生物质灰在高温旋风除尘器内捕集过程数值研究

生物质气化站旋风除尘器的内部流场为高温强旋湍流流场,研究其中生物质飞灰颗粒在该高温流场中的运动和分布规律十分必要。鉴于高温下测量飞灰颗粒的运动和分布规律较为困难,应用FLUENT软件对高温旋风除尘器内部风流-飞灰耦合运移规律进行数值模拟。研究结果表明:高温旋风除尘器内部的静压、动压和全压分布均呈现良好的轴对称性;飞灰颗粒整体浓度分布呈螺旋状分布,分离空间的浓度较高,而环形空间顶端出现"顶灰环"现象,器壁附近则呈现波浪状;当燃气温度为200℃时,旋风除尘器的分离效率在风速为24 m/s时最高;在生物质气化站的实际生产过程中,应根据进入旋风除尘器燃气的实际温度来调节风机参数,以使燃气的进口速度调到最佳,进而使分离效率达到最优。     

固体氧气发生器温度场仿真分析

本文利用流体计算软件和瞬态热分析软件,通过流场-热耦合三维有限元方法,分析了一种固体氧气发生器内、外燃气流场情况,得到了300s供氧过程中固体氧气发生器内、外流场分布,找到了影响固体氧气发生器壳体表面温度和壳体周围空气温度的因素。结果表明,固体氧气发生器是在低压亚音速下工作的,燃烧室内温度场较均匀;提高壳体材料发射率和传热系数、降低氧气发生剂燃温可有效降低氧气发生器壳体表面温度;降低壳体材料发射率和壳体温度、提高环境风速可有效降低氧气发生器壳体周围空气温度。固体氧气发生器供氧试验验证了仿真分析结果的正确性。     

烧结机尾除尘系统磨损研究

针对目前烧结机尾惯性+布袋两级除尘系统存在的破袋及壳体磨损问题,利用CFX软件对百叶式惯性除尘器内部气相流场进行数值模拟。结果表明:惯性除尘器内部灰斗中气流速度偏高,达10m/s,易引起二次扬尘;含尘气流对壳壁的高速冲击是引起壳壁磨损的主要原因;含尘气流在惯性除尘器的出口发生偏流导致布袋除尘器大烟道斜板磨损严重。根据模拟结果提出了针对性的改进措施,并对改进后的百叶式惯性除尘器进行了数值模拟,结果表明:改进后的除尘器内部气流分布得到了优化;改进后的除尘系统运行良好,破袋及磨损现象得到明显改善。     

竖井结构中壁面温度对火灾烟气运动影响的计算研究

使用大涡模拟方法研究了不同壁面温度条件下,竖井结构中,竖直壁面间的火灾热烟气和空气运动规律及温度场分布。并讨论了造成分布差异的原因。研究表明,流场中速度、温度和混合分数等参数受燃烧产生的热羽流和壁面温差引起的对流共同影响。温差越大,流场流动速度越大,流场的规律性越强,热烟气在流场中的蔓延速度越快。在温度方面,温度分布随流场变化而呈现不同规律,这里着重讨论了一侧壁面温度不同引起的另一侧壁面附近流场的温度变化。     

基于Fluent软件的灰斗集灰过程的流场模拟

采用Fluent软件对除尘器灰斗集灰过程进行进行了模拟研究和分析。用Gambit建立除尘器灰斗模型,并采用结构化网格对其进行网格划分,用欧拉多相流方程及K-epsilon两方程湍流模拟处理内部流场。结果表明,计算所选模型能较准确地反映灰斗集灰过程中内部的流场,对研究改进灰位传感器及灰斗的设计有重要意义。     

高压静电除尘器的脱臭效应

介绍了高压静电除尘器去除硫化氢、硫醇的运行工况 ,分析了高压静电除尘器能够脱臭的物质条件 ,并在理论上对高压静电除尘器的脱臭过程提出了见解。实际运行结果表明 ,高压静电除尘器对硫化氢、硫醇的去除率可达 90 %以上。     

气瓶火烧试验的热及力学响应数值模拟研究

火烧试验中,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断升高,导致气瓶破裂。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件Fluent,建立燃烧火焰模型和气瓶传热(包括气瓶壁及其内部介质)耦合模型并进行计算,得到燃烧火焰的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。通过节点插值方法,实现Fluent热边界无缝转化到有限元软件Ansys中继而进行热-结构分析。利用Fluent和Ansys联合仿真模拟预测气瓶爆破时间,对于气瓶的灭火救援具有一定的指导意义。     

反向电场电袋过滤PM2.5的试验研究

为高效收集微细颗粒物,提出一种反向电场静电增强袋式除尘器;并研究了过滤风速对反向电场静电增强袋式除尘器除尘效率的影响;试验对比了反向电场静电增强袋式除尘器、预荷电袋式除尘器、普通袋式除尘器的除尘效果,结果表明,反向电场袋式除尘器的除尘性能明显优于普通袋式除尘器和预荷电袋式除尘器.对于处理PM2.5烟雾,当风速为1.5 m/min时,反向电场静电增强袋式除尘器的除尘效率比普通袋式除尘器高10.0％以上;当风速为2.0 m/min时,反向电场静电增强袋式除尘器的除尘效率比普通袋式除尘器高50.0％以上.     

高压静电除尘器的脱臭效应

介绍了高压静电除尘器去除硫化氢、硫醇的运行工况,分析了高压静电除尘器能够脱臭的物质条件,并在理论上对高压静电尘器的脱臭过程提出了见解。实际运行结果表明,高压静电除尘器对硫化氢、硫醇的去除率可达90％以上。     

新型乙醇汽油防静电混合器数值模拟研究

设计了一种新型乙醇汽油防静电混合器,基于CFD方法对新型乙醇汽油防静电混合器及简单的T型管混合器的内部流场分别进行数值分析,通过比较混合器中各组分浓度分布、压力分布、速度分布等特征,研究乙醇与汽油在混合器中的混合效果,并分析静电产生的风险。结果表明：在新型混合器螺旋叶片的作用下,乙醇汽油在出口处几乎混合均匀,速度趋于一致,且压力损失较小,说明新型混合器可以在较小的能耗下获得较好的混合效果,从而有效减少静电积聚。     

火灾下盾构隧道管片衬砌热力耦合数值分析

结合盾构隧道工程实例,利用ANSYS有限元分析软件,建立了隧道衬砌结构的有限元实体模型,对隧道内施加温度荷载,先分析衬砌结构内部温度场的分布情况,在温度场分析的基础上,进一步对混凝土管片衬砌结构进行力学分析,分别得出衬砌结构内的温度分布规律及衬砌结构在高温作用下的应力变化规律,进一步研究其在火灾作用下的破坏部位,从而为评估盾构隧道在火灾作用下的安全性提供理论依据。     

磁场对扩散火焰特性的影响

通过磁场对扩散火焰特性影响的研究，可以发现磁场能够改变火焰的燃烧特性，使火焰的温度升高，而火焰的高度有所降低。这能使我们更精确地了解实际火灾过程中火焰的燃烧特性，掌握火灾的特点，为减灾和灭灾提供有益的参考。     

胶合竹材单面受火炭化及温度场试验研究

格鲁班(Glubam)胶合竹材作为一种新型建筑材料,研究其耐火性能并与木材进行比较,对胶合竹材单板及杉木单板分别进行了恒温及ISO 834标准升温条件下的单面受火试验,测得了其炭化速率及不同受火条件下试件内部的温度-时间变化曲线。结果表明,胶合竹材的炭化速率低于杉木,其炭化规律与木材相似,即在受火初期炭化层厚度增加较快,炭化速率较大,随时间延长炭化速率逐渐降低,且受火温度越高,材料的炭化速率越大,同时试验测得在标准火灾条件下,胶合竹材受火20 min的平均炭化速率为0.64 mm/min。此外,通过温度场数据的分析比较发现,胶合竹材的传热速率明显低于杉木,其具有优于杉木的隔热性能,且能够满足相关规范对建筑构件隔热性能的要求。     

基于COMSOL软件下办公建筑室内通风分析

自然通风不需动力设备,不消耗动力,是一种经济节能的通风方式。建筑通风应优先利用自然通风。窗户尺寸、开窗面积比例,窗户高度都是自然通风的影响因素。本研究利用COMSOL Multiphysics的CFD模块,以数值模拟的方式对不同窗户尺寸、开窗面积比例、窗户高度的办公建筑进行室内自然通风模拟,分析自然通风对这些办公建筑内的气流和温度的影响,得出窗户尺寸为900 mm×1500 mm,窗台高1100 mm,满窗通风的方案最符合办公室自然通风要求,该分析结果可为建筑设计提供参考依据。     

可燃装修材料的燃烧温度场数值模拟分析

为研究室内可燃装修材料的耐高温及燃烧特性,该文用火灾动力学模拟软件Fire DynamicSimulator(FDS)对火灾实际场景的温度场进行数值模拟分析。对热释放速率曲线进行拟合分析,发现火灾发展初期是由一个慢速增长火和一个超快速增长火两个阶段组成。比较温度场的模拟结果与实际场景的燃烧图痕,得出火场温度的快速升高源于可燃材料的热释放速率和燃料消耗速率快速增加。同时分析了火场中一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度与燃烧温度场的变化规律,为选择合适的室内装饰材料提供有效的数值参考。     

木材燃烧温度场数值模拟

木材是一种很重要的可燃物,在燃烧过程中产生的热辐射和烟气会对周围的环境造成重大的不利影响。应用数值模拟方法对木材燃烧产生的温度场进行研究,通过设置模拟参数,构建燃烧产生的温度场,设置了温度测点和温度切片,并将模拟结果通过二维和三维图表达出来。该项成果可为可燃物燃烧的研究提供一定的参考数据。     

起居室典型材料的火灾温度场实验研究

就建筑火灾发生频率较高的起居室为研究对象,主要对该类住宅中的一些常见和使用广泛的典型家具及装修材料,纸张（报纸）、多层胶合板以及软垫分别进行了火灾燃烧实验,对火场中重要参数温度场进行了测试与分析。对由典型装修材料组成的单室,既起居室火灾进行了全尺寸火灾实验,目的是掌握起居室内火灾的发生发展、燃烧过程和火灾蔓延特点。研究表明,住宅火灾中聚合材料、人工填充泡沫等人造材料的热释放速率最大,最高可达305kW,是火灾前期起居室升温的主要热源;全尺寸火灾实验过程中火焰蔓延较快,扩展幅度较大,蔓延过程中多股火焰交叉处温度可达250％左右,容易造成火势火场传播,同时释放出大量深色烟气,火场能见度极低。全尺寸起居室实验表明,短短3min27s内火场温度达到850℃。     

输油管道冻胀安全性温度场有限元分析

冻土区输油管道在投产运行过程中,由于管道沿线受到冻融影响引起的管线变形破坏现象比较普遍。已建的中俄原油管线由漠河进入中国,经过我国北方多年冻土区和季节冻土区直至大庆。输油管道在寒区运行过程中与周围土体发生了热交换,使原自然土层热交换体系改变,进而对运行的管线造成不利的影响如冻胀和融沉。本文对此进行研究为管道安全运行提供参考依据。     

火灾中既有地铁车站混凝土结构温度分布的变化

为了研究既有地铁车站发生火灾时,其混凝土主体结构中温度的变化情况,以某地铁站主体结构为对象,使用FLAC3D对该地铁站进行了模拟,构建了火源产生的除混凝土结构外的热对流和热辐射叠加温度场.根据温度不同材料性质不同的现象,在模拟过程中随温度升高实时调整材料参数,使模拟结果更加准确.模拟了从4℃到1000℃期间的3个设定位置火源使结构温度场的变化.结果表明:在定量角度,车站各部分温度变化与火源温度变化存在一定的数值关系;定性得到,结构越连续,空间刚度越大,热能在车站混凝土结构中传播越快,温度分布越均匀.对该地铁站提出了一些应重点防护的位置.     

高强与高性能混凝土温湿度场应力分析

针对高强与高性能混凝土易于开裂的特点,对高强高性能混凝土早期温湿度场随龄期发展的分布情况以及混凝土的收缩变形进行理论分析,建立相应的计算模型,编制三维有限元程序,分析在外界温湿度变化以及不同养护条件下由混凝土内部温差和湿度变化产生的温度应力和干燥收缩应力,从施工养护方法上探讨了高强与高性能混凝土抗裂性能的改善措施.