，设计并搭建了一套实验测试装置，作出了冷热气体泄漏量与转速、轴向压差的关系曲线。分析研究了温度、入口惯性效应等因素对漏气量的影响。结果表明：当转速和缝隙高度一定时，漏气量随轴向压差增加而增加，而且与轴向压差成正比例关系；当轴向压差和缝隙高度一定时，漏气量随转速（涡轮牙钻气源压力）增加而减少，开始段减少明显，但当转速增加到某个值后，漏气量几乎不变。     

煤与瓦斯突出多因素影响规律与能量判据实验研究

为分析煤与瓦斯突出多因素耦合影响规律,开展了多组不同条件下含瓦斯煤快速揭露致突模拟试验.将模拟试验结果与突出能量模型相结合,计算突出潜能与突出耗能的定量关系,分析得出突出临界瓦斯压力与煤体强度呈正相关,与轴向应力呈负相关,验证了能量判据对突出激发的必要性.选取煤体弹性能、瓦斯膨胀能、煤体强度及密度等参数建立了两个综合考虑多影响因素的无量纲参数,进而拟合得出发生剧烈突出的能量判据公式.结果表明:瓦斯压力及轴向应力越大,煤体强度越小,突出危险性越高;各因素对煤与瓦斯突出危险性的影响重要程度排序为:瓦斯压力＞煤体强度＞轴向应力.     

连轧机万向接轴集油盒损坏机理

运用遥测系统对轧机扭振和轴向振动做了现场综合测试和信号分析,利用ANSYS软件中谐响应模块进行计算机仿真研究.结果表明:轧机万向接轴轴向振动导致了万向接轴上的集油盒轴承频繁损坏,同时发现集油盒轴承的轴向振动是由电机轴的扭振产生的,即万向接轴的轴向振动是由主传动系统的扭振引发的.通过改进集油盒轴承结构,使轴向振动承载能力提高,大大延长了集油盒轴承的使用寿命.     

基坑钢支撑温度应力的弹性热力学解答

钢支撑是基坑围护结构中采用最多的内支撑,因其是金属支撑的缘故,其受温度变化影响会产生不可忽略的热胀冷缩变形,同时在支撑内产生很大的温度应力,而实测轴力的变化不能区分是由于开挖还是温度变化引起的,这对工程安全会产生很大影响,如何计算钢支撑的温度应力变化是分析温度对其轴力影响的关键.依据弹性热力学原理,推导了变温引起轴力变化的公式,定量地分析温度变化对钢支撑轴力的影响,实测轴力数据结果验证了计算公式的正确性.最后考虑到变温沿管壁的分布情况,结合化工原理中关于温度传导分布的理论,给出了温度应力引起轴力变化的计算公式.