水雾扩散及其对环境影响的模拟研究

利用三维有量方程闭合大气界层模式攻随机游动模式组成一个大气扩散实用模拟系统，模式考虑了测流夹卷，雾漳蒸发，重方学降等物理过程，模拟研究了水电站泄洪产生的水雾的扩散及其对环境相对湿度的影响，模拟结果表明，中性层结条件下，国扩散距离为２５８ｍ，水雾最远影响距离为１ｋｍ左右，使环境相对温度增加１％～３％，大气稳定度对水雾扩散有很大的影响，不稳定情况下，水雾扩散和影响范围较小；但因国蒸发量大，国扩散和影响     

基于DPM模型的水喷雾抑制氯气泄漏扩散方法研究北大核心CSCD

有效的有毒气体泄漏扩散抑制方法可以减少液氯槽罐车道路运输事故泄漏后对周围人员生命健康的威胁。运用理论分析与数值模拟相结合的方法,建立了水喷雾抑制氯气泄漏扩散控制模型;采用Fluent软件对水喷雾抑制氯气泄漏扩散行为进行了数值模拟,分析了基于离散相模型(DPM)的不同喷射源类型、位置、数量等关键参数对氯气泄漏扩散抑制效果的影响。结果表明：不同喷射源类型水雾均能对氯气泄漏扩散起到抑制作用,但作用方式不同;在坡道路面设置水雾喷射源对坡道路面的氯气云团扩散具有更好的抑制效果,且随着与罐体距离的缩短,其抑制效果更佳;在坡道路面与平面路面的交界处或附近设置水雾喷射源,对平面路段后方的氯气云团扩散具有较好的抑制效果;随着水雾喷射源数量的增加,水雾对氯气泄漏扩散的抑制作用增强。该研究成果可为液氯道路运输过程中的氯气泄漏扩散应急处置提供理论依据。     

喷雾脱硫时拐形道内烟气与水雾间传热传质过程研究

本研究在冷态的基础上，就单拐形流道内烟气与水雾间传热传质过程进行理论及实验研究。理论上考察了水雾相的作用，提出了对烟气动量方程的修正模型。对拐形流道内烟气单相传热与流动，采用K－ε湍流模型。两相流动采用两相分离流模型，由Lagrange方法求解；实验中，通过调节多种工况参数，结合理论计算最终得出了对烟气脱硫及分离的优化设计。     

荷电水雾改造旋风除尘器的试验研究

本文介绍在旋风除尘器的前端加荷电水雾系统后使旋风子捕尘效率提高的试验结果及其机理分析。试验结果表明,当荷电水雾系统的喷水量在烟气温度可将其全部蒸发时,可使 XCX 型旋风子对粒经小于5μm 粉尘的除尘效率由10.1%提高到26%左右,适当加大水量后可提高到49.8%。此外,本文还指出了用荷电水雾改造旋风子时需要进一步研究的问题。     

城市小区气象与污染扩散数值模式建立的研究

建立了一个城市小区尺度模式。该模式为三维非静力高分辨，取κ-ε湍流闭合方案。除考虑空气动力学作用外，引入了作为城市特征的街区建筑物布局及其高度、朝向和对短波辐射的遮蔽以及不同地表利用类型等特征影响，用强迫-恢复法计算地面温度，同时加入了污染物平流扩散方程。模式经专门布置的实测资料验证并用其模拟了北京一个小区中的气象条件和污染物扩散特征。结果表明：模式能够较合理的地反映由于建筑物遮蔽造成的温度差异以及不同下垫面上的温度变化；能够较好地模拟实际气象条件下的气象要素场特征和不同建筑物布局和土地利用类型的气象要素场特征，风场与观测比较一致；NOx浓度的模拟基本上反映了小区整体污染物浓度的变化趋势和特征，与观测值有一定的可比性；模式对不同城市小区可有良好的模拟能力。     

履带车辆平台模拟试验谱的建立方法研究与应用

目的建立模拟试验谱推导方法,合理确定车载仪器设备模拟振动试验条件。方法针对履带车辆平台诱发环境实测振动数据,通过履带车辆实测振动谱环境特征分析,提出宽带随机振动背景谱叠加窄带分量作为模拟试验谱的基本谱形,并探讨相应试验量级和试验时间的推导方法。结果建立了由实测振动数据推导模拟试验谱的方法。结论模拟试验谱推导方法实用性强,依据此方法由某履带车辆实测数据得到了相应的模拟试验谱。     

小洋口附近污染物的扩散输运计算

应用水动力数学模型对江苏省如东县小洋口附近海域水质因子COD进行扩散场的模拟.模型采用正交曲线网格对整个计算区域进行剖分,对大、小潮情况下的流速、潮位及扩散场进行了研究,并利用排放口附近的现场实测水文资料进行验证.结果表明:水动力模拟结果与实测资料吻合较好.在大、小潮时各个阶段中,流速与流向对COD的迁移扩散起着决定作用,且小潮落憩时刻污水的影响范围最大.     

汽车尾气的初期扩散与扩散参数

通过风洞模拟实验,分析研究汽车尾流区的流场特性,确定了汽车机械扰动产生的尾气初期扩散范围,提出了一种考虑初期扩散影响的确定近距离扩散参数的简易方法。现场示踪实验和实测资料的验证表明,用该方法确定尾气扩散参数是可靠的。     

水雾水膜式厨房油烟净化装置

针对第三产业油烟扰民的实际情况，开发出集排烟、净化于一体的湿法去除厨房油烟的装置，此法的关键在于喷嘴在较低的泵压下形成的伞状水膜和在其下部形成的雾化效果极佳的水雾．运行结果表明，此法净化效率较高、性能稳定、维护操作方便，价格适宜．     

氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散过程影响的数值模拟研究

针对液体推进剂偏二甲肼与空气中氧气的反应对其泄漏扩散过程的影响进行数值模拟研究。以偏二甲肼长贮库房为研究区域,分别对不考虑氧化反应和考虑氧化反应的库房内偏二甲肼气体泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究库房内偏二甲肼浓度的分布规律,并分析自发氧化反应对偏二甲肼泄漏扩散的浓度分布和温度分布的影响。结果表明:偏二甲肼与氧气自发发生的氧化反应对库房内的流场有显著影响,在库房内偏二甲肼泄漏扩散600s后,氧化反应导致泄漏源上方0~1.2m区域温度上升12K,偏二甲肼浓度为未考虑氧化反应条件下的8倍左右。     

硼铁合金烟气净化喷淋塔气液两相流数值模拟

基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,针对某硼铁合金厂烟气处理系统中现有设计参数及操作条件下喷淋塔内部流场进行了三维数值模拟分析,对有无喷淋条件下的烟气流场分布进行了对比,另外还分析了喷淋压力,烟气进口速度,以及液滴分布对气液流场分布的影响。较高的喷淋压力和较低的烟气速度有利于气液两相间的传质,液滴的分布也影响着气液两相的传质效率。     

空气助力雾化喷嘴雾化特性实验研究

冻云中液态水滴的中值直径是影响飞机结冰的一个重要参数,选择合适的喷嘴用于模拟冻云显得尤为重要。采用马尔文Spraytec喷雾粒度分析仪对两种不同孔径的喷嘴进行了详细的实验研究,在最小中值直径工况点进行了粒度分布分析。研究发现中值直径随气压的增加而减小,在气压和水流量变化时喷雾锥角稍有波动,但变化范围不大。     

空气助力雾化喷嘴雾化特性实验研究

冻云中液态水滴的中值直径是影响飞机结冰的一个重要参数,选择合适的喷嘴用于模拟冻云显得尤为重要。采用马尔文Spraytec喷雾粒度分析仪对两种不同孔径的喷嘴进行了详细的实验研究,在最小中值直径工况点进行了粒度分布分析。研究发现中值直径随气压的增加而减小,在气压和水流量变化时喷雾锥角稍有波动,但变化范围不大。     

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%。     

新OG系统旋流脱水器气液分离特性数值研究

根据旋流脱水器的内部流动特性,基于欧拉-拉格朗日方法,对旋流脱水器内部气液两相流动进行了数值计算和分析,研究了液滴直径、进口质量含气率和湍流扩散效应对流场分布、脱水效率、出口质量含气率和出口液滴粒度分布的影响.结果表明：当质量流量一定时,旋流脱水器进出口压降随着进口质量含气率的增加而显著提高.对于单一直径的液滴,在不考虑湍流扩散效应的情况下,脱水效率随进口质量含气率的增加而增加.当考虑湍流扩散效应时,对于直径较小的液滴（0.1~1μm）,这种规律刚好是相反的,连续相速度的增加提升了湍流扩散速度,使湍流运动更加紊乱,但脱水效率高于不考虑湍流扩散效应时的计算结果.在混合粒径条件下,随着进口质量含气率的增加,脱水效率和出口质量含气率增加,计算表明湍流扩散效应有利于混合直径液滴的分离.随着进口质量含气率的增加,液滴质量分数的峰值逐渐向小粒径方向移动,粒径分布范围逐渐减小.     

北京地区FLEXPART模式适用性初步研究

FLEXPART是挪威大气研究所开发的拉格朗日粒子扩散模式.为客观地评价该模式在北京地区的适用性,以北京上甸子大气本底站为例,模拟了CO浓度变化及其源区分布特征,并与该站实测CO浓度和2006年排放源清单进行了比对.结果表明:①模式模拟的CO浓度变化趋势可以较好地反映上甸子地区CO浓度的日变化规律,CO浓度的模拟值与实测值的相关系数在春夏两季分别达到0.42和0.41;②春夏两季北京市污染气团主要源地分布在西-西南和西西南-南-南南东扇区,模式结果较好地体现了北京及周边地区CO源区的分布特征.初步研究表明,FLEXPART模式在北京地区是基本适用的.     

京津渤地区二氧化硫浓度分布模式

本文介绍一种适用于区域污染并考虑了二氧化硫在输送过程中转化为硫酸盐和被地面吸收等过程的烟团模式。根据北京、天津和渤海地区六氟化硫实验提供的扩散参数及该地区气象资料(风向、风速)和污染源资科,用模式计算出该地区在西北风,东南风为主的气象条件下二氧化硫浓度分布,并与实测值做了比较。     

烟气脱硫脱硝流化床反应器中喷枪设计的模拟与优化

为优化循环流化床半干法脱硫脱硝反应器喷枪布置形式，以某火电厂的循环流化床同时脱硫脱硝反应塔为研究对象，对其高压水喷枪布置形式进行模拟研究。通过模拟和实际运行相结合的研究方式，得到了更合理的喷枪布置形式:喷枪数量选择4只且呈环形布置；喷枪头伸入距离为0.5~0.7 m，同时保证喷雾最大液滴粒径<150 μm，以此保证液滴在反应器内的均匀分布及液滴的完全蒸发，实现循环流化床半干法反应器的平稳运行及高效脱硫脱硝。     

饱和多孔介质中胶体运移模拟方法研究进展

阐述了国内外针对胶体在饱和多孔介质中运移模拟方法的研究进展：胶体在多孔介质中由于对流和弥散作用发生运移,而由于表面沉积和筛滤作用滞留在多孔介质中,通常采用含有滞留项的对流弥散方程对胶体的运移行为进行宏观描述,并通过拟合得到胶体运移和滞留的宏观参数,但是对流弥散方程是对试验曲线的宏观描述,无法解释其背后的微观机理;胶体的运移和滞留作用由胶体的微观受力决定,包括胶体在水中的布朗运动和有效重力,胶体-胶体/胶体-固相表面之间的相互作用以及流场作用在胶体上的力3个部分;为了实现从微观受力到宏观参数的升尺度计算,研究者们提出了胶体过滤理论及其后续的修正方法对沉积速率等宏观参数进行预测,然而现有方法通常基于简化的流场,忽略了多孔介质复杂孔隙结构和表面特性的影响;孔隙结构模型是多孔介质孔隙结构的简化模型,基于该模型能够从胶体在多孔介质中的微观力学分析出发,预测胶体的宏观运移行为,然而已有研究中尚未全面的考虑胶体在多孔介质中运移和滞留的多种作用.本文总结了该领域待解决的问题,包括建立考虑微观机理的对流弥散方程,发展考虑多孔介质孔隙结构的胶体过滤理论以及完善基于孔隙结构模型的胶体运移模拟方法.     

A surface-layer similarity model for the dispersion of a skewed passive puff near the ground

A model for the dispersion of a passive puff near the ground is developed. The model is based on the Monin-Obukhov similarity theory for the atmospheric surface layer, which is used to specify eddy diffusivities and the wind speed profile. Starting from the diffusion equation in a puff-following coordinate-system, rate equations are derived for the standard deviations of the concentration distribution and for its skewness. Approximate solutions are obtained for the shape of the concentration distribution and for the puff velocity.