轴径向反应器床层流体分布研究

运用Ｅｒｇｅｎ方程在１：１比例的冷模上研究了轴径向反应器床层流体的二维流动。建立了轴径向反应器的二维流动模型。研究了不同催化剂封高度下流体分布，得出了最适宜的催化剂封高度。     

随机波波生流的数值模拟

为了更合适地反映实际海浪的随机性,作者采用随机波折射－绕射模型和波生流模型对近岸海域中的波生流进行数值模拟,探讨不同条件下随机波波生流的流场结构。通过计算发现除地形对随机波波生流有明显影响外,波生流的大小同入射波高及波浪破碎关系密切,其流向特别是离岸流的位置与入射波向有关。     

大型轴向流固定床反应器流场的数值模拟

为了在催化剂床层中实现气体流动速度的均匀分布,对大型轴向流固定床反应器内流场进行数据值模拟.在包含多孔介质区域和无多孔介质的自由空间区域内建立一个统一流场和统一的基本方程组,采用半人工瞬变分方法在半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系中进行数值计算,给出一个大型轴向流固定床反应器内流场的计算结果.     

螺旋升流式反应器流态特性的数值模拟

为了分析螺旋升流式反应器去除COD及N、P效果好的原因,利用计算流体力学(CFD)商用软件PHOENICS对螺旋升流式反应器厌氧段的流态特征进行了模拟研究.研究结果表明:螺旋升流式反应器内流体流态为以螺旋方式上升的推流流态和完全混合流态,其中推流流态约占65%.反应器兼有PFR和CSTR 反应器的特点,使其具有较好的处理能力.     

浸没循环撞击流反应器的流场数值模拟

利用通用有限元分析软件ANSYS中的计算流体动力学模块(FLOTRANCFD),对浸没循环撞击流反应器(简称SCISR)的流场进行了模拟和分析·计算结果表明,SCISR流场中各参数关于撞击面完全对称;导流筒上下两侧及撞击区内仍然有死区存在,可以通过增加雷诺数来减小·在撞击区内速度等值线比较密集,即这个区速度梯度比较大,这对于促进湍动混合非常有利·最后,应用计算机压力采集装置对流场进行了压力测试,并与模拟结果进行了比较·     

凝胶颗粒调剖平面径向流数值模拟研究

凝胶颗粒调剖技术是近几年出现的一种用于改善高含水期油田开发效果的技术.研究目的在于建立凝胶颗粒调剖的平面径向流数值模拟模型,模拟凝胶颗粒在近井地带的调剖规律.以颗粒渗滤理论为基础,充分考虑凝胶颗粒调剖的膨胀特性、变形运移特性,建立了凝胶颗粒运移的数学模型.将一维径向渗流模型与凝胶颗粒运移模型、储层参数动态变化模型进行耦合,建立了凝胶颗粒调剖的平面径向流固耦合数值模拟模型,采用迭代耦合方式对该模型进行了求解.利用所建模型对凝胶颗粒调剖的基本规律以及调剖剂的注入速度、浓度对封堵效果的影响进行了研究.     

平板式反应器的数值模拟

连续操作条件下运行的板式反应器已成为取代间歇式反应器的一个较好的选择,它主要从事精细化工品和药品的生产。利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics对平板式反应器内的不可压缩流场进行了数值模拟,得到了反应器中的流体的浓度场﹑速度场及温度场分布。结果表明平板式反应器较之普通的管壳式反应器它允许高效率的反应物的温度控制,以此为据为其后期的工业开发提供了理论依据。     

蜂窝体催化燃烧反应器中流动特性的数值模拟

研究了伴有反应条件下蜂窝体催化反应器的流动性能。建立了包括流动、传热和传质的反应器模型,使用有限体积法求解模型方程组,基于模拟结果分析了进口浓度、进口温度、进口流速、反应活性等操作参数对流动性能的影响,结果表明通道内速度分布仍为抛物线型;对压降的模拟结果与哈根泊谡叶方程的计算结果的比较表明,后者用于反应器压降设计偏差较大,文中分析了产生偏差的主要原因.     

同轴径向热管的数值模拟

基于不同工况、不同充液率下的同轴径向热管实验结果,利用数值计算的方法对热管内部工质进行模拟研究。研究结果表明:饱和蒸汽在上升过程中受热逐渐成为过热蒸汽,在顶部遇到迎面蒸汽时相互碰撞,流速几乎为零,此时蒸汽换热以导热为主,工质温度达到最高值;蒸汽工质沿径向上升在顶部出现回流现象,冷却水管壁顶部区域速度最低,冷凝速率最大;管壁温度分布由热管底部到热管顶部逐步上升,充液率为50%的热管,当横向坐标在7.5～22.5 mm区间内时,温度接近于线性上升,之后上升幅度变小。数值模拟结果与实验数据基本吻合,其相对误差小于5%。     

随机共振的数值模拟

给出了变步长Runge-Kutta 算法,作为非线性随机微分方程的求解方法.利用此微分方程所描述的系统所表现出来的随机共振特性,检测强噪声背景下的弱信号.并应用Simulink软件强大的功能以一种很直观的方式完成了计算机仿真.将此方法应用于强噪声背景下的微弱周期信号检测,可以更方便直观地改变系统和信号参数,为微弱故障特征信号的提取提供了一种实用仿真系统.     

多孔介质反应器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件(COSMOL Multiphysics)对多孔介质反应器模型内的不可压缩流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的自由和多孔介质流动和稀物质的传递内置模块,得到了多孔介质反应器内中各组分的浓度场﹑速度场及压力场分布。该模型验证了自由和多孔介质流体在固定床反应器中的耦合。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其后期的工业开发提供了理论依据。     

载流导体径向电场的数值估算

应用经典电磁理论,推出了载有恒定电流导体内部存在径向电场的表达式,并对导体内部的径向电场及表面电势进行了估算.结果表明,导体内径向电场是微小的.计算出电流强度为200A,导线截面为1cm2的铜导线,其内部径向电场强度约为1.13×10-6V/m.     

幂律流体不稳定径向流的数值解法

对微可压缩非牛顿幂律流体在均质多孔介质中的非稳定径向渗流方程进行了回顾和对比，用有限差分方法建立了微分方程的数值解法．研究了时间步长、空间步长对数值解精度和稳定性的影响，并结合算例绘出了不同流性指数的瞬时压力曲线．该研究结果可用于非牛顿流体渗流机理研究及试井分析．     

幂律流体不稳定径向流的数值解法

对微可压缩非牛顿幂律流体在均质多孔仙质中的非稳定径各渗流方程进行了回顾和对比，用有限差分方法建立了微分方程的数值解法。研究了时间步长，空间不长对数值解精度和稳定性的影响，并结合算例绘出了不同流性指数的瞬时压力曲线。     

乙苯脱氢径向反应器的模拟和操作优化

采用一维拟均相绝热径向反应器模型模拟乙苯负压脱氢径向反应器,探讨了在负压条件下乙苯脱氢反应温度、水烃比和压力对乙苯脱氢反应转化率和选择性的影响,指出负压反应系统对压降的严格要求,由此得出合理的操作条件,通过模型计算结果与生产装置实测数据的比较,确认本模型可以用于生产装置的模拟。     

环氧树脂真空填充过程的数值模拟

环氧钢套筒是油气管道修复补强的一个重要手段,研究环氧树脂在套筒与管壁间填充的完整性,对管道补强修复具有重要意义。基于FLUENT软件中的VOF方法,模拟了环氧树脂在真空条件下的填充过程,分析了套筒的进出胶口位置和真空度对环氧树脂最终填充率的影响。研究结果表明:(1)环氧套筒进胶口和出胶口相距越远,环氧树脂填充率越高。在进胶口和出胶口分别位于套筒上下两端时填充效果最好,在真空度为80 k Pa时,填充率为99.90%;(2)出胶口真空度对环氧树脂的填充完整性影响较小,在真空度为50 k Pa时,填充率为99.79%。在真空度为80 k Pa时,填充率为99.90%,填充率仅增加了0.11%。     

层流曳带流反应器内流动和温度特性的数值模拟

用计算机模拟方法对层流曳带流反应器内的流动和加热特性进行了详细的数值计算，描述了煤粒在该反应器内的加热速率、停留时间以及煤粒的温度－时间曲线，为正确地解释该反应器内的燃烧和热解试验数据提供参考。     

层流曳带流反应器内流动和温度特性的数值模拟

用计算机模拟方法对层流曳带流反应器内的流动和加热特性进行了详细的数值计算，描述了煤粒在该反应器内的加热速率、停留时间以及煤粒的温度－时间曲线，为正确地解释该反应器内的燃烧和热解试验数据提供参考。     

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟

采用 CFD软件Fluent模拟计算焦炉煤气(COG)非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应.反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的.通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果.本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据.     

Ω形阶梯径向流变压吸附床制氧特性的数值模拟

为了提高PSA制氧设备的性能，设计了一种Ω形阶梯径向流吸附床.以Fluent 16.0为计算平台，采用数值模拟的方法研究了该吸附床的流场、浓度场、制氧特性和床层穿透时间等参数的变化规律，并与传统的Π形径向流吸附床进行了比较.结果表明:在同样条件下，与Π形床相比，Ω形阶梯径向流吸附床的穿透时间显著延长，流动不均匀区显著缩小；Ω形阶梯径向流吸附床成品气O₂的摩尔分数可达91.8%，Π形床仅为87.1%.在吸附阶段，两种吸附床内O₂的高摩尔分数区外形存在明显差异，Ω形阶梯径向流吸附床内O₂的高摩尔分数区以近圆杯状向前推进，Π形床则以长圆锥状向前推进.