火灾环境下储罐热响应行为的数值模拟

建立火灾环境下的储罐热响应模型,针对立式储罐进行数值模拟.计算结果表明储罐压力响应速率随充装率的增大而增大,随热流密度的增大而增大,随储罐壁面材料传热系数的增大而增大;储罐内部介质温度响应数率随充装率的增大而减小,随储罐壁面材料传热系数的增大而增大.     

基于阵列式静电传感器的密相气力输送煤粉颗粒运动特性分析

首先运用有限元法系统分析了阵列式静电传感器灵敏度的分布特性.然后在密相气力输送实验装置上,利用阵列式静电传感器和电容层析成像(ECT)技术获得了不同表观气速(5.7,6.9,8.1 m/s)下的静电输出信号和管道截面的煤粉分布图像.结合ECT成像结果,利用FFT变换和近似熵方法分别得到阵列传感器输出静电信号的频谱特性和近似熵值.结果表明:随表观气速增大,输送管道内颗粒速度增大,并且稀相区颗粒径向速度波动明显;浓相区的近似熵值一直大于稀相区的近似熵值,并且随两者之差的减小,ECT成像图表明此过程煤粉分布更均匀,输送悬浮性越好.     

球床堆近等径球流管路气力输送动力学建模及应用

球床反应堆采用气力输送的方式,完成每天数千个燃料元件的堆芯内外循环。该文建立了"近等径球流管路气力输送"动力学模型,用以描述球床反应堆燃料元件输送过程。以此模型为基础,研究了输送管路的结构参数对燃料元件运动特性的影响。研究结果表明:管球直径比和管道倾斜角增大,燃料球的轴向加速时间缩短,末速度提高;碰撞恢复系数越大,燃料球与管道内壁的碰撞越剧烈;燃料球平衡速度低于气体流速,并随管球直径比的增大而显著升高;减小管球直径比和管道弯曲半径可以限制整个气力输送过程燃料球的最终速度,降低燃料球对堆芯的冲击。试验结果与理论分析符合得较好。该文为球床反应堆燃料循环系统管路结构的设计及优化提供了依据。     

基于ESMD的浓相气力输送颗粒静电信号分析及速度测量

针对浓相气力输送中颗粒相的复杂流动特性,采用极点对称模态分解方法分析静电环状和弧状阵列信号.研究了多种工况下输送系统启停过程和过渡过程中不同分解模态静电信号的能量和频率分布信息特性,提出了一种新的浓相气力输送颗粒速度测量方法,并进行实验验证.研究结果表明,环状电极静电信号的能量分布信息能够用来判断输送系统在启停过程中颗粒流动的稳定性;弧状电极静电信号的能量信息可用来判断管道内颗粒相的分布情况.文中提出的静电信号瞬时频率颗粒速度测量方法相比于空间滤波测速法,其特征系数的相对标准差至少降低58%,表明该速度测量方法可以稳定并准确测量浓相气力输送颗粒速度.     

钢制储罐的腐蚀及防腐蚀措施

1 钢质储罐的腐蚀机理及原因 储罐的腐蚀分为内腐蚀和外腐蚀. 1)内腐蚀主要分为气相和液相:罐的顶部不和油品直接接触属于气相腐蚀,根据大气腐蚀的原理,其实质仍属于电化学腐蚀;罐的中部其内壁直接接触油品,属于液相腐蚀,其腐蚀形态主要是油品的化学腐蚀和油品中所含电解质的电化学腐蚀,该部分腐蚀最轻;罐壁下部和罐底内部的腐蚀是储罐内腐蚀的重点部位,腐蚀介质为油品储存、转运等工作流程的凝结水,当排放不及时时就会在底部积蓄一定的水层,对于一些战略储罐有是因为输送的需求不便排除,就使得罐底永久含有水层,这部分含油污水矿化度高,同时含有大量的硫酸盐还原菌、溶有硫化氢、二氧化碳等,其导电率接近3% NaCl,因此腐蚀行很强.     

旋流纺输送管道不同进口角度的流场数值仿真

旋流纺输送管道的进口面与顶面和底面形成的角度是影响输送管道内气流运动的重要因素之一,为了通过合理配置输送管道进口面各角度来减小输送管道结构对输送管道内气流运动的阻碍,采用计算流体力学方法建立了输送管道仿真模型,对圆盘式旋流纺纱输送管道内部气流场进行了数值仿真.分别以3种不同角度为例,得出了不同角度对输送管道内部气流场的气流模式的影响.仿真结果表明旋流纺输送管道内气流分布与进口面各角度的配置关系复杂,随各角度的变化,气流分布会有很大变化.     

中国成品油管道顺序输送混油研究现状与展望

混油是成品油管道顺序输送无法回避的问题。针对管道顺序输送过程中混油成因、混油发展控制方法、混油检测方法、混油计算模型以及油品质量管理等方向开展综述,归纳陈述各方向的发展现状与既有成果,并在此基础上分析未来发展趋势。分析认为：需建立特殊场景混油的数学表征,进一步研发与SCADA系统实时交互的混油仿真软件,发展机制-数据融合混油模型、“软硬”协同混油检测设备,研发有效减少沿程混油的新型隔离材料,开展“管道-储罐”一体化智能化管理油品质量,关注甲醇、液氨与成品油的顺序输送工艺及其中的液体混合与处理问题。     

混合能量电子辐照聚酰亚胺的带电特性

针对空间中混合电子辐照聚酰亚胺所引起的航天器静电放电异常事件,以及对复杂条件下混合电子辐照聚合物的带电特性仍缺乏了解等问题,提出了符合地球同步轨道电子参考谱分布的混合电子模型。该模型主要讨论了混合电子辐照聚酰亚胺带电过程中的散射电荷分布、空间电荷分布、空间电场分布和聚合物样品参量影响下的空间电位分布。研究结果表明:在平衡态时空间电位随捕获密度和样品厚度的增大而降低,随电子迁移率的增大而升高;样品厚度对空间电位的影响明显大于电子迁移率和捕获密度的影响。     

停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟

在紊流模型基础上, 建立了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件对停输前后混油段浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度变化图象和曲线。研究结果表明:在竖直管道顺序输送过程中密度差对层流边界层的影响会表现的比较明显且大于粘度差的影响。同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度。研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义。     

微小异形截面通道内电渗流动特性分析

提出了用等直径圆柱体按三角形与正方形排列所构成的微小异形截面通道内电渗流动理论计算方法.通过Galerkin法计算其内部电势及速度分布,获得了温度、槽道截面当量直径、电场强度、ζ电势以及电解质浓度对微小异形截面通道内电渗流动的影响规律.计算结果表明:微小异形截面槽道内溶液的质量流量随ζ电势、电场强度、溶液温度及电解质浓度的增加而增加,随槽道截面当量直径的增加先增加后减小.     

环形孔式节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响

采用数值解析法分析了环形孔节流器设计参数对空气静压轴承承载力和刚度的影响.仿真结果表明:气膜承载力随承载面直径、节流孔直径和进气压力的增大而增大;气膜刚度随承载面直径和进气压力的增大而增大,随节流孔直径的增大而减小;气膜刚度随气膜厚度增加时呈现出先增大后减小变化规律,在中间某一气膜厚度出现最大值.数值分析结果将为空气静压轴承节流器数量、排列组合方式、单个节流器设计参数合理选取提供理论参数.     

机油进出口管径对柴油机活塞振荡冷却效果的影响

基于计算流体力学(CFD)方法和VOF多相流模型,结合相对位移法和动边界条件,建立了柴油机活塞内冷油腔多相流振荡传热的数学仿真模型,研究了机油进出口管道直径对冷却油腔中机油流动与换热特性的影响规律.结果表明,随着进出口管径的增大,冷却油腔内瞬时机油填充率降低,冷却油腔壁面的对流换热系数呈增加的趋势;结合不同工况下仿真计...     

弯管内成品油顺序输送混油数值计算

为了研究弯管对成品油顺序输送混油量的影响,采用volume of fluid（VOF）多相流模型,通过改变水平弯管的弯曲角度、曲率半径与竖直双弯管油品的输送顺序、方向及速度等因素,对水平弯管和竖直双弯管两种状态下成品油顺序输送进行三维数值模拟。结果表明：成品油在不同弯曲角度水平弯管中顺序输送时,随弯管弯曲角度增大,弯管处流场变化对混油段干扰加剧,混油量加大;在不同曲率半径水平弯管中输送时,随着弯管曲率半径增大,混油“双前锋”效应减弱,顺序输送过程中的混油段也相应缩短;成品油在竖直双弯管中顺序输送时,对于油品上行,汽油前行比柴油前行产生的混油量少,对于油品下行,相同输送顺序下结果则正好相反;当油品上行、汽油前行时,增大油品输送速度,紊流径向脉动加剧,油品间轴向扩散减小,混油段明显变短。     

冷热原油顺序输送弯管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行数值求解,并对竖直弯管内的混油特性进行分析研究.结果表明:重力作用方向与管道轴向的角度变化及流速分布变化是影响竖直弯管内混油特性的主要因素;在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称,而在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,密度大的油品在上方时,混油量相对较大;在弯头及其后面直管内流速分布发生较大变化,高速区发生偏移,致使混油增强,混油前峰形状发生变化并且后行油品在径向的高含量区发生偏移.     

固-液两相流充填管道输送冲蚀磨损数值研究

 为探究充填管道在输送过程中的冲蚀磨损机理, 基于工程流体力学理论及颗粒输送力学模型, 引入离散颗粒轨道模型、塑性冲蚀磨损模型, 对某矿山复杂充填管路条件下浆体特性对管道冲蚀磨损影响进行研究。结果表明, 浆体流速、黏度以及颗粒尺寸对管道冲蚀磨损影响显著, 颗粒形状影响较弱。高流速下, 弯管磨损最为严重, 直管段磨损较轻且分布较为均匀, 流速降低, 主要磨损部位偏向弯管出口部位;弯管部位最大磨损值在15°~30°以及60°~75°之间;此外, 粒径较小时, 磨损严重程度随粒径增加而增大, 粒径达到600 μm 后, 最大磨损值随粒径增加呈现下降趋势。     

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气(liquefied natural gas, LNG)在充装和储运过程中,密度差分层现象易导致翻滚行为,对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳;当初始密度差大于临界密度差时,LNG翻滚强度显著增大,混合过程趋于剧烈。因此,研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。采用商业数值软件FLUENT分别对5 000、10 000、30 000、50 000、80 000、100 000、120 000、160 000 m³储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析,获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律,并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现：LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加,初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因;同时,LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系,即：当初始密度差越大,翻滚时最大速度越大,表征翻滚越剧烈,该线性关系式中的系数并非定值,其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关;此外,LNG发生翻滚时存在临界密度差,与储罐直径满足二次方函数关系,临界密度差...     

成品油管道输送高差混油模型研究

在倾斜管道顺序输送中 ,输送油品的物性差异在重力作用下影响混油的形成。分析了油品物性对混油过程的影响 ,利用与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数 ,建立了管道顺序输送高差混油模型。同时考虑了粘度和密度的变化 ,采用Crank Nicholson型隐式格式构造差分方程 ,并进行了数值求解。利用计算实例对雷诺数、倾角和输送长度等混油影响因素进行了分析。结果表明 ,倾角对混油的影响随着输送距离的增加和雷诺数的提高逐渐减小 ,特别是在大于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时 ,倾角对混油的影响相当小     

TBM空间管道动态特性分析

针对硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的强振动会改变空间管道动态特性的问题,基于流固耦合理论和有限元方法建立基础振动下空间管道的双向流固耦合仿真模型,并通过实验验证仿真模型的正确性。对有无基础振动下空间管道的动态特性进行对比分析;研究不同振动参数和结构参数对空间管道动态特性的影响规律。研究结果表明:随着基础振动频率增大,管道最大应力和出口压力波动幅值先增大后减小;随着基础振动幅值增大,管道最大应力和出口压力波动幅值均增大;随着管道曲率半径和中间直管长度增大,管道最大应力逐渐增大;随着管道内径增大,管道最大应力逐渐减小。     

天然气水合物输送管道的压力损失规律

为了研究海底天然气水合物绞吸式开采水力输送系统中管径、流速、体积分数和颗粒粒径对输送系统压力损失的影响规律,确定各参数的合理选择范围;建立输送管道三维流场模型,采用控制变量的方法,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件对输送管道内固液两相流场进行仿真分析。研究结果表明:输送系统压力损失梯度随管径的增大而减小;当管径增大到0.4 m时,继续增大管径对压力损失梯度影响越来越小;压力损失梯度随浆体流速的增大先减小后增大,存在1个最优流速,在2.5～4.0 m/s之间,且颗粒粒径和体积分数越大,对应的最优流速就越大,压力损失梯度随体积分数的增大呈线性增大;压力损失梯度随着颗粒粒径增大而增大,但增大幅度很小。     

等输入模型下DNA序列点突变的熵性质

目的:研究在等输入模型下DNA序列熵随世代变化的规律及其性质.方法:基于Shannon信息熵理论,在等输入模型下建立有限长DNA序列点突变微分方程组模型,利用Lagrange乘数法进行理论证明,并用Mathematica软件模拟等输入模型下DNA序列熵的变化过程.结果:DNA序列在等输入模型下发生突变,其熵随世代增加随机波动,且趋于最大值.结论:DNA序列点突变具有"保熵性",并验证了生物是朝着多样性增大方向进化的理论.