流体对水轮机喷嘴控制室腐蚀影响的数值模拟

水下发电装置中,喷嘴控制室的水动力分析是整个装置很重要的一个环节,它为轻质流体的运动提供了动能,其在惯性力作用下驱动整个装置.采用三维雷诺时均守恒方程与湍流模型,考虑海水与细沙颗粒之间的双向耦合作用,通过FLUENT软件对流速、流动剪切应力等腐蚀因素进行数值模拟,对相关性研究工作提供了参考方案.     

地下水封洞库分层施工工作面污染物扩散规律的数值模拟研究

为保障超大断面地下水封洞库群内的施工环境,提高施工通风效率,依托某石油储备地下水封洞库群工程,以超大断面地下水封洞库分层施工为研究对象,采用三维数值计算方法对地下水封洞库超大断面施工通风管的竖向位置以及距离掌子面的水平距离对工作面污染物浓度分布的影响进行了数值模拟研究。结果表明:地下水封洞库分层施工过程中,通风管竖向位置高于工作面时会导致部分新鲜风直接从上层区域流出,且通风管的竖向位置与工作面齐平时通风效果最好;污染物的排放速率随着通风管距离掌子面水平距离的增大呈现先增大后减小的变化规律,将通风管布置在距离掌子面水平距离为15 m时可获得最佳的通风效果。     

气泡尺寸对曝气池内气液两相流数值模拟的影响

为探索在曝气池气液两相流数值模拟中气泡尺寸对两相流流动特性的影响,采用大涡模拟和欧拉－拉格朗日方法建立了曝气池两相流数学模型.基于模型实验得到的工程上常用的微孔曝气盘的气泡尺寸分布,在数值模拟中设定了3种气泡尺寸分布方案,比较了不同的气泡尺寸设定方案对计算曝气池内水流流速和气含率等参数的影响.结果表明,气泡尺寸对水流流场具有较大的影响,而对气含率分布的影响在大部分区域不明显,只在气含率峰值附近影响较显著;使用多组气泡尺寸的设定方案可以提高计算结果的准确性,采用单组气泡尺寸时应尽量使其接近平均气泡直径.     

二沉池数值模拟研究的综述与评论

二沉池作为重要的污水处理构筑物,其运行性能决定着出水水质。二沉池两相流动的动力学行为对污泥沉降过程产生重要影响,其数值模型化及模拟对二沉池运行条件及结构设计优化具有重要意义。首先对应用于二沉池模拟的混合模型、组分输运模型、VOF-组分输运耦合模型的原理、模型精度、优缺点进行了探讨;其次,对影响二沉池内两相流动精确模拟的污泥沉降速度、混合液流变性质、外界风场、二沉池结构等因素进行阐述与分析,并梳理了目前的研究进展及不足;最后指出了今后二沉池数值模型及模拟的研究方向,以期为采用数值模拟手段对二沉池的研究提供借鉴和参考。     

序批式反应器内多尺度三相流动的数值模拟

提出1个混合模型来数值模拟序批式反应器内气-液-固三相的多尺度流动.该混合模型采用Level Set方法模拟曝气气泡的运动,应用离散颗粒方法处理活性污泥固体的运动,运用体积平均的Navier-Stokes方程描述液相的流动.模型考虑了颗粒-气泡、颗粒-流体以及气泡-流体之间的相互作用.通过模拟反应器内曝气气泡生成、上升以及污泥沉淀的动态过程,检验了模型的可行性.流动结构的模拟结果显示,在反应器中污泥与污水均有明显的环流特征.气泡与颗粒相互作用引起的气泡破碎行为会导致反应器内大量小气泡的生成以及污泥颗粒的弥散.反应器内这些流体动力学特征使得污泥与污水达到充分混合,有利于生物降解处理.     

磁流体(MHD)浮油回收装置中通道内部流动特性的仿真分析

通过构建二维的水气两相流模型,采用VOF方法,针对磁流体(MHD)海面浮油分离回收装置中磁流体通道内部流动界面在电磁力作用下的变化过程,进行了数值分析,其计算结果与实验测量值基本吻合.     

山西省阳泉市大气环境质量数值模拟

根据山西省阳泉市南煤集团西上庄煤电一体化项目的总体要求,拟用中尺度气象模式MM5耦合大气污染模式CALPUFF,对评价区域2005年4月的大气环境进行数值模拟。通过综合模式系统的模拟发现:该地污染源的排放对阳泉空气质量起决定作用;对SO2的平均浓度贡献为47.05μg/m3,对PM10的平均浓度贡献为20.37μg/m3。本地点源的排放对SO2的影响相对较大;对SO2平均浓度的贡献可达36.93μg/m3。该地面源排放对PM10的影响相对较大,对PM10平均浓度的贡献为14.63μg/m3。外地点源排放对阳泉大气环境的影响较小,但在某些过程中外地点源排放的污染物通过区域输送对阳泉的空气质量也会造成一定的影响。     

地下水曝气修复过程的三维数值模拟

地下水曝气法是去除挥发性有机污染物的重要原位修复方法之一,目前已得到广泛应用,但其现场设计主要依据经验,缺乏系统的设计标准.为深入了解曝气去除污染物过程,并为现场设计提供重要参考依据,针对地下水曝气过程开展了数值模拟研究.水气两相渗流数值模型以水压力和气压力作为基本未知量,利用达西定律和质量守恒原理可以建立水气两相渗流过程的控制方程.利用Van Genuchten(VG)模型及Mualem公式,建立渗透系数-饱和度-基质吸力(K-S-P)三者之间的关系.污染物的去除过程则是在水气两相渗流的基础上,引入污染物的溶质运移、相间交换及生物降解模型.采用开发的有限元数值模型,对地下水曝气过程及污染物去除过程进行三维数值模拟,并将三维数值模拟的结果与二维数值模拟的结果进行对比.结果表明,三维模型的曝气影响区域偏小,在曝气口附近,水有效饱和度最小;在曝气口上方,水饱和度先增大后减小.考虑气体所受的浮力作用或不考虑气体可压缩性均会使计算得到的曝气影响区域偏小.污染物去除边界与曝气影响区域的边界基本一致,在曝气区域内,溶质交换过程大大促进了污染物的去除速率;在曝气区域外,污染物的去除主要通过生物降解作用,去除较慢.结果表明实际工程地下水曝气修复系统设计时,应使得曝气影响区域覆盖污染区域以得到较好的修复效果.研究结果表明,两相渗流模型结合污染物迁移转化模型的三维有限元数值模拟可以较好地模拟地下水曝气法去除污染物的全过程,对地下水曝气的设计、应用与效果评价具有重要指导意义.     

多级孔板扰流泡沫发生器流场模拟分析

通过数值模拟方法,对内锥和多级孔板组合扰流结构下的泡沫发生器流场进行了模拟和分析。通过CFD流场模拟软件Fluent,以泡沫发生器的真实操作工况为边界条件进行建模,得到了气液两相掺混流场的结构和重要动力学参数,并进行了分析。发现扰流件的下游区域存在一个较稳定回流区,同时在多级孔板区域流场的湍动能及湍动能耗散率较高,对泡沫发生器中气液两相掺混有利。扰流件下游液相分布较为均匀,进一步验证了发泡器内部气液掺混效果较佳。通过流场模拟,验证了圆锥和四级孔板组合扰流结构对强化泡沫发生器内气液掺混的有效性。     

吸附法加油站 油气排放处理装置研发

在对吸附法油库油气回收装置分析的基础上,提出了活性炭吸附法在加油站油气回收中的应用工艺,较好地解决了吸收装置占用场地的限制,增加了吸附的效率。     

加油站油气排放处理装置的研发与应用

通过对国内外加油站油气排放处理工艺方法调研,结合国内加油站实际情况,进行膜组件筛选、实验室测试、工业化测试,完成了带净化器的膜式冷凝加油站油气排放处理装置的研发,在北京15座加油站应用效果较好。     

加油站埋地油罐人孔井油气爆炸事故模拟实验

根据加油站实际工况,模拟埋地油罐人孔井内发生汽油泄漏时,挥发的油气在人孔井内积聚并遇到点火源发生爆炸的事故.埋地油罐内布置压力传感器,实验人孔井内布置压力传感器,人孔井周围布置热流传感器,以获得事故对埋地油罐、人孔井口人员及设备的影响数据.实验结果表明:爆炸在人孔井内产生的压力冲击波和热辐射冲击,会对人孔井口的人员造成严重伤害,但对埋地油罐罐内不会造成影响.油气闪爆后,人孔井盖可能处于关闭或打开两种状态,使得人孔井内火焰熄灭或形成稳定燃烧,燃烧限制于人孔井,对埋地油罐和周围设施影响较小.     

加油站油类污染物自然衰减现场试验研究

利用自行设计制作的一套土壤气体取样监测装置,在北京地区某加油站开展了包气带内石油类污染物自然衰减的现场试验研究.在现场对包气带内的土壤气体样本进行采集,并对样本中的VOC含量及O2、CO2含量进行了检测分析.2个阶段的检测结果表明,经过381 d的自然衰减,污染点位的TVOC浓度减少了99.2%,BTEX的气相浓度占TVOC的比例由17.0%降至12.1%;O2和CO2含量在G3点位呈现出随着土壤深度的增加,O2含量逐渐减少、CO2含量逐渐增加的变化趋势.通过对试验结果的分析得出以下结论:①第一次检测结果表明G3点位附近存在一定的土壤污染,经过381 d的自然衰减,G3点位土壤中的BTEX含量已降至保护环境的标准以下,该污染现场的环境监控措施可以解除;②对造成该点污染的原因进行推断,可以判定污染为短期污染源导致,不存在持续的泄漏源;③自然衰减能够有效清除土壤中污染物,可以作为北京市同类污染场地有效的治理手段加以考虑;④检测污染土壤中O2和CO2含量的变化是判断有机污染物需氧降解的有效手段.     

加油站油气回收现状与展望

通过理论计算和案例分析,对目前在用加油站油气回收系统的有效运行率进行了分析,阐述加油站三次油气回收装置的配备条件,介绍了加油站油气回收新技术(ORVR),提出了我国应使用新的加油站油气回收技术的结论。     

加油站三次油气回收技术现状分析与性能提升技术研究

针对近年来加油站三次油气回收设备排放频繁超标的问题,对加油站已投用的三次油气回收设备进行调研分析,找出导致三次油气回收设备排放超标的原因,通过数据模拟对相关结论进行验证,提出解决三次油气回收设备超标排放问题的技术提升措施。     

典型LNG加气站泄漏扩散模拟分析

采用CFD技术对LNG加气站加液区、卸车区及储罐区等3处典型部位开展了LNG泄漏扩散模拟,结果表明:从泄漏后果来看,LNG加气站中卸车区泄漏后果最严重,从泄漏风险的角度来看,储罐区的风险最大;最后针对3处泄漏场景给出了建议.     

油气集输联合站火灾爆炸危险分析与事故后果模拟

以某联合站为例,根据油气集输联合站站场功能,将联合站划分为油气处理、储运及污水处理3个单元,对各单元发生火灾爆炸事故的可能条件进行分析,并利用DNV公司的SAFETI软件对事故后果进行模拟计算,根据事故影响范围数据,提出相应的安全措施。     

浅述汽车加油站油气回收系统监测研究

加油站油气回收系统是由卸油油气回收系统、汽油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系统和油气排放处理装置组成。该系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气,通过密闭收集、储存和送入油罐汽车的罐内,运送到储油库集中回收变成汽油,以达到在汽车加油、油料储运过程中油汽不外泄,不污染周边环境的目的。根据中华人民共和国《加油站大气污染物排放标准》(GB 20952-2007)中第六条的规定,长三角地区的改造项目应在2010年1月1日进行,因此对加油站油气回收系统的监测显得十分紧迫。     

膜分离法处理加油站油气的研究

针对加油站收油和发油过程中产生的油气污染,分别采用玻璃态油气截留型PEEK中空纤维膜组件和橡胶态油气渗透型GMT板框式膜组件,在自行设计建造的膜分离设备上,对比考察了2种膜组件和整个膜系统对油气污染治理和回收的效果.结果表明,2种膜系统对VOCs/空气混合气有很好的净化能力,尾气能够达标排放;在富油气返回油罐的模拟加油站实际运行情况的循环实验条件下,尾气也低于25 g·m-3的国标.