废气生物过滤系统填料层热迁移数值模拟

参考多孔介质体积平均模型和三参数模型.以多孔介质能量守恒方程为基础,建立了废气生物过滤填料层热迁移的数学模型,采用Galerkin有限元法对模型进行一维数值计算.结果表明,填料层热迁移模型计算结果与实验一致,且两者值也基本相符.填料层热迁移与气流特性.生物代谢产能及介质导热特性相关.介质导热性能增强、气流温度和污染物浓度增加、生物代谢产能增大,填料层的热迁移速率提高;气流流速增大,同一时刻沿轴向各填料层热迁移速率降低.     

天然气门站内带喷射的天然气燃烧计算模型研究

选用Fluent软件的轻质可燃气体受障碍物阻挡的高速喷射扩散模型,对某天然气站内带喷射的天然气燃烧进行研究和计算,得出燃烧温度、热辐射通量、氧和二氧化碳浓度分布图,结果表明燃烧造成的高温区基本和喷射主气流区重合,如果发生火灾,门站的设备将全部损坏,并造成人员死亡。该结果可为企业设置进站截断阀与调压装置之间的最小距离提供依据。     

水平对置活塞发动机高空热平衡特性研究

目的研究不同海拔大气压力特别是高空条件对水平对置活塞汽油机热平衡性能的影响。方法利用内燃机高空模拟试验台进行不同海拔高度(0~7000 m)下水平对置活塞汽油机的热平衡试验,测得不同海拔下排温、缸体表面温度等特征参数,计算热流量分配特性,并对比分析热流量分配特性随海拔高度的变化规律。结果随海拔升高,汽油机排温和缸体表面温度逐渐下降,且海拔愈高,缸体表面温度下降幅度愈大。汽油机有效功率随海拔升高逐渐下降,余项损失百分比逐渐上升,且在低转速下,变化幅度增大。在6000 m模拟海拔、3000 r/min转速下,汽油机有效热效率不到5%,而余项损失达到了30%以上,此时部分汽油甚至并未燃烧。结论高空环境对水平对置汽油机热平衡性能造成严重影响,成为制约其高海拔性能恢复的关键因素。     

烧结多孔管的制作及其沸腾传热研究

目的研究烧结多孔管表面多孔层的制造工艺,并对铜粉烧结多孔层表面的传热性能进行测定。方法利用烧结模具在铜管外面烧结铜粉层,并通过实验计算出多孔烧结管的热通量和强化换热系数。结果铜粉烧结后的铜管在酒精中的强化传热效果达到了光管的10倍左右。结论烧结铜粉粒径越小,烧结管的热通量越大,其传热性能越好。     

Internal circulating fluidized bed incineration system and design algorithm

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ(ＭＳＷ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｓｅｒｉｏｕｓｉｓｓｕｅｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ.ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＭＳＷｗｉｔｈｏｕｔｆｕｒｔｈｅｒｄｉｓａｓｔｒｏｕｓｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｏｎｌｙｉｎｍｏｄｅｒｎｉｚｅｄｍｅａｓｕｒｅｓ,ｓｕｃｈａｓｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｌｙ(Ｓｈｅｎ…     

燃烧室复杂结构的热振特性研究

目的提高复杂飞行器结构在服役过程中的安全性和稳定性问题。方法以复杂结构燃烧室为例,从数值模拟和试验两方面入手,研究不同工况下结构的动力学参数随温度变化的规律。结果随着温度的升高,模态频率呈下降趋势,模态阻尼呈升高、下降再升高的趋势,加热对结构的模态振型无影响。结论对于自由-自由状态的燃烧室结构,在加热的过程中,影响模态频率下降的主要因素是弹性模量的变化,热应力和几何非线性的变化可以不考虑。同时通过开展燃烧室结构的自由-自由状态热模态试验验证了数值模拟方法的正确性。     

Remote sensing of the urban heat island and its changes in Xiamen City of SE China

World-wide urbanization has significantly modified the landscape, which has important climatic implications across all scales due to the simultaneous removal of natural land cover and introduction of urban materials. This resulted in a phenomenon known as an urban heat island(UHI). A study on the UHI in Xiamen of China was carried out using remote sensing technology. Satellite thermal infrared images were used to determine surface radiant temperatures. Thermal remote sensing data were obtained from band 6 of two Landsat TM/ETM^ images of 1989 and 2000 to observe the UHI changes over l l-year period. The thermal infrared bands were processed through several image enhancement technologies. This generated two 3-dimension-perspective images of Xiamen‘s urban heat island in 1989 and 2000, respectively, and revealed heat characteristics and spatial distribution features of the UHI. To find out the change of the UHI between 1989 and 2000, the two thermal images were first normalized and scaled to seven grades to reduce seasonal difference and then overlaid to produce a difference image by subtracting corresponding pixels. The difference image showed an evident development of the urban heat island in the 11 years. This change was due largely to the urban expansion with a consequent alteration in the ratio of sensible heat flux to latent heat flux. To quantitatively compare UHI, an index called Urban-Heat-Island Ratio Index(URI) was created. It can reveal the intensity of the UHI within the urban area. The calculation of the index was based on the ratio of UHI area to urban area. The greater the index, the more intense the UHI was. The calculation of the index for the Xiamen City indicated that the ratio of UHI area to urban area in 2000 was less than that in 1989. High temperatures in several areas in 1989 were reduced or just disappeared, such as those in old downtown area and Gulangyu lsland. For the potential mitigation of the UHI in Xiamen, a long-term heat island reduction strategy of planting shade trees and using light-colored, highly reflective roof and paving materials should be included in the plans of the city planers, environmental managers and other decision-makers to improve the overall urban environment in the future.     

天津市春季气溶胶消光特征和辐射效应的数值模拟

根据GRIMM气溶胶粒谱分析仪对粒子数浓度在线观测资料,拟合了天津市春季霾日和非霾日的气溶胶粒子谱分布,结合同期气溶胶样品化学组分分析结果,利用米散射理论计算分析霾日和非霾日气溶胶消光特征.在此基础上,对辐射传输模式LOWTRAN7中气溶胶光学参量进行了修正,利用修正后的模式模拟霾日和非霾日的地面辐射通量密度.结果表明,观测期间非霾日气溶胶消光系数平均为0.253km-1,散射系数平均为0.213km-1.霾日气溶胶消光系数平均为0.767km-1,散射系数平均为0.665km-1.对比模式计算的辐射通量密度与观测值,表明短波辐射模拟效果较好.     

SiO2气凝胶隔热性能的影响因素研究

目的 在不同热流条件下,通过调整SiO2气凝胶的孔隙率、涂层厚度等,以满足合适的隔热要求。方法 针对中短程飞行器飞行时外壁面承受短时高热流的特点,在分析孔隙率对SiO2气凝胶热导率影响规律的基础上,通过数值仿真研究不同气凝胶孔隙率、气凝胶厚度及热流作用下的温度响应。结果 得到了不同条件下满足隔热要求的气凝胶最小厚度,以及气凝胶表面的最高温度。高温情况下,气凝胶孔隙率为96%时,有效热导率最低,孔隙率超过96%时,隔热性能变差。结论 当飞行器内壁面温度满足要求时,增大气凝胶的孔隙率,则需要减小气凝胶的厚度,相应的气凝胶表面温度会升高,但升幅很小。当飞行器外壁面承受长时间大热流时,仅调整气凝胶的厚度和孔隙率不能达到结构的隔热要求。     

多孔介质内H2S贫氧燃烧制氢数值模拟

为探索H2S在多孔介质内超绝热缺氧燃烧裂解制氢的机理,采用流体力学数值模拟与化学动力学研究相结合的方法,使用一个17组分、57步的复杂化学反应机理,模拟了H2S在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积的多孔燃烧反应器内的缺氧燃烧制氢过程,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:富燃条件下,多孔介质内H2S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H2S的裂解制硫、制氢提供了高温环境,H2S部分裂解生成单质硫和氢气,从而实现了对硫化氢中的硫和氢同时利用的目的.     

多孔介质中微生物生长与衰亡过程介观分析

采用LBM-IBM耦合方法模拟多孔介质中流场,应用细胞自动机模型模拟多孔介质表面微生物生长衰亡过程,在介观层面上揭示生物堵塞的动态发展过程及其造成多孔介质渗透性能改变的本质。研究发现:当营养物入口浓度增加100%时,30 h内相对渗透率衰减增加6.25%~45.5%;且生物堵塞存在淤堵临界时刻,随着营养物入口浓度增加而提前。不同条件下,多孔介质渗透性能均呈不同程度的下降趋势,多孔介质内生物堵塞在空间分布上均呈明显的不均匀性。生物增长具有浓度趋向性,局部孔隙内微生物生长衰亡行为决定了多孔介质的堵塞程度,但部分生物的衰亡不会改变多孔介质整体渗透性能的下降趋势。温度升高25%,多孔介质相对渗透率衰减最高可增加5倍以上,且不同位置生物堵塞对温度的敏感度存在显著差异。     

高效集热自然环境加速试验设备设计

目的 设计一种能够高效强化太阳辐射热效应的自然环境加速试验设备,在自然环境中构建具有极端高温和高低温循环条件的试验微环境.方法 研发高效集热自然环境加速试验设备,采用模块化设计,包括试验箱体、跟踪太阳基座和控制与数据记录部件,试验箱体5面为双层保温结构,顶部采用2 mm厚单层铝合金板材作箱盖,并涂覆吸热率大于90％的太...     

Fractal scaling of effective diffusion coefficient of solute in porous media

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｉｆｆｕｓｉｏｎｍａｙｂｅｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ(ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏａｄｖｅｃｔｉｏｎ)ｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｏｆｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｗｈｉｃｈａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｎａｔｕｒａｌｏｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂａｒｒｉｅｒｓｆｏｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｔｗａｓｔｅｄｉｓｐｏｓａｌｓｉｔｅｓ.Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｔｈｒｏｕｇｈｃｌａｙ,ｓｉｌｔ,ｍｕｄｒｏｃｋ…     

真空热试验红外加热笼运动驱动系统设计

目的解决在航天器真空热试验中,单纯依靠红外加热笼自身设计,无法兼顾高、低温工况外的热流模拟需求问题。方法设计一套运动驱动系统,并应用于型号试验,通过调整红外加热笼的相对位置,调节不同工况下外热流模拟能力。结果该系统满足空间环境模拟器机械和电接口要求,克服了真空热试验环境高真空、超低温等因素的影响,实现了红外加热笼的平稳可靠移动,使其最大、最小辐射热流密度等指标得到显著提升。结论真空热试验中,通过运动驱动系统适时调整红外加热笼的相对位置,可以使其更好地适应不同工况需求,并提高外热流模拟整体能力。     

燃烧过程中煤氮热迁移特性研究进展

燃烧过程中煤氮的热迁移特性决定着NOx的生成与最终排放量,并对控制和治理燃煤过程中NOx污染具有重要指导意义。将煤氮的热迁移过程分为挥发分氮及焦炭氮2个不同热迁移路径进行讨论,归纳了在燃烧过程中挥发分氮及焦炭氮热迁移的特性及相关影响因素。最后提出了"定量解析煤氮热迁移过程"这一国际学术难题的研究突破口。     

An objective urban heat storage model and its comparison with other schemes

An objective hydteresis model to predict the storage heat flux in urban areas is presented. A review of observational and theoretical work reveals this approach to be more approproate than the linear relation between soil heat flux and net all-wave radiation. A scheme to implement the model in any urban area is developed. In essence the model only requires land cover and net all-wave radiation as input, but it can be further refined to include anthropogenic heat release, the three-dimensional form of the surface, and can allow for changes in source area. Tests against energy balance data from a site in Vancouver, BC indicate the model simulates most aspects of measured storage heat flux values for a suburban site in both winter and summer. Comparison with the results of a study in Bonn, Germany involving the use of heat flux plates and detailed heat content change calculations gives good agreement except for a phase difference of about 1 h. There is evidence to suggest that the spatial variation of intra-urban heat storage may be relatively conservative.     

再入攻角对弹头锥身气动热环境及结构热响应影响研究

目的分析再入弹头锥身气动热环境及结构热响应,研究再入攻角振荡对其影响规律。方法建立基于工程法的气动热/结构热响应耦合计算方法,并采用该方法开展锥身典型位置气动热环境及结构热性计算分析。结果随着再入攻角的振荡衰减,各典型子午面冷壁热流密度曲线围绕90°子午面热流密度曲线振荡,其振幅呈现先振荡增大、后振荡衰减的变化规律。与90°子午面相比,各子午面总加热量均有所增大。再入攻角振荡引起的金属层外壁面温度最大振荡幅值为3K,但对最终时刻结构温度影响较小。结论计算弹道条件下,再入飞行攻角振荡对气动热环境及结构热响应影响较小,可通过增加余量的方式给予考虑。     

高原环境对车辆动力性的影响及动力提升措施

在总结我国高原气候和地理环境特点的基础上,从反映车辆动力性能的指标出发,以加速时间、最大爬坡度和最高车速入手,理论分析了对整车高原动力性影响较大的因素,主要包括有效热效率、循环喷油量、滚动阻力系数、空气密度对空气阻力的影响等。通过分析高原环境对这些因素的影响,总结出了高原环境对车辆动力性的影响机理,并进一步提出了整车高原动力性改进的技术措施,认为先进增压、燃烧优化、高压共轨燃油喷射、高原环境标定、热平衡控制和富氧进气燃烧等技术措施成为提高车辆动力性的有效技术措施。     

纳米乳化油缓解多孔介质渗透性损失的实验研究

为有效缓解乳化油在原位修复地下水污染过程中所产生的堵塞及修复效率降低的问题,采用升温相转变技术手段,制备纳米乳化油.并采用一维柱实验,开展微米及纳米乳化油在多孔介质中的迁移研究,对比分析微米及纳米乳化油造成多孔介质的渗透性损失、在多孔介质中的截留比率及迁移距离等问题,探究纳米乳化油缓解多孔介质渗透性损失的效果.实验结果显示,微米及纳米乳化油所导致的中砂介质渗透性损失分别为20.40%和3.20%,乳化油截留比率分别为28.51%和20.15%.由此可见,乳化油截留是多孔介质渗透性损失的重要原因,减小乳化油粒径可有效缓解多孔介质的渗透性损失.与微米乳化油相比,纳米乳化油有效降低中、细砂介质渗透性损失84.3%和47.5%.此外,乳化油截留对多孔介质渗透性损失的影响在一定程度上也影响到其在多孔介质中的迁移距离,微米及纳米乳化油在中砂介质中的迁移距离分别为6.53 m和8.19 m.相比之下,纳米乳化油所导致的细砂介质渗透性损失为10.70%,截留比率为25.71%,迁移距离为7.36 m,说明纳米乳化油迁移效果更佳,可适用介质范围更广.     

废气生物过滤填料层湿分迁移的数值模拟

填料层湿分是生物法处理废气性能的一个主要影响因素,填料层湿分迁移的研究将为废气生物过滤系统工业放大装置的设计和运行提供依据.参考多孔介质体积平均模型和三参数模型,以流体质量和能量守恒方程为基础,建立了废气生物过滤填料层湿分迁移的数学模型,采用Galerkin有限元法,对模型进行了数值计算,并与实验数据进行了比较.结果表明,模型计算值与实测点湿度值吻合较好.气流特性与填料层湿分迁移的数值模拟显示,随着进气气速增大、相对湿度减小、进气浓度增加、温度升高,填料层的含湿量下降,且它们对湿分迁移的相对影响程度依次为:气速＞温度＞进气浓度＞相对湿度.填料层湿分迁移速率与气速呈对数关系,与温度、进气浓度呈指数关系,与相对湿度呈负乘幂关系.