辐射模型在烟气运动数值模拟中的应用

本文用数值求解流体力学基本方程组的方法（场模拟）建立了烟气运动的三维数理模型，比较详细地研究了三维离散传播辐射模型在烟气运动传热过程中的应用，揭示了烟气运动的一些典型规律，所得模拟结果基本合理。     

某型号锅炉末级过热器高温腐蚀数值模拟分析

本文从流体力学与换热角度出发,基于CFD软件FLUENT对某电站锅炉末级过热器的管道进行数值模拟,以得到锅炉末级过热器管道的实际壁温与管道周围的流场特征。为进一步得到管道在高温腐蚀下的寿命提供理论指导,为研究换热器的温差变形及其热应力,评估热应力的危害性提供了保证。     

超临界电站锅炉高温过热器管壁磨损数值研究

高温烟气磨损是影响高温过热器安全长周期运行的主要因素,但锅炉系统高温过热器内部管排数目众多,烟气流动复杂多变,难以得到精确的磨损速率。利用Fluent软件对某电站锅炉系统的高温过热器进行数值模拟,研究了过热器内部流场分布规律。结果表明:最大磨损速率为1. 55×10~(-7)kg/(m~2·s),结合材料密度计算可得磨损减薄速率为0. 609mm/a;磨损速率最大的区域为靠近烟气入口侧的最外层管道下方及底部;烟气速度是影响管排磨损速率的因素之一。     

不同工况下三电极ESP中的扩散荷电效应

利用Gambit构建三电极静电除尘器(ESP)网格模型,在考虑扩散荷电与否的情形下,模拟了颗粒的运动轨迹,计算了不同工作电压、烟气流速下的除尘效率,并加以对比和分析。结果表明,扩散荷电效应对三电极ESP除尘性能的影响较大,不仅增大了颗粒向收尘极板偏转的幅度,而且在低工作电压或高烟气流速时更明显;对于某一种粒径的颗粒,三电极ESP中的扩散荷电效应与提高一定工作电压或降低一定烟气流速相当。     

综采工作面风流-粉尘运移规律的数值模拟

针对综采工作面粉尘浓度居高不下的问题,基于风流场和颗粒场特点,建立三维k-ε湍流模型,并利用混合差分格式和基于同位网格的SIMPLE算法作为风-尘颗粒两相流的数值解法,利用FLUENT软件进行数值模拟。通过与现场实测数据对比,发现模拟结果与实测数据相吻合。研究结果表明,最大风速可达入口风速的1.67倍,并沿程形成了长达15 m的高速风流带;从后滚筒开始的下风侧区域,粉尘浓度发生两次急剧的降低,由此提出了"三阶梯现象",用以指导现场工作和防尘作业。     

浅谈疏散模型基本参数设置

随着计算机技术的发展,计算机模拟技术越来越多地运用于火灾安全设计和评估中,其中疏散模型的建立较为广泛,本文主要试图从人员行为特征、火灾烟气、计算网格等方面来对疏散模型基本参数设置进行探讨.     

南京长江隧道火灾数值模拟

以南京长江隧道为研究背景,运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立实体物理模型,并将空间划分为0.1 ×0.1 ×0.1m3的网格,对南京长江隧道火灾过程中的纵向通风进行模拟计算.定量分析了不同通风速率条件下火灾及烟气蔓延的规律,并得到隧道拱顶附近温度和烟气分布状况.模拟结果显示较小风速下烟气会产生回流,但随着风速增大烟气扩散速率随之加快,通过对3种不同风速的分析比较,选择3.0m/s纵向通风作为临界风速.进一步结合南京长江隧道现有的消防设施及应急救援系统,分析该临界风速下烟气温度对隧道结构和毒害气体对人员疏散救援的影响.结果显示此临界风速下隧道结构安全,且在疏散及时、救援有效的基础上,基本能保证人员疏散安全.     

两级旋风分离器内气固两相流动及分离特性

为了提高30μm以下小密度颗粒的分离效率,采用k-ε/RNG模型和DPM模型对改造后的两级旋风分离器内含尘气流的流动及分离特性进行了三维数值分析.将气体相作为连续介质,采用k-ε湍流模型对流场进行数值模拟;将颗粒相作为离散体系,采用随机轨道模型对颗粒的运动轨迹进行追踪,并分析其阻力与分离效率.结果表明,与常规分离器不同,气流进入两级分离器内筒后出现上、下分流.在外筒近壁柱体和锥体区均有涡流,中心轴线上无滞流、倒流现象.同一高度轴向速度呈非轴对称分布,切向速度基本呈轴对称分布.不同高度截面轴向速度分布差异较大,切向速度分布规律较一致.研究表明,随粒径增大,颗粒逃逸率减小,分离效率增大,但捕捉率则先增后减.粒径为5 μm时分离效率达60%,比常规分离器分离效率有较大提高.运动路径、分离时间的增加以及内外筒切向速度的差异是使分离效率提高的主要因素.     

网格划分及开口处计算区域延展对FDS模拟结果的影响

结合具体算例,引入相关性分析方法对FDS应用中出现的网格独立性问题进行了量化研究,就火源区、羽流区和烟气层区对网格密度敏感性的差别进行了讨论,并且分析了开口处计算区域设置对计算结果的影响.随着网格密度的增大.不同计算结果之间的相关性值不断增大至0.99以上,且火源区的相关性值受网格密度影响最大,浮力羽流区次之,烟气层区最小.不延展计算区域和延展计算区域情况下的计算结果的相关性值较低,而不同计算区域延展范围下的计算结果之间的相关性均较高.结果表明,相关性值可以用来衡量计算结果的网格独立性.火源区、浮力羽流区、烟气层区对于网格密度的敏感程度依次递减,加密火源区在控制计算时间的同时可以有效提高计算精度.计算区域设置对于建筑开口处的烟气溢流和补气情况将产生重要影响.进而将影响到建筑内部的热流场,将开口处的计算区域适当向外延展,是保证计算结果精确度的有效手段.     

配电房工频磁场屏蔽方法分析

以三相重载母排为配电房工频磁场源、以配电房自身楼层面作为屏蔽体,基于涡流场分析原理建立了配电房工频磁场计算的有限元模型,并采取局部加密的方法对有限元的剖分进行控制,从而实现对配电房及附近环境中的三维涡流场的有效计算.在此基础上选取设置了素混凝土层、单层钢筋网混凝土层、双层钢筋网混凝土层、钢板混凝土层4种屏蔽模型,采用有限元法对这4种屏蔽层模型进行仿真计算,对比研究其屏蔽效能.针对研究结果,以单层钢筋网混凝土为屏蔽层,进一步讨论了屏蔽效能与钢筋网格尺寸及钢筋直径之间的关系,并对钢板混凝土为屏蔽层时其屏蔽效能与钢板厚度的关系进行计算分析.最后得出结论: 虽然钢板混凝土层的屏蔽效能最好,但是在适当选择钢筋网格数和钢筋直径的情况下,单层钢筋网混凝土结构可以满足经济性和环保安全的双方面要求.