海上溢油基于GIS流场计算贴体坐标网格自动生成方法与技术研究

以海上溢油应急反应地理信息系统(GIS)为平台，采用贴体坐标变换，提出一种应用于海上溢油应急反应系统中流场计算的快速贴体网格生成算法，并实现了在GIS平台上自动生成以电子海图上实际海域为背景的贴体坐标网格。该网格生成方法和技术在溢油应急反应系统中，为实现流场计算提供了快速、直观、方便的条件。通过对渤海海域的两个算例表明，本文提出的贴体网格快速生成方法和技术能够满足海上溢油应急反应中流场计算的需要，取得了较好的效果。     

新型湿法除尘除有害气体斜板塔的流场分析

研究对象为2种新型湿法除尘除有害气体的斜板塔:矩形斜板塔和伞罩形斜板塔.为了观察塔内流场分布规律,运用CFD(计算流体力学)软件,气相采用标准K-ε湍流模型描述,液相采用颗粒轨道模型描述,对2种新型塔内气液两相流动进行了数值模拟.预测了无喷淋和有喷淋两种情况下的气相湍流流场,不同空塔气速不同液气比的塔内压力损失.结果表明:采用中心出口的圆柱型塔可以有效地避免气体"死区"的产生;新型斜板塔能有效地增大气液接触面积,延长气体的塔内停留时间;加入喷淋液体以后,气相流场明显均匀化.该模拟也为塔体的进一步优化设计提供了依据.     

运用CFD技术进行二段往复炉排焚烧炉二次风口的辅助设计

二次风口的合理布设是实现炉膛内气体混合均匀、反应完全的有效措施之一，运用CFD技术进行二段往复炉排焚烧炉二次风口的辅助设计，借助PHOENICS软件模拟二次风口对炉内流场的影响。通过模拟发现，二次风口的布设可明显提高烟气的湍流程度．前后墙各设一排直径为0．04m的二次风口可以实现最佳的炉膛流场工况。     

液体旋流分离器内部流场分布的测试与研究

改变传统的利用皮托管插入法对流场分布的测试方法，利用激光流速计分别对两种具有代表性的液体旋流分离器的切线方向和轴线方向的流场分布进行了测试，得到了精确的结果，为分析、研究和提高旋流分离器的性能，提供了最基本的和最有效的数据。     

天然和人工叠加流场下弥散试验研究

在污灌区浅层含水层进行了现场弥散试验,采用氚做为示踪剂,瞬时投放.因为天然流速较弱,通过注水形成天然的和人工的叠加流场.根据流场特性。建立以Φ-Ψ坐标表示的移流弥散数学模型.采用有限差数值方法求解,其中二维模型应用分裂格式.通过计算的浓度曲线与实验曲线拟合,求得纵、横向弥散率.     

混酸废液焙烧再生炉内流场和温度场分布的可控模拟

喷雾焙烧法作为不锈钢混酸废液全酸回收的最先进工艺方法,不仅可以实现废液中游离酸和化合酸的回收,还可以实现金属氧化物的回收。若该工艺中焙烧炉（核心设备）内流场和温度场分布混乱,易加剧金属氧化物粉末挂壁,进而导致废酸不能完全反应而腐蚀炉体,影响生产运行。采用模拟软件Fluent对不同空燃比、燃烧气初始流速等条件下焙烧炉内流场和温度场的分布进行模拟,以获得最优的流场和温度场,最大程度消除金属氧化物粉末的挂壁现象,确保设备的长时间稳定运行。结果表明:在燃气介质为煤气,燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为1.7∶1模拟时可获得最佳的流场和温度场分布,在该最佳条件下焙烧炉内温度梯度的实际测量与模拟结果基本吻合,也进一步验证了模型建立的正确性。在改变燃气介质为天然气的条件下,在燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为13∶1时也可模拟获得最佳的流场和温度场分布。该模型对今后酸再生工艺的开发设计和运行管理具有良好的指导作用。     

匀强电场下分散相液滴聚结行为分析

基于Cahn-Hilliard方程的相场方法,通过流场和电场的耦合作用,建立了匀强电场下分散相液滴聚结行为模型,从微观角度研究液滴聚结过程中电场力规律和流场分布情况,探讨了液滴聚结过程的机理,采用数值模拟研究了电场强度、液滴直径和液滴间距对液滴聚结的影响。结果表明,电场强度越大,液滴直径越大,液滴间距越小,液滴聚结时间越短,为电脱盐中电聚结技术提供了理论基础。     

基于非对称流场流分离技术的纳米银分离监测方法

以纳米银(AgNPs)作为典型的纳米颗粒物,利用非对称流场流分离技术构建纳米颗粒物的分离监测方法。制备了柠檬酸盐稳定的AgNPs分散液,采用透射电镜、紫外可见分光光度计、Zeta电位分析仪对AgNPs分散液进行了表征。结果表明,AgNPs半径多数小于10 nm,最大吸收波长为400 nm,Zeta电位为-42.56 m V。采用非对称流场流分离仪对AgNPs进行粒径分离,得到UV-Vis信号谱图,并收集得到半径小于10 nm、10~30 nm、30~50 nm、50~70 nm、70~100nm范围的AgNPs颗粒,结合电感耦合等离子体质谱仪测定每个粒径范围内AgNPs的质量浓度。结果表明,该方法重现性良好,AgNPs在半径小于10 nm的范围内达到了UV-Vis吸收峰值,响应信号最高为0.022 5~0.027 5 V,表明半径小于10 nm的AgNPs浓度较高。半径小于10 nm、10~30 nm、30~50 nm、50~70 nm、70~100 nm范围内AgNPs的质量浓度分别为(1 021.86±61.74)μg/L、(323.23±45.83)μg/L、(72.90±32.14)μg/L、(44.64±9.28)μg/L、(39.12±5.04)μg/L,回收率为43.96%±0.84%。     

多点网格流速在线测量方法研究

烟气流速是CEMS监测的重要参数,其准确性直接关系到污染物排放总量。由于受安装场地的限制,同一烟道截面流速分布不均匀,单点测量难以真实反映断面流真实流速。根据某电厂流速监测现状,结合Fluent软件对烟道流场进行模拟分析和手工网格采样理论,提出多点网格在线流速测量方法,明显提高流速测量精度和代表性。     

基于LBM的风窗流场数值模拟与PIV实验研究

风窗流场分布规律对于粉尘、瓦斯、有毒有害气体运移规律以及风窗局部阻力计算具有一定的影响，而常用的CFD方法在模拟风窗后阶湍流流场这类问题上存在计算复杂度高的问题，针对此问题，结合格子玻尔兹曼(LBM)方法在流场模拟方面具有求解精度高、计算复杂度小的特点，采用多松弛格式的格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)对巷道风窗流场进行模拟研究。为验证格子玻尔兹曼方法对风窗流场模拟的有效性，利用粒子图像测速仪(PIV)对风窗流场分布规律进行实验验证研究。研究结果表明:LBM模拟风窗流场回流区长度为340 mm，风窗主流风速最高达19.1 m/s；PIV实验测试风窗流场回流区长度为320 mm，风窗主流风速最高达18.4 m/s，在相同模型条件下，LBM模拟结果与PIV实验测试结果基本保持一致。LBM与Fluent模拟进行对比，模拟精度、运行速度和操作便捷性要优于Fluent模拟。