褶型空气滤清器捕集效率及压力损失

为提高空气滤清器的减阻增效,采用计算流体力学(CFD)模拟技术,结合实验测试的方法,模拟计算颗粒在空气滤清器中的运动轨迹和颗粒在滤清器中沉积的分布率,得出颗粒在滤清器中容易沉积的部位.根据捕集效率实验数据,提出过滤介质捕集效率的多元关联计算式.通过建立二维及三维的CFD模型,模拟计算空气滤清器的流场分布和过滤压力损失,其计算机模拟结果与实验测试结果基本吻合.利用已建立的模拟模型,改变空气滤清器结构参数,替代部分实验模拟研究,得出空气滤清器的过滤压力损失与其各自影响因素的变化规律,以及空气滤清器过滤压力损失与其主要影响因素的单因素关联式.利用大量的模拟数据,回归分析提出空气滤清器过滤压力损失与其结构参数的多元关联计算式.     

重型柴油机空气滤清系统研究

对重型柴油机滤清系统进行了研究，建立了适合于工程计算的旋流滤清器滤清效率及自动除尘系统抽气负压的计算模型，在直流式旋流滤清器滤清效率计算中，将旋流室中的流场结构分为外旋流和内旋流，由此得到满意的计算结果。自动除尘系统抽气负压的计算建立在由实验确定的抽尘管绕流阻力系数和排气总管的阻力系数基础上，最后针对１６Ｖ２４０柴油机的空气滤清及自动除尘系统进行了分析计算。     

新滑油滤清器的设计与试验

为进一步提高现有滤清器的过滤效率,设计开发了一种新型滑油滤清器.测试并计算了新型滤清器的压力降和原始滤清效率,并与原滤清器进行了对比.结果表明,新型滤清器的滤清效率分别比原滤清器提高5.72%和0.23%     

重型卡车空气滤清器前进气系统性能仿真与结构改进

为了改善重型卡车空气滤清器前进气系统的工作性能,运用计算流体动力学方法对其内部流体的三维流动情况进行仿真分析;针对旋流式分离器不同叶片几何参数及筒壁参数对前进气系统性能指标的影响,采用离散相与连续相两相耦合和逐步收敛的方法进行研究,以得到过滤效率最大值时对应的叶片参数。结果表明:压降随叶片轮轴的增大而增大,随叶片边缘与筒壁间隙的增大而呈现出先增大后减小的趋势,随叶片直径与筒壁内径的增大呈现先大幅减小后逐渐增大的趋势;过滤效率随着叶片边缘与筒壁间隙的增大而减小,综合考虑叶片参数及筒壁参数对空气滤清器前进气系统性能的影响,确定叶轮轮轴直径为57.78 mm、叶片边缘距筒壁的间隙为0 mm(即叶片直径增大至153.4 mm)作为最优改进方案,改进后结构对微小颗粒的过滤效率明显提高,过滤效率比原结构的提高14.9%,内部速度流场均匀性提高。     

旋风分离器内颗粒轨迹的计算方法

采用单颗粒动力学模型计算旋风分离器内颗粒运动轨迹,并由此可算出粒级效率。分离器内时均流场用实测流场的回归公式计算。计算结果表明,由该理论方法求得的分离效率与实测效率相吻合,而且入口气速越大,分离效率越高。紊流对小颗粒的运动影响显著,大颗粒则在时均流场和紊流流场中有近乎相同的粒级效率。运用该方法,通过大量的轨迹计算可以描述颗粒的分离过程,进而可对改进分离器的性能提供理论指导     

旋风分离器内颗粒轨迹的计算方法

采用单闰动力学模型计算旋风分离器的内颗粒运动轨迹,并由此可算出粒级效率,分离器内时均流场用实测流场的顺归公式计算,计算结果表明,由该理论方法求得的分离效率与实测效率相吻合,而且入口气速越大,分离效率越高,紊流对小颗粒的运动影响显著,大颗粒则在时均流场和紊流流场中有近科盯同的粒级效率,运用该方法,通过大量的轨迹计算了可以描述颗粒的分离过程,进而可对改进分离器的性能提供理论指导。     

轴入式旋风分离器分步湍流模型的 数值模拟与试验

针对轴入式旋风分离器的气相流场,提出了一种基于RNGκ-ε模型和雷诺应力模型的分布湍流模型并进行模拟研究.首先对5种分离器模型的气相流场采用RNGκ-ε模型进行模拟.待气相场趋于稳定时,加入离散颗粒相,对气相改用雷诺应力模型模拟;根据已得到的流场对颗粒相采用随机轨道模型,分析分离器阻力与效率性能.最后将典型模型的模拟结果与试验结果进行比较,二者吻合良好.基于分步湍流模型的数值模拟方法在研究轴入式旋风分离器的气相流场是可靠的.     

基于结构化网格的两级矿浆泵数值模拟分析

为了研究深海采矿两级矿浆泵泵内固液流体流动规律及工作性能,采用计算流体动力学软件CFD对两级矿浆泵泵内的固液两相湍流进行了数值模拟和性能预测.阐述了矿浆泵计算流道区域的拓扑块划分方法和结构化网格生成方法;采用RNGκ-ε湍流模型和多参考坐标系,进行全三维流场数值模拟,分析了矿浆泵内流场的压力分布、流速分布和湍动能分布,进而计算出不同颗粒属性的泵的特性曲线.研究表明,颗粒属性对矿浆泵工作性能有重要影响,在颗粒体积分数相同的条件下,泵的扬程和效率均随颗粒粒径的减小而增大.颗粒的体积分数适宜控制在5%~10%左右.     

斜流式喷水推进器内部三维紊流流动的数值模拟与性能分析

应用数值模拟方法研究斜流式喷水推进器内部紊流流场,基于紊流流场计算分析了其特性.采用三维贴体坐标网格对计算区域进行剖分离散,选择k-ε双方程紊流模型,应用SIMPLEC数值方法计算内流场各流动参数,进而根据流场的计算结果预测了该推进器内部泵在不同工况下的性能.计算结果与实验结果进行了对比,二者有较好的一致性.     

强旋湍流气相燃烧数值模拟

对液排渣立式旋风炉前置室的流场进行了数值模拟，建立了前置室内三维气相燃烧流场的数学模型，计算采用ＳＩＭＰＬＥ算法，其中湍流计算采用有旋流修正的ｋ－ε模型，气相燃烧采用ＥＢＵ－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ模型。计算结果证明，该模型在求解强旋湍流有回流的气相燃烧注场是可行的。     

CFB锅炉中回转式空气预热器腐蚀、漏风分析计算

烟气酸露点与空预器漏风率的准确计算对于电站锅炉的设计及尾部受热面的布置都非常重要,现有文献对两者的理论计算与实测值偏差较大,造成排烟温度偏高,为了进一步提高锅炉能源利用率,要求对酸露点与空预器漏风率的确定更加精确。结合四分仓空预器在机组检修过程中存在的腐蚀、漏风问题,找出主要影响因素,对山西某电厂CFB锅炉的烟气酸露点和空预器漏风率进行了计算,计算结果在锅炉实际运行中也得到了应用,并且可来指导空预器在锅炉实际运行过程中应该控制的运行参数,保证机组安全、经济运行。     

天然气加热炉的热力计算与分析

通过对天然气加热炉的工作原理及炉内传热过程的分析,确立了天然气加热炉的热力计算方法,并编制了Excel组件对其进行计算.通过计算,从设计的角度对影响天然气加热炉热效率的主要因素,如过量空气系数、负荷率及烟管管径等进行了分析.     

盘腔流动对涡轮流动换热的影响

对某涡喷发动机涡轮部件进行三维气热耦合数值模拟计算,研究涡轮盘腔内二次空气对主流流动与换热的影响,同时研究了冷气流量对燃气入侵的影响．结果表明：叶尖间隙流动及叶根端壁二次空气射流均对流动结构及局部换热系数分布产生较大影响;当冷气流量系数低于自由盘的流量系数时,就会发生燃气入侵现象,冷气流量越小,燃气入侵现象越严重．     

阳极支撑型固体氧化物燃料电池电化学数值分析

根据阳极支撑平板型固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)的工作原理,建立了SOFC的三维热流电化学模型,研究燃料电池进气方式、进气速率、燃料气组成对其温度场、燃料利用率以及电池性能的影响.结果表明,相比于反向进气方式,采用同向进气,电池温度分布更均匀,热应力更小;适当提高阴极侧空气进气速率会降低电池平均温度和热应力,同时也有利于提高电池功率密度和燃料利用率;增加燃料气的进气摩尔分数,反应速率、系统温度梯度和功率密度随之加大,由于温度梯度的增大最终导致热应力增加.     

以燃料不完全燃烧理论进行锅炉热力计算

用不完全燃烧理论来进行锅炉热力计算，并且在燃烧计算中就考虑了未完全燃烧的物质，使得计算的结果与炉内的烟气成分一致．整个锅炉热力计算都以不完全燃烧来进行，因此烟气成分、烟气的焓、燃烧所需的空气量、锅炉中的传热等都与完全燃烧时的计算结果有差别．     

A new microfiltration membrane with three-dimensional reticular architecture for Nano-pollutants removal from wastewater

This research provides a new insight into designing next-generation filtration materials for Nano-pollutants removal from wastewater, and potentially for gas/solid or liquid/solid separation in corrosive environment. Considering the high corrosion and oxidation resistance, Ti–40Al–10Nb–10Cr porous alloy was prepared by powder metallurgy and used as a mechanical support with a pore size of around 10 ?μm. Subsequently, metallic Zn nanoparticles was coated on the Ti–40Al–10Nb–10Cr porous framework by means of chemical vapor deposition, obtaining a novel microfiltration membrane with three-dimensional reticular architecture. Furthermore, the influence of Zn coating on surface morphology, pore feature, and filtration capability of Ti–40Al–10Nb–10Cr porous alloy was investigated. It is of note that the as-prepared microfiltration membrane exhibits an excellent Nano-pollutants filtration efficiency of greater than 99.989% from wastewater. Most importantly, such a three-dimensional reticular architecture provides excellent structural stability, allowing the reutilization of the microfiltration membrane for at least 200 filtration cycles of wastewater treatment.     

过滤强化用极性硅盐粉末的鉴别优选

研究了来自新疆、河北、桂林三个产地的不同粒度提纯后极性硅盐粉末样品对空气过滤材料过滤性能影响，采用压电实验、热释电实验对各种极性硅盐粉末样品进行电极性表征鉴别优选.结果表明:桂林粒度0.074mm提纯品位最高的极性硅盐粉末自发极化性能最佳；将3种极性硅盐最高纯度的粉末分别附着滤料表面进行全尘效率实验，桂林粒度0.074mm提纯品位最高极性硅盐粉末对过滤效率提升最显著；采用Rietveld方法对极性硅盐粉末XRD图谱精修得到晶体结构，通过计算固有电偶极矩证明了极性硅盐自发极化产生的静电吸附作用是其提高滤料过滤性能的主要原因.     

基于CALPUFF模型的毒害性气体泄漏事故三维动态模拟方法——以开县井喷事故为例

针对目前基于大气扩散模型开发的应急管理 GIS 系统中存在的时空分辨率低、未考虑三维地形等问题, 提出一套基于CALPUFF模型的三维气体扩散模拟方法。经过多层计算, 获得气体扩散浓度的三维时空分布数据。 通过Marching Cubes可视化技术读取并显示 , 可以实现三维空间的气体动态扩散效果 。以“12·23”开县特大井喷事故为案例进行模拟, 并开展二、三维对比以及模拟数据与实际情况对比分析。结果表明, CALPUFF模型三维计算得到的气体浓度在量级和空间分布上具有较高的精确性, 三维时空动态模拟具有较高的时空分辨率和重建效率, 可以达到较好的可视化效果, 能够更好地表达气体泄漏过程和扩散规律, 为应急管理提供重要的辅助手段。     

分级气体成分对燃气辐射管热过程影响的数值模拟及研究

采用现有的双P型辐射管进行燃烧实验,并进行相应的CFD仿真对比,结果显示NOx体积分数的数值计算与试验结果误差最大为3.6％,其他参数的偏差均在1％以内.将空气分级的理念应用于双P型辐射管,设计一种带支管的分区分级燃气辐射管,并对其流动和传热特性进行仿真研究.结果表明:支管通入空气量占总空气量的25％时,辐射管壁面温差最大,热效率最高;支管通入燃气量为20％时,辐射管壁面温差最小,壁面温度均匀性最好;支管以相同空燃比同时通入空气和燃气,且支管通入空燃气量为总燃气量的25％时,整个辐射管内气体温度分布最均匀;支管通入空燃气量占总气体量从5％增加到35％的过程中,壁面温差先降低后缓慢增加,支管通入燃气量为20％时辐射管壁面温差最小.