内循环厌氧反应器流动模型及反应过程模拟

为揭示内循环厌氧反应器放大过程中所出现的规律,本文对反应器中流动模型和反应过程进行了模拟研究,通过对主反应区的停留时间分布的实验研究,确定了主反应区流型可用一平推流与两个并联的全混流进行串联的三参数组合模型进行模拟.在实验范围内,平推流区所占的体积分数约为36%,两个全混流区所占的体积分数分别为53%和11%.结合厌氧反应动力学方程,应用组合模型模拟了实际反应器的状态,并和实验值进行了对比,发现反应器出口处CH_4体积流量最大误差为9.67%,在可允许的范围内.同时,模拟了基质初始COD和温度变化对反应器出口状态的影响.研究表明,与其它模型相比,组合模型计算简洁,同时又有较好的精度,能够满足反应器的设计需要.     

IC反应器处理制浆洗草废水的内循环状况

中试用内循环厌氧反应器处理制浆造纸厂的洗草废水,并探讨内循环系统的循环状况。试验表明,洗草水不适合进行深度厌氧处理,宜进行水解酸化。由于洗草废水的有机物浓度低,产气量小,反应器内循环系统仅产生了不连续的提升,液体提升量与产气量的比值在0.08~0.36,下降管中产生了间歇性回流,液体的流量达到了518.4~725.1 L/h。     

液化四氟乙烷小孔泄漏试验研究

采用高速摄影技术,考察了液化四氟乙烷发生小孔泄漏时,其水平泄漏和垂直泄漏的初始云团演化行为、泄漏的质量流率、喷射速度和喷射角,并与理论计算公式进行了对比。结果表明:水平喷射两相云团尾部出现涡流,涡流大幅加快了云团向空气中扩散的速率;垂直喷射的两相云团在地面形成液池,液池大幅增加了液化气体向空气中蒸发的速率。水平泄漏试验的喷射角与容器内超压变化规律相似,泄放初期喷射角逐渐增大,经历一段平坦期,到泄放末期喷射角减小。水平泄漏和垂直泄漏的初始喷射速度分别为25 m/s和20 m/s,与理论值26.6 m/s基本吻合。水平泄漏的质量流率的试验值和理论值分别为0.0598 kg/s和0.0684 kg/s,垂直泄漏的分别为0.0472 kg/s和0.059 6 kg/s,结果对比基本吻合,推荐的泄漏质量流率和小孔喷射速度公式可以用于液化四氟乙烷小孔泄漏。     

高速公路交通流实时安全性评价

根据多条高速公路近3年的事故数据及实时交通流数据,分析了高速公路运营安全性的相关影响因素,在此基础上提出了车速变异系数指标及其分级标准,建立了考虑交通流量、平均车速、车速变异系数、天气条件等多因素的高速公路交通流运行风险预测多元模型,并提出了高速公路交通流实时行车风险指数TRI指标,制定了交通流状态实时安全性评价标准,最后给出了高速公路交通流混合交通状态下的实时安全风险评价流程。通过西攀高速公路的交通流实时数据,验证了模型的有效性。     

Spatial allocation of material flow analysis in residential developments: a case study of Kildare County,Ireland

Studies of urban metabolism provide important insights for environmental management of cities, but are not widely used in planning practice due to a mismatch of data scale and coverage. This paper introduces the Spatial Allocation of Material Flow Analysis (SAMFA) model as a potential decision support tool aimed as a contribution to overcome some of these difficulties and describes its pilot use at the county level in the Republic of Ireland. The results suggest that SAMFA is capable of identifying hotspots of higher material and energy use to support targeted planning initiatives, while its ability to visualise different policy scenarios supports more effective multi-stakeholder engagement. The paper evaluates this pilot use and sets out how this model can act as an analytical platform for the industrial ecology–spatial planning nexus.     

The Aging of America's Reservoirs: In‐Reservoir and Downstream Physical Changes and Habitat Implications

Reservoirs are important for various purposes including flood control, water supply, power generation, and recreation. The aging of America's reservoirs and progressive loss of water storage capacity resulting from ongoing sedimentation, coupled with increasing societal needs, will cause the social, economic, environmental, and political importance of reservoirs to continually increase. The short‐ and medium‐term (<50 years) environmental consequences of reservoir construction and operation are well known and include an altered flow regime, lost connectivity (longitudinal, floodplain), an altered sediment regime, substrate compositional change, and downstream channel degradation. In general, reservoir‐related changes have had adverse consequences for the natural ecosystem. Longer term (>50 years) environmental changes as reservoirs enter “old” age are less understood. Additional research is needed to help guide the future management of aging reservoir systems and support the difficult decisions that will have to be made. Important research directions include assessment of climate change effects on aging and determination of ecosystem response to ongoing aging and various management actions that may be taken with the intent of minimizing or reversing the physical effects of aging.     

金属粉尘湿法处理系统的设计和除尘效果分析

为改善金属抛光操作人员的工作环境、降低抛光金属粉尘的爆炸风险，设计一种金属粉尘湿法处理系统，并通过建立多相流动数值模型，探究其内部流场特征与金属粉尘运动规律，分析金属粉尘湿法处理系统的除尘效率。研究结果表明:大粒径的金属粉尘直接重力沉降至水槽中；小粒径(PM10)的金属粉尘易随气流进入风道，进而通过水雾脱除；采用洁净进气源，可以有效降低工人操作环境的粉尘浓度；增加细水雾，可以有效提高金属粉尘湿法处理系统的除尘效率，对PM10的除尘效率从30%提升至82%。     

基于响应曲面法的遗煤自燃分析与研究*

为研究高瓦斯易自燃煤层不同供风量、高抽巷抽采流量、低抽巷抽采流量3因素对采空区自燃“三带”分布影响规律，选取阳煤五矿8406工作面为研究对象，在数值模拟研究基础上，采用Design Expert软件进行Box Behnken试验设计，构建采空区氧化升温带宽度在3因素、3水平条件下的二次回归响应曲面模型，并对不同条件下采空区氧化升温带宽度进行预测与分析。结果表明:二次回归方程P值为0.001 6，预测模型显著，模型的失拟项为0.606 3，不显著，回归方程具有统计学意义；当供风量为1 500~2 000 m3/min，低抽流量为450~650 m3/min，高抽流量为100~200 m3/min时，对氧化升温带宽度一次项重要度排序为C（高抽巷抽采流量）>A（供风量）>B（低抽巷抽采流量），二次项重要度排序为AC（供风量和高抽巷抽采流量）>AB（供风量和低抽巷抽采流量）>BC（低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量），且AB,AC,BC之间均无交互作用。     

波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值模型研究

为了研究波浪与抛石潜堤相互作用过程中大自由表面变形和堤内渗流等强非线性紊流运动问题，利用改进的MPS法，建立了模拟波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值计算模型。模型将抛石潜堤假定为均质多孔介质，采用Drew的二相流运动方程描述多孔介质内外的流体运动；通过在动量方程中增加非线性阻力项，并引入亚粒子尺度紊流模型，模拟波浪与可渗结构物相互作用过程中的紊流运动。选取“U”型管中多孔介质内渗流过程和孤立波与可渗潜堤相互作用两个典型的渗流问题，通过将数值计算结果与理论解和实测值的对比分析，对所提出的MPS法紊流渗流模型的模拟精度进行验证。结果表明：基于改进的MPS法构建的垂向二维紊流渗流模型可以很好地再现 “U”型管中多孔介质内渗流以及波浪作用下可渗潜堤内外的复杂流场，显著缓解流-固界面处的压力震荡与粒子分布不均匀问题，实现了较高的模拟精度。     

隧道竖井外流场模拟及风塔外型结构优化研究

为提高长大隧道施工及运营通风过程中竖井通风效率，实现隧道节能通风。依托实际隧道工程，基于Fluent软件，选用RNG k-ε湍流模型，对无竖井风塔、圆柱风塔、矩形风塔和凸台状风塔4种结构、不同环境风速工况下的流场进行数值模拟，并对模拟结果进行交叉比对分析，提出最优化的竖井风塔结构形式。研究结果表明:采用风塔结构竖井出流量要远大于无风塔结构竖井出流量；对于不同竖井风塔外型结构，竖井出流量与环境风速关系呈多项式函数；当倾斜角为45°、圆心角为90°时，凸台结构对应竖井出流量最大，且受环境风影响波动较小，通风稳定性较好。建议竖井出口结构选用矩形或凸台状，实现对环境风的高效利用，提高竖井通风效率。