高含沙紊动系统中影响泥沙和铜垂向分布的关键因素分析

采用谐振式紊动模拟装置和回归正交设计试验方法，研究了均匀紊乱条件下高浓度固液两相系统中初始投沙量、颗粒级配和紊动强度等因素对泥沙和铜浓度垂向分布的影响，得到了泥沙吸附铜量、水相铜浓度和含沙量与各因素变量间的回归方程，结果表明，投沙量与泥沙吸附铜量和水相铜浓度之间呈负相关关系；紊动强度与泥沙吸附铜量和含沙量之间呈正相关关系，回归正交试验结果进一步表明，泥沙吸附铜量和水相铜浓度均与投沙量显著相关，各因素对两者的影响程度均以投沙量影响为最大，而且远远大于紊动强度和颗粒级配的影响，三因素对铜的水沙分配没有交互作用影响，沿垂向分布的实际含沙量与投沙量、紊动强度及其交互项显著相关，投沙量影响最大。     

微囊藻属一日内垂向分布的数值模拟

将水质模型与微囊藻属浮力调节模型相结合,建立微囊藻属垂向浓度分布模型,该模型不仅保留了以往模型的优点且改进了以往模型的不足,如考虑了微囊藻群体的直径大小及微囊藻属的浮力调节能力.模型结果与荷兰的Vinkeveen湖的实际测量数据吻合良好.此外,模拟结果也表明:微囊藻属在垂向的分布受水体紊动程度影响显著.微囊藻群体的最大浓度并不在水体表面,而是在水下一定深度处.小尺寸群体微囊藻群体(20~50μm)在水深方向的分布比大尺寸群体(100~200μm)更加均匀.日落后,微囊藻属会因为密度减小上浮至水面,反之,白日里,微囊藻属密度增加向水底方向下沉,因此日出前水面的微囊藻属浓度高于日落前的水面浓度.     

基于数值模拟的SCR脱硝反应器流场优化

为优化选择性催化还原(SCR)脱硝反应器的流场,采用了组合优化方案;在反应器入口处设置多孔板,在反应器内部设置渐扩口式、格栅式、弧板式共三种导流板;采用计算流体力学(CFD)进行数值模拟获得反应器内部流场,进行对比研究。研究发现：多孔板孔距与孔径比为1.2时,压降较小且能获得较好的流场均布性能;基于反应器结构特点设计的导流板能获得较好的优化效果;催化剂具有流场均布能力,催化剂多层布置可有效改善第一层之后的床层流场,但同时会增大压降;通过组合导流方案,第一层催化剂床层的流速相对标准偏差(RSD)从7.16%降为2.51%,并改善了湍动能的耗散。研究结果对SCR反应器的导流件设计具有一定指导意义。     

高含盐污水雾化蒸发塔的设计及流场数值模拟

针对含盐量为7×104mg/L的油田高含盐污水,设计1套处理量为28.8 kg/h的雾化蒸发塔,估算出塔体高度及直径,从而得出适宜的进口空气流速。基于标准k-ε双方程模型和DPM模型,对所设计的雾化蒸发塔内液滴蒸发过程进行数值模拟,得到塔内流场分布特性及蒸发特性,通过随机轨道模型追踪了液滴颗粒运动轨迹及液滴Na Cl浓度变化。在算例工况下,塔内蒸发效率可达58.9%。     

积云中H2O2液相氧化S（Ⅳ）的数值模拟

用一个液相化学反应和一维时变积云动力学过程相结合的模式,取不同的[SO_2]和[H_2O_2],对积云发展过程中由H_2O_2液相氧化云中S(Ⅳ)而形成的SO_4~(2-)、其它离子以及云水pH值的时空分布进行了数值模拟计算。 计算结果表明,在积云的中、上部呈现硫酸盐的高值中心和pH的低值中心,而在积云的底部,由于NH_3·H_2O的离解,形成高浓度的OH~-和NH_4~+,可使云内液态水的pH值增至大于5.6;大气中SO_2和H_2O_2浓度的改变,对云内液态水的酸化均具有重要的影响;由于化学反应的参与,H_2O_2使S(Ⅳ)转化成S(Ⅵ)是一复杂的非线性问题。     

同流环境多圆孔热废水排放数值模拟

各种热电、核电厂排出的热污(废)水在直接进入环境流体之前,以多孔口浮射流的形式释放污水并确保污水在排污口快速混合非常重要。精确的了解和预测多孔浮射流的特性与混合状况有很重要的意义。针对同向流动环境中多圆形孔口热水排放的情况,采用雷诺应力模型进行数值模拟,得到了不同流速比和不同射流温度下的流场和温度场、浮射流的轨迹线、轴线上温度和速度的衰减规律,并且分析了不同孔间距、流速比和射流温度对流场中流速和温度的影响。     

高炉煤气袋式除尘器入口段数值模拟

烟气进入袋式除尘器时的分布状况是影响除尘效率和滤袋寿命的关键因素之一。利用Fluent软件对高炉煤气袋式除尘器入口段进行了数值模拟,分析了除尘器入口段气相速度场和压力场的分布情况,得到了该段气相流场的分布规律。模拟结果表明:除尘器入口段的气流分布不够均匀,有待进一步优化,模拟结果对装置运行及其优化设计有一定的理论指导意义。     

浓缩型入口下排气旋风分离器流场和性能的数值计算

运用CFD方法,对浓缩型入口下排气旋风分离器内的气固两相流动进行了研究。计算中气相采用RNGk-ε湍流模型,颗粒相采用拉格朗日坐标系下的离散相模型。重点计算了分离器流场、分离效率及其阻力特性,结果表明,采用浓缩入口后分离器内流场发生明显改变,分离器上部切向速度明显提高,有利于大颗粒的分离。同时通过对不同浓缩结构旋风分离器的分离效率和阻力特性进行分析比较,为工程设计提供了依据。     

某气田石油类污染物运移数值模拟研究

为研究气田建设项目对地下水产生的石油类污染,以西北某气田开发区地下水为研究对象,在水文地质条件调查和地下水污染源与污染途径分析的基础上,采用GMS软件建立研究区地下水流模型和溶质运移模型,模拟预测了凝析油储罐破裂泄漏情景下石油类污染物在地下水中的迁移规律及自然净化过程。结果表明:模拟期内地下水中的石油类浓度小于标准值,地下水未超标但受到轻微污染;污染晕中心浓度随时间减小,污染场地及下游位置污染物浓度先增大后减小,距离污染源越远的位置峰值浓度越小。     

基于烟气加热的新型垃圾热解气化炉热工特性数值模拟

为了解新型烟气加热的垃圾热解气化炉运行时的热工状况,采用实验研究与理论模拟相结合的方式,在实验室电炉热解梧桐落叶,采用烟气加热方式的热解气化炉热解粗破碎梧桐落叶的中试实验获得的初始数据的基础上,运用CFD计算软件模拟烟气加热的垃圾热解气化炉内部温度场,模拟结果与实验结果相吻合。结果显示:该炉型热解气化室内部温度分布合理,稳定的高温段分布较广,能为垃圾的热解气化提供必要的热能。同时模拟连续进料条件下热解室的内部温度分布情况,为设备的改进提供指导作用。     

转炉煤气电除尘器气流分布数值模拟

电除尘器电场进出口气流分布的均匀性是影响电除尘器除尘效率的重要因素。基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,通过对方形和圆筒形两种外形转炉煤气用电除尘器的气流分布进行数值模拟计算,比较了两种外形电除尘器的气流分布差异,说明了圆筒形电除尘器较方形电除尘器气流分布状态的优越性。     

隔声屏障对街道峡谷污染物扩散的影响

对带有隔声屏障的街道峡谷内流场和污染物浓度场进行了数值模拟,探讨了风速、隔声屏障高度及与建筑物间的距离对流场及污染物扩散的影响。模拟结果显示:街谷内由1个稳定的主涡及街角两侧隔声屏障所在区域的3个附属涡组成。隔声屏障改变了街谷底部的流型,提高了街谷内的x、y方向速度峰值,但在隔声屏障附近区域x方向速度场明显减弱,这也是污染物聚集原因之一。与无隔声屏障相比,隔声屏障的存在物理性阻隔了污染物扩散路径,提高了街道峡谷内污染物浓度峰值,其中行人高度处背风面污染物浓度升高27.51%~28.72%,迎风面污染物浓度升高11.64%~19.99%。街谷内污染物浓度的分布和峰值由风场、隔声屏障高度及与建筑物之间的距离共同决定。     

高架桥梁振动与结构噪声数值模拟

利用有限元软件Ansys与声学软件LMS Virtual.Lab Acoustics进行城市轨道交通高架桥梁的振动声辐射分析。首先使用Ansys对箱型梁三维模型进行瞬态动力学分析,用一列移动荷载模拟列车过桥,然后将位移响应结果导入Virtual.Lab Acoustics中,作为边界条件,计算外声场。另外通过改变桥梁参数与车辆参数,计算分析桥梁振动响应与辐射声压变化,为城市轨道交通振动与噪声的控制提供数值依据。     

某电站溢洪道边坡运行期地下水渗流场特征数值模拟

西南某电站位于岷江上游河段,水库蓄水后库水位将抬升130余米,改变了边坡地下水原有渗流场特征及其排泄补给条件,使地下水位以下岩体的物理力学性质产生一定程度的变化,并将由此产生的孔隙水压力叠加于边坡上,库水位的升降也将引起动水压力的变化,所有这些必然对溢洪道边坡长期稳定性产生一定程度的影响,因此研究边坡运行期间地下水渗流场特征具有重要意义。文章在大量现场调查和室内分析的基础上,利用三维数值模拟技术,对溢洪道边坡在蓄水前、蓄水后以及库水位骤降后的地下水渗流场特征展开了详细的分析研究,取得了较为科学、合理、可信的研究成果。     

周边式二次沉淀池流态的计算模拟研究

通过计算模拟二沉池流态,解决了二沉池流态测定的难题,该模拟方法速度快、精度高、不需要实型池.通过对实际池的计算发现,周边式二沉池上溢流集中在靠池周边的区域,以垂直向上的流线为主,池中心上部存在着较大的水流死区,由此解释了该类型池澄清能力小的原因.