大颗粒流化床中颗粒受力的数值模拟

通过数值计算模拟了大颗粒鼓泡流化床中颗粒的受力情况．在模拟过程中，气相采用了欧拉描述方法，颗粒相运动过程的模拟采用了离散单元法．利用软球模型模化颗粒之间的碰撞力，分别研究了3种流化数下温度为300K、内含11000个直径3mm颗粒的流化床中，瞬间颗粒受力在床内的分布情况．结果表明：在通常情况下，乳化相区域颗粒受到的气体曳力平均值一般是其自身重力的1～2倍；除气泡内部外，颗粒所受到的碰撞力亦高于颗粒自身的重力；流化数越高，则床内碰撞力越大，当流化数为1．67后，碰撞力已成为影响床内颗粒无规则运动的主要因素．     

气固流化床中颗粒碰撞压力研究

在完全流化状态下,采用膜式压力应变传感器、多通道数据采集仪测定了不同颗粒在不同床层位置上颗粒的碰撞压力时间序列,并采用PV4A型颗粒速度仪测量相应气速和空间位置上的空隙率。通过对颗粒碰撞压力时间序列的均值分析和功率谱分析,得出影响颗粒碰撞压力的因素和颗粒碰撞压力时间序列的频域特性。     

稠密气固分选流化床介质颗粒团聚特性研究

为掌握介质颗粒的团聚特性,给形成均匀稳定的流化床层提供指导,分析了不同水分含量下0～300μm介质颗粒流化后的表观黏度,并研究了煤炭外水含量、介质粒度对颗粒团聚特性的影响。结果表明,水分含量越高、颗粒粒度越细,颗粒表观黏度越大;随着剪切速率的增加,颗粒表观黏度逐渐下降。随着水分含量升高,各粒级颗粒团聚过程相似,粒级0～74μm、74～150μm、150～300μm颗粒形成稳定聚团所需水分含量分别为0.75%、1.0%、1.25%,即粒度越细所需水分含量越低。水分含量越高,聚团尺寸越大;粒度越小,聚团的尺寸分布跨度越宽。随着水分含量升高,煤粉混合后的二元加重质颗粒聚团尺寸在水分含量1.75%时明显增大,聚团尺寸分布跨度窄,表明二元加重质颗粒聚团对水分变化敏感度较低。     

磁性纳米颗粒的二维光操纵及团聚效应

我们利用暗场显微镜系统地研究了水剂磁性液体中Fe3O4磁性纳米颗粒在高度聚焦激光作用下的动力学过程.实验研究表明:当激光聚焦在样品池中间时,由于受到沿激光入射方向强散射力和吸收力的作用,磁性纳米颗粒会被排开至光斑的外围;当激光聚焦在样品池上表面时,在光力和样品池上玻片的共同作用下,磁性纳米颗粒会被捕获在样品池的上玻片的下表面并发生团聚效应;此外,我们还研究了不同激光功率作用下形成的磁性纳米团簇对入射白光的透过谱的影响,随着入射激光功率的增加,透过磁性液体的白光的透过率会急剧下降,而且透射谱的中心波长会随着入射激光功率的增加往长波方向移动.     

循环流化床中颗粒团浓度沿轴向的分布

循环流化床中存在分散固体颗粒的连续上升气相和相对紧密的颗粒团两部分．颗粒团聚物对气固两相流动、传热和反应等行为有重要影响．通过拟Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ动力学理论研究循环流化床中聚团流动的颗粒数份额沿轴向床高的分布,分析和讨论了气体表观流速、固体循环率等对聚团流动的颗粒数份额沿轴向分布的影响．所得结果可为深入研究循环流化床内气固传热传质和反应模型提供理论基础．     

基于颗粒团聚理论的纳米制冷剂导热系数计算

用基于颗粒团聚理论的导热系数算法计算了2种铜-水纳米流体在不同配比下的导热系数并与实验数据对比,证明了算法的可行性.使用该算法计算了5种铜-R22纳米制冷剂在不同配比下的导热系数.计算结果表明,颗粒团聚理论和热阻网络法是进行纳米制冷剂导热系数研究的有力工具.     

一种基于透射比的纳米流体颗粒团聚定量分析方法

为了得到简单易行的定量反映纳米流体颗粒团聚的方法,在分析纳米颗粒团聚与纳米流体透射比之间关系的基础上,提出团聚体平均颗粒数这一可以定量反映纳米流体内颗粒团聚状况的参数,并推导出基于纳米透射比的团聚体平均颗粒数的计算式.所提出公式的计算结果与利用反映实验数据的三维DLCA模型得到的团聚体平均颗粒数吻合较好,反映了该计算式的有效性.     

计及颗粒间碰撞的湍流气固两相流模型及验证

针对较高浓度的气固两相流动，提出了一种新的结合Ｅｕｌｅｒ方法与Ｌａｇｒａｎｇｅ方法的理论模型，该模型运用分子运动谕论模拟了固体颗粒间的相互碰撞其计算结果较好地与实验结果相吻合，证实了该模型的合理性，为高浓度气固两相流动的研究提供了新的方法。     

内循环流化床颗粒循环速率实验研究

采用热颗粒示踪和信号相关法对气固内循环流化床的颗粒循环速率进行实验研究.考察操作气速、提升管下部孔径和提升管高度对于颗粒循环速率的影响.结果表明:在所考察的实验条件下,颗粒循环速率在15～70,kg/(m2.s)之间变化.操作气速增大时,颗粒流化程度增强,颗粒循环速率增加;提升管下部开孔数目不变而孔径增加时,颗粒循环阻力减小,颗粒循环速率明显增加;提升管高度由235,mm增加到295,mm时,颗粒循环速率呈现先升后降趋势,在提升管高度为265,mm时存在极大值.     

流化床燃烧稻草床料聚团及灰行为

流化床燃烧生物质发电是生物质能利用的重要技术,但床料聚团影响系统的稳定运行。该文使用石英砂流化床在760℃燃烧稻草,研究床料聚团机理和生物质灰行为。实验结果表明:床料发生了严重的聚团,床层流化状态明显恶化;碱金属在床料颗粒表面富集,在床料颗粒表面形成了约5μm厚的灰层。K2O-CaO-SiO2三元系相图可以有效解释床层中融化物的出现。聚团机理可概括为:由于稻草灰熔点低,燃烧的半焦表面变粘,粘结床料颗粒产生聚团;通过与细灰碰撞、融化的碱金属化合物冷凝,床料颗粒表面形成一层均匀的灰层并融化,当灰层足够厚时,床料颗粒通过有限的点粘结在一起,也会形成聚团。     

轴压作用下双层碳纳米管屈曲问题的数值分析

考虑双层碳纳米管层间范德华力和弹性介质的作用,利用弹性梁理论,对轴压作用下弹性介质中碳纳米管屈曲问题进行了数值分析。     

轴压作用下双层碳纳米管屈曲问题的理论分析

考虑双层碳纳米管层间范德华力和弹性介质的作用,利用弹性梁理论,建立了轴压作用下弹性介质中碳纳米管屈曲问题的理论分析模型,并给出了相应的临界屈曲应力。     

循环流化床燃烧棉秆两种床料的特性

分别选用石英砂颗粒和高铝矾土颗粒作为循环流化床的床料,棉杆作为燃料,在0.2MW循环流化床上进行实验.实验结果表明,石英砂颗粒床料容易形成结渣,而高铝矾土颗粒床料使用情况良好.通过对长时间运行后的床料颗粒进行XRF和SEM/EDS分析,发现2种床料运行后的化学成分发生改变,随着运行时间的延长,碱金属在床料中富集度越来越高.通过对反应前后内部结构和成分进行比较,发现石英砂床料结渣主要是因为在颗粒的表面生成了低熔点的化合物,在高温条件下床料由于表面层相互粘结而产生结渣,而高铝钒土颗粒可以有效地防止低熔点化合物的生成,从而减少结渣.     

范德华力对双层碳纳米管扭转屈曲的影响

基于弹性壳体模型对双层碳纳米管的扭转屈曲问题进行了研究,计及层间范德华力的影响,建立了双层碳纳米管扭转屈曲的临界条件,并进行了数值计算.研究表明,当管径比较小时,范德华力的影响较小.     

氯化氢与乙烯加成反应中化学键动态转变的图像

利用从头算方法研究了氯化氢(HCl)与乙烯(CH2CH2, C2H4)的加成反应。依据分子形貌(MF)理论,计算得到了分子中一个电子所受到的作用势(PAEM)及Dpb,研究了该反应过程中化学键的形成、断裂及范德华相互作用。在分子中紧邻的两原子之间,如果两原子间的Dpb值比体系的电离能大,表明两者之间主要是成键相互作用,反之是范德华相互作用。研究表明,MF理论能够很好地描述分子间的这种范德华作用,并能够特征化化学键的形成或断裂,进而为分子间的化学键形成或断裂提供新的转变图像。     

一维Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程组解的适定性分析

讨论和描述了具有扩散界面的互不相溶气液两相流动的可压缩Navier-Stokes-Cahn-Hilliard（NSCH）方程组的周期边值问题,NSCH方程组中采用了van der Waals状态方程,该状态方程是关于密度非凸的刻画气液相变的经典模型。通过对压力的单调分解并结合能量估计的方法,克服了状态方程非凸性带来的困难,得到了流体密度的上下界估计;对任意初始值（密度不含真空）,证明了该问题的一维流动强解是全局存在且唯一的。结果表明,该气液相变问题不会出现激波和真空现象。     

基于量化计算的生物炭与苯酚弱相互作用机理研究

芳香族化合物在生物炭表面的分子行为、特别是弱相互作用机制尚不清楚.为揭示生物炭-苯酚间弱相互作用机制,本文采用等温吸附、吸附动力学实验,结合FT-IR表征,应用密度泛函理论(DFT),分析生物炭与苯酚分子间不同吸附构型的结合能、约化密度梯度(RDG)和电子密度拓扑关系.结果表明：等温吸附经72 h达平衡,pH显著影响饱和吸附量,pH=6时吸附量最大;生物炭表面官能团是吸附作用中心,吸附焓(ΔH)始终处于氢键键能范围内;4种吸附构型(A/B/C/D)的弱相互作用均由范德华力和弱氢键共同主导,B构型结合能最低、最稳定,C构型弱相互作用最强,D构型弱相互作用最弱.     

离心流化床的基本原理及发展趋势

综述了离心流化床(CFB)的理论研究情况、设备开发进展。重点对离心流化床的基本原理、特点进行了介绍,阐述了离心流化床技术在国内外的研究现状和存在的困难及今后的发展方向。     

钢铁过程细微颗粒物凝并性能研究

为寻求一种收集钢铁冶炼过程中产生的气溶胶颗粒的方法,研究了EAF粉尘颗粒物的性质.采用Zn蒸汽氧化产生的ZnO模拟气溶胶颗粒进行凝并实验研究,另采用熏香烟雾在不同的搅拌速度下进行气溶胶凝并实验,并将实验结果与理论计算进行比较.同时,采用一种考虑颗粒间相互作用的气溶胶凝并模型估算反应范德华力作用的Hamaker常数.实验结果表明,在搅拌条件下,对于气溶胶的凝并应考虑微细颗粒间的相互作用.