运用k-ε模型模拟计算膜管内的二维湍流流动

运用k-ε模型成功地建立了适用于微滤、超滤管式膜湍流流动的数学模型.对所建数学模型进行离散化处理,壁面条件采用了壁面函数法,在此基础上编制了模拟计算程序.用该模型模拟计算了不同渗透通量下管内二维速度分布和压强分布,模型的可行性和可靠性获得了验证.模型的建立为模拟计算膜管内的传质分离过程和预测通量奠定了基础.     

真空膜蒸馏NaCl水溶液脱盐过程模拟研究

在尘气模型的基础上建立了真空膜蒸馏NaCl水溶液过程的传质传热机理模型,并用膜孔径分布函数代替膜平均孔径值,首次实现了孔径分布与膜蒸馏机理模型的有效结合.与平均孔径模型相比,随温度变化的通量模拟结果与实验数据吻合良好,证明了所建模型的实用性.在此基础上,探讨了操作条件和孔径分布函数的主要参数对蒸馏过程的影响.模拟结果表明,通量随进料温度和流量的增加而增大,随料液中NaCl浓度的增大而减小;膜的平均孔径越大,通量越大;在平均孔径相同的情况下,膜孔分布越密集,通量越小.     

醇水体系渗透汽比膜分离过程的溶解-扩散模型

采用溶解－扩散模型，对三醋酸纤维素膜用于乙醇－水休系渗透汽化分离过程进行数学模拟，计算膜的渗透通量和分离因子，计算结果与实测值基本相符。通过模拟计算求出了组分在膜内浓度分布，表明膜近真空侧存在一很薄的“干膜区”。     

陶瓷膜孔径参数对渗透性能的影响(Ⅰ)不同颗粒平均粒径下的模拟计算

初步建立了颗粒体系微滤过程中的膜微观结构与性能关系模型,对陶瓷膜孔径对膜通量的影响进行模拟计算.结果表明,对于颗粒悬浮体系的分离,存在最优膜孔径使膜通量最大,研究工作有助于深入理解膜微观结构对宏观性能的影响.     

规整填料绝热吸收器传热传质特性模拟算法

建立降膜绝热吸收传热传质过程数学模型,通过Nusselt模型对数学模型简化获得液膜流动速度方程,利用有限差分法对数学模型进行离散化处理,采用TDMA算法进行算法设计,程序迭代算法采用二分法.数值计算喷淋溶液温度、初始浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,模拟计算规整填料绝热吸收器内溶液温度和浓度分布规律,并利用实验数据验证模型合理性.该数学模型为规整填料绝热吸收器优化设计提供理论基础.     

竖直螺旋槽管强化传热传质特性的研究——壁面几何形状对液膜流动特性的影响

该文研究竖直螺旋槽管壁面液膜形成及流动特性，建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解，并分析了壁面几何形状对液膜流动特性的影响。结果表明：液膜的形状主要受表面张力影响，在表面内弯处液膜较厚，而在槽道起始部液膜较薄，相对于光滑直管、竖直螺旋槽管壁面液膜具有均匀的厚度分布和更好的传热传质性质。     

层流泡状流运动的数学模型

研究在绝热条件下层流泡状流在垂直管段中充分发展段的运动情况。在对气泡受力进行分析的基础上,采用双流体模型及时间平均方法,建立了用于预测空泡率、液相速度等重要参数径向分布的数学模型,并针对实验条件进行了数值计算,计算值与实验数据吻合得很好。计算结果表明,壁面存在的影响是空泡率分布在近壁处产生尖峰的原因。该文提出一种新的壁面存在引起的作用力的表达式,可以较好地预测层流泡状流的运动情况。     

热辐射对中庭火灾烟流的影响

根据中庭火灾特点，提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失，不考虑燃烧过程视火焰为体积热源，浮升力作用下火灾烟气紊流流动的场模型，引入6通量辐射换热模型，分析热辐射对中庭火灾烟流的影响，并将辐射换热损失计入壁面传热损失，简化辐射换热模型计算，采用PHOENICS通用软件进行数值计算。结果表明，由于中庭温度相对较低，较射换热的影响较小，将壁面传热系数取最大值，从而将辐射换热的影响计入壁面传热损失的计算方法是可行的，应进一步完善数学模型，引入燃烧子模型。     

气泡碰壁反弹的动力学模型研究

为了解气泡与壁面相互作用的物理机制和详细动力学过程,对气泡与壁面碰撞反弹的动力学过程进行了分析,综述了理论模型的发展过程,并采用所建立的理论模型进行数值求解.当毫米级气泡以一定速度垂直撞击壁面时,气泡与壁面之间存在一层液膜,该液膜呈现多种形状.气泡的变形会改变薄膜内压强的分布,形成薄膜排水过程.气泡在与壁面作用的过程中会反弹多次直至动能被完全消耗.在建立的动力学模型中,液膜厚度分布由Stokes-Reynolds方程描述,液膜内压强由Young-Laplace方程求得,在气泡的轨迹模型中引入了由液膜内压强引起的壁面诱导力.结果表明:描述液膜厚度及膜内压强的SRYL模型能够捕捉薄膜变化的动力学行为,基于薄膜润滑近似的壁面诱导力模型可以较好地预测气泡多次反弹的运动轨迹,壁面诱导力在气泡撞击壁面的过程中对气泡运动起主导作用;随着气泡尺寸和雷诺数的增大,气泡的反弹次数会逐渐增加,气泡是否反弹以及反弹次数与雷诺数有着直接的关系.      

叔丁醇-水渗透蒸发膜分离法研究

用两种复合膜，对渗透蒸发膜法分离叔丁醇—水体系进行了过程的热力学与动力学分析。通过增强因子的计算并对比实验测定的分离因子，初步探讨了它的分离性能；从水透过膜的推动力着手，通过计算活度系数等参数，分析了它的分离极限。由间歇式恒组成渗透蒸发实验，建立了温度和浓度双参数的渗透通量方程，并进行了模拟计算，模拟计算曲线与实验曲线的对比结果表明，模型的适用性较好。从实验结果看，日本膜的分离性能较好，真空度对分离程度影响很大。     

含乳化油污水的超滤膜分离模型

采用外压管式聚丙烯腈（ＰＡＮ）超滤膜对含乳化油污水进行分离，由实验结果拟合出模型参数，建立了对含乳化油污水进行处理的数学模型。用模型进行通量预测，并结合实验结果对渗透通量的控制因素进行了分析。结果表明，当操作压力大于０．２ＭＰａ及料液中乳化油浓度≥３ｇ／Ｌ时，膜面已形成凝胶层；当压力较低或浓度不大时，渗透通量受浓差极化渗透压的控制。     

含乳化油污水的超滤膜分离模型

采用外压管式聚丙烯腈（ＰＡＮ）超滤膜对含乳化油污水进行分离，由实验结果拟合出模型参数，建立了对含乳化油污水进行处理的数学模型。用模型进行通量预测，并结合实验结果对渗透通量的控制因素进行了分析。结果表明，当操作压力大于０．２ＭＰａ及料液中乳化油浓度≥３ｇ／Ｌ时，膜面已形成凝胶层；当压力较低或浓度不大时，渗透通量受浓差极化－渗透压的控制。     

轿车车身表面压强分布的数值模拟

本文介绍了轿车身表面压强分布的数值模拟的理论依据及相应方法。建立了轿车车身外形数学模型和表面分布的物理模型，通过数值模拟结果与实验结果的对比，证明了该计算模型的可行性和正确性。     

步进式加热炉内流动与传热过程的数值模拟

建立了步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.湍流模型采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用六通量法,气相燃烧采用修正EBU模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布.     

预测井筒压力及温度分布的机理模型

基于质量、动量、能量守恒原理及传统学理论，建立了预测井筒流体压力、温度分布的综合数学模型，采用四阶龙格库塔法迭代求解，可同时 预测井筒中的压力和温度分布。给出了实例，以井底温度为基准分别按线性模型和机理模型求出了井筒内温度分布，并对二者进行了比较。比较结果表明机理模型更符合实际。同时可以看出，按两个模型求出的井口温度存在较大差异。     

离散孔射流特性研究

本文给出在不同的加热条件下，确定壁面温度场并得到孔内，孔壁和孔口附近裸表面的的传热传质系数和膜冷却系数的方法，对膜冷却孔周围及流体的数学模型的建立有很大的帮助。     

毛细管内制冷剂的综合成核理论与模型

对毛细管内制冷剂的闪蒸机理提出“综合成核”理论，从该理论出发，建立了毛细管内制冷剂流动的数学模型，包括气泡密度模型，气泡成长模型和毛细管内制冷剂闪蒸流动数学模型，计算出了管内制冷剂闪蒸流动过程中的压力，温度，气泡密度，干度和空泡份额的分布，并对计算经进行了理论分析，结果表明，在实际闪蒸的流动过程中，由于流体的过热度较小，壁面成核是气泡产生的最主要原因。     

PEMFC流场的数学模拟

质子交换膜燃料电池（PEMFC）流场是影响其电池性能的重要因素．建立了针对PEMFC流场分析的数学模型，并对5种常见形式的流场进行了模拟计算，考察了其中气体流速及电流密度等物理量的分布情况．模拟结果显示，流场形式对电流密度分布影响很大，适当拉近上游和下游流场之间的距离可以促进电流密度的均匀分布．所建方法可以用来评价流场，对流场形式的设计有指导作用。     

Tokamak中中性粒子注入的Monte-Carlo模拟

应用Monte-Carlo方法，模拟了Tokamak装置中的中性粒子的输运过程，模型考虑了中性粒子在等离子体中的电荷交换、电子碰撞电离、离子碰撞电离等离化过程，以HT-7 Tokamak为例，计算了在注入超声速中性氢粒子时所产生的氢原子密度空间分布．模拟结果表明：随着注入中性粒子束初始能量的增加，中性粒子束在等离子体中的渗透距离相应增大；而中性粒子在Tokamak中的密度随着注入通量的增加也相应增加．模拟计算所得的氢原子密度空间分布与经典估计方法的结果在Tokamak中等离子体的边界处较一致。     

干熄焦余热锅炉过热器传热特性研究

针对干熄焦余热锅炉过热器的特点,建立描述其内部传热的简化数学模型.应用该模型对一台86.6 t/h的干熄焦余热锅炉二级过热器烟气和蒸气温度分布进行模拟,模拟计算结果与实际运行过程具有较好的一致性.并进一步分析了过热器烟气进口温度和内部不同沾污情况对过热器换热的影响.