防风抑尘网开孔形式对流场的影响

应用CFD模拟软件Fluent 6.2提供的标准κ-ε模型，以流场数值模拟的方法对防风网结构及其网后流场进行流场模拟，研究了防风网开孔形式对物料堆表面速度、压力和湍动能变化的影响。模拟结果表明,物料堆表面风速由料堆底部沿迎风面表面向上逐渐增大，并在物料堆顶部附近出现边界层分离，使得背风面形成速度回流区；物料堆表面的压力由料堆底部沿迎风面表面向上逐渐降低，背风面则变化不大；在物料堆顶部湍动能较大，容易起尘。综合分析各个影响因素，圆形开孔防风网的挡风效果最佳。     

旋风分离器内高速旋转流场的数值计算方法选择

数值计算方法已成为研究旋风分离器内部流场的重要途径。利用计算流体力学方法对旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟研究。分析了不同湍流模型、离散化方式和压力插值方式对旋风分离器内部计算流场的影响,并将所得数值结果与已知的实验数据进行了对比,以期得到最适合的数值模型。结果表明:对于旋风分离器内部复杂流场的流动,运用雷诺应力模型(Low-Re Stress-Omega)能够较好地预测出强制涡中心涡流的运动情况,同时采用SIMPLEC算法、二阶迎风离散化方式和PRESTO压力梯度插补格式能够获得最好的预报结果。     

分层式潜流人工湿地水力学特性数值模拟与分析

人工湿地水力学特征对其污染物去除过程有重要影响.采用计算流体力学软件FLUENT中的多孔介质模型对分层式潜流人工湿地内部的流场进行模拟,并分析了不同进出口位置对湿地水力学行为的影响.模拟结果表明,分层式潜流人工湿地基质层内部速度分布的差异较大,水流多从进口端的左半部汇人下部砾石层以大于3.69×10-4m/s的速度出流...     

垃圾填埋气收集控制的CFD数值模拟应用研究

基于多孔介质渗流理论,给出了填埋气在填埋场内流动控制方程组及其定解条件,但实际填埋场的不规则边界使其很难求得解析解。建立填埋场竖井抽气物理模型,采用计算流体力学数值模拟软件PHONEICS求得控制方程的数值解,并用相关文献的结论进行校验,结果与前人结论相吻合。将该方法应用于实际填埋场抽气系统的设计,通过PHONEICS软件编程接口二次开发计算负压抽气条件下流入抽气系统的外部空气量,由此引入抽气效率做为抽气效果的评价指标,模拟了传统等边三角形布置竖井抽气系统的运行效果,并根据模拟结果对传统竖井抽气系统进行优化。     

新型活性焦干法脱硫脱硝脱汞反应塔流场的模拟与优化

在CFD软件Fluent中,选择k-ε湍流模型,多孔介质模型和SIMPLE算法,对新型脱硫脱硝脱汞反应塔内的三维流场进行数值模拟,结果发现,反应塔入口处烟气流场存在大漩涡。为消除漩涡,使穿过活性焦层的烟气均匀化,以充分利用活性焦层的空间来提高脱除效率,提出在入口处加装弯曲导流板,并通过相对标准偏差确定最优导流板长度。同时模拟了在最优喷氨位置处加装涡旋混合器时氨气和烟气的混合情况。结果表明,最优导流板长度(3.6 m)明显改善了烟气的均匀性,促使入口处的压降下降100 Pa左右。涡旋混合器形成的小漩涡,增强了烟气和氨气的混合。最后对照不同流量下实验值和模拟值的压降变化,验证了多孔介质模型的可行性。模拟结果对设备的优化设计和实际运行具有指导作用。     

周进周出辐流式沉淀池三维数值模拟与PIV实验对比研究

沉淀池是污水处理工艺流程中的重要环节,池内水流流态对沉淀池的处理效果有着较大的影响。利用计算流体力学(CFD)中常用的FLUENT软件,采用重整化RNG k-ε2方程模型对周进周出辐流式沉淀池内的湍流情况进行了数值模拟,同时利用粒子成像测速(PIV)技术对沉淀池中的流速进行了实测,研究结果表明,沉淀池顶部和底部区域流速较大,而中部区域流速相对较小,形成了一个较大的回流区。计算模拟值与实测数据吻合良好,证明了CFD数学模型能准确地模拟沉淀池内的流速分布及流场沿程变化情况,此模型可以应用于沉淀池内部流场模拟。     

滤筒除尘器不同进出口夹角对气流分布的影响

针对滤筒除尘器不同进出口夹角对除尘器内部流场的影响进行模拟研究。首先对除尘器进行适当简化和假设,建立起适合有限元计算的数值模型,通过流体力学分析软件Fluent对不同进出口夹角下的滤筒除尘器的气流分布进行模拟。根据模拟结果综合考虑,进出口夹角为180°时气流分布最均匀,除尘器内部流场最好。     

潜流湿地对典型选控性有机污染物去除的预测

建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型,采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性,并引入Monod方程相耦合,实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验,校核模型参数,并验证模型。结果表明,该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果;计算条件下,在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道,影响水力效率与污染物去除效果;预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果,其处理效率:苯胺苯酚二甲苯甲苯苯硝基苯氯苯,可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用.采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况,通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算,定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响,为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考.     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用。采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况，通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算，定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响，为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考。     

滤筒除尘器不同进风方式对内部流场的影响

针对滤筒除尘器不同进风方式对除尘器内部流场的影响进行研究。对滤筒除尘器进行适当简化和假设,建立适合有限元计算的数值模型,对不同进风方式下滤筒除尘器的气流分布进行模拟。通过模拟分析,得出最适合滤筒除尘器的进风方式为侧中进风。     

单纤维过滤介质表面尘粒捕集的随机模拟

基于控制面概念和粒子运动轨迹计算,建立单纤维过滤介质表面尘粒捕集的三维随机计算模型,采用Ku-wabara流场表征单纤维表面的气流绕流特征。计算分析了St数、无量纲粒径及单纤维过滤模型填充密度对沉积物形态结构和积尘状态下单纤维捕集效率的影响。结果指出,St数对沉积物形态结构具有显著作用,随St数减小,沉积物由紧密的堆积结构演变为分叉显著的树枝状结构。模拟结果还发现,无论过滤条件如何变化,无量纲单纤维捕集效率随捕集粒子数呈近似线性增加关系。     

新型结构内循环生物流化床的流体力学特性试验及数值模拟

建立小型试验模型,利用粒子成像测速(PIV)技术对模型4个工况的流场进行测量.然后对其中3个工况进行数值模拟,对数值模拟和试验测量结果进行分析比较,证明用数值计算方法来模拟生物流化床流体力学特性的可行性.     

道路路障对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用数值模拟,研究不同风向角α(α=0°、45°、90°)及道路屏障位置(中间单路障和两侧双路障)对街道峡谷内机动车尾气污染物扩散的影响。数值模拟采用标准κ-ε湍流模型且Sc_t选择0.3时,计算结果与风洞实验结果较好吻合。结果表明,2种路障布置方式可有效降低人行道内污染物浓度,特别是,当α=45°时,污染物浓度最多可降低46.23%。同时,风向角α对街道峡谷内污染物扩散影响较大。当α=90°时,空气流通不良使得污染程度最为严重,且污染集中在背风侧近地面。单路障比双路障布置对污染物扩散影响更大,前者使污染物主要集中在街道中心背风侧,其他位置浓度明显降低;双路障时仅在一定范围内改善人行道内空气品质,但对街道整体污染物分布影响不大。     

基于Fluent的整体式催化反应系统降解甲苯的数值模拟

为得到甲苯在整体式催化系统中的燃烧规律,利用Fluent 18.1对整体式催化反应系统中甲苯-空气在铂(Pt)上的燃烧特性进行了数值模拟。通过假设多孔介质内气固间局部能够达到热平衡,建立了三维的多孔介质催化燃烧模型。经验证,该模型能够很好地反映甲苯在整个系统中的燃烧特性。通过对整个反应系统中温度场、浓度场和速度场的工况探究和通过分段控制燃烧反应发现:贫燃条件有利于催化燃烧,富燃条件有利于引发热力燃烧;当量比小于1,入口流速小于2 m·s~(-1)时,有利于催化燃烧,催化转化率在96%以上;当量比较高,入口流速较大时,有利于引发热力燃烧。以上研究结果为该技术的实际应用提供了参考。     

污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟研究进展

污泥作为典型的不透明非牛顿流体,在厌氧消化反应器内的流场具有复杂性,难以直接进行流场测试分析。结合计算流体力学(CFD)技术,分析污泥厌氧消化反应器内的流场分布情况,探讨污泥在反应器内混合效果和对消化过程的影响,以验证校核反应器优化设计和运行,改善污泥在消化反应器内的流动和混合性能并最终提高反应器性能。在综合文献及前期研究工作的基础上,系统分析并重点关注了CFD数值模拟过程当中多相流模型和湍流模型的选取、污泥流变特性应用、反应器流场评估优化及耦合生化模型等的研究现状及进展,总结了目前污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟过程存在的问题。并指出在考量污泥流变学特性的基础上,利用传质模型将反应器流场和生化过程相耦合,构建流场-生化耦合模型,获取基质转化规律,为优化污泥厌氧消化反应器设计运行提供理论依据,是CFD应用于厌氧消化反应器数值模拟的发展方向。     

内循环厌氧反应器多相流流场的三维数值分析

利用数值模拟的方法，引入欧拉双流体多相流模型及标准k-s紊流模型，模拟计算内循环厌氧反应器的三相流三维流场，并通过改变污泥颗粒密度及进水流量，针对固相流速及固含率的变化情况，分析条件的改变对流场的影响。研究结果表明，应用数值模拟方法可以获得内循环厌氧反应器内的流场特征；污泥颗粒密度及进水流量的改变对于反应器内污泥颗粒的流速及分布的均匀性有较为明显的影响。模拟结果对反应器的应用及优化设计具有一定的参考价值。     

改进隔板絮凝池的数值模拟和实验

通过在廊道中增加了V型穿孔挡板，对传统往复式隔板絮凝池进行了改进，利用数值模拟和实验方法，探讨了改进絮凝池中流态、湍动能（κ）、耗散率（ε）分布情况以及这些参数对絮凝效果的影响。对多种方案进行了优化计算和实验，结果表明，在隔板絮凝池第1个廊道进口1/3和2/3处设置2个120°多孔V型挡板在各种方案中絮凝效果最好，能有效地增加水体紊动，提高絮凝效果，增设V型穿孔挡板后可以适当减少隔板絮凝池长度。     

辅运大巷无轨胶轮车扬尘规律数值模拟

为了探析井工煤矿受限辅运巷无轨胶轮车行驶过程中的扬尘分布规律,采用数值模拟方法构造三维模型对不同行驶速度和方向下车辆扬尘浓度分布进行了研究,分析了呼吸带高度车辆扬尘浓度分布受车速与行驶方向影响的规律。结果表明,无轨胶轮车的行驶增加了扬尘浓度并改变扬尘在呼吸带高度的分布趋势,加重非车辆行驶一侧的扬尘污染;扬尘浓度随车速呈近似直线增加关系;车辆逆风行驶比顺风行驶时的扬尘污染程度更大。     

装有气流分布板的脱硫喷淋塔流场数值模拟

以600MW机组喷淋塔为研究对象,利用Fluent软件,对装有一定开孔率气流分布板的脱硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态流场数值模拟。计算中选用k—ε模型作为计算模型,并结合拉格朗日颗粒轨道模型,用SIMPLE算法计算。结果表明气流分布板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响;引入喷淋液后,由于喷淋液滴对塔内流场强烈的整流作用,内部速度明显趋于均匀化。