静电除尘器气流分布数值模拟

简要分析了电除尘器在干法除尘系统中的重要作用。指出了除尘效率的高低是衡量除尘系统的关键参数,而气流分布是影响电除尘器效率的重要因素。通过计算流体力学软件对电除尘器内部流场进行数值模拟。根据主要影响气流分布的因素确定了4种方案进行模拟,并对结果进行对比分析,最终为电除尘器气流分布的设计提供了建议。     

基于三维非稳态模型的车载加油油气回收系统碳罐结构优化

以车载加油油气回收系统(ORVR)碳罐吸附过程的传质传热过程为研究对象,以正丁烷/氮气模拟挥发油气,采用固定床吸附实验测试和CFD数值模拟相结合的方法,结合物种转移模型、层流模型和多孔介质模型,建立了三维非稳态ORVR碳罐的数值模型,以穿透时间和温度为特征量,从腔体体积比和进出口直径两个方面对其结构进行初步优化设计。结果表明,吸附过程床层温度模拟值与实验值偏差率低于7%,双腔体体积比为5∶3时,ORVR碳罐吸附过程中温度升高值相比其他结构低0.9~1.6 ℃,安全性高;进出口直径为12 mm时,在吸附穿透时间和床层温度升温方面综合性能最好。本研究可为ORVR碳罐结构优化设计提供参考。     

输煤皮带巷运煤量对扬尘运移扩散影响的数值模拟

为了掌握输煤皮带巷运煤期间的扬尘分布规律,探索更好的除尘工艺,以某大型煤矿主斜输煤皮带巷为研究背景,构建三维模型,依据气固两相流理论,运用双流体模型对不同运煤量下的粉尘浓度三维分布规律进行数值模拟。结果表明：皮带运煤量的增加,增大了煤流与风流之间的摩擦面积及巷道断面风速,提高了扬尘强度,扩大了高浓度区域范围,显著增加了巷道中下部空间的粉尘污染程度;运煤量的增加对粉尘浓度的影响程度随着距皮带距离的增加而减小;在湿式除尘设计中,可通过自动喷雾系统与煤量监测之间的联动,提高除尘效果。     

对柴油机集成后处理系统催化性能的数值模拟

为研究柴油机集成后处理系统的催化性能,应用CFD软件建立包括尿素水溶液分解、一氧化氮氧化和NOx选择性催化还原化学反应的数值计算模型,计算在SCR催化器上游加装DOC和CDPF催化器后不同排气温度和氨氮比时系统的催化效率。结果表明：当温度达到300℃以上时,尿素分解效率可达81%左右;NO的氧化效率基本维持在45%~60%,系统具有很好的低温催化性能,200℃时NOx催化效率可达76.6%;当氨氮比为1.0时,大多数工况下NOx催化效率均高于90%,最高可达98.7%。通过台架实验验证了模拟结果与实验数据绝对误差在5%以内,表明模拟计算结果可靠,可为后处理系统的设计提供理论指导。     

Investigation of hydrogeologic processes in a dipping layer structure: 2. Transport and biodegradation of organics

Numerical simulation tools have been used to study the dominating processes during transport of aromatic hydrocarbons in the unsaturated soil zone. Simulations were based on field observations at an experimental site located on a glacial delta plain with pronounced layered sedimentary structures. A numerical model for transport in the unsaturated zone, SWMS-3D, has been extended to incorporate coupled multispecies transport, microbial degradation following Monod kinetics and gas diffusive transport of oxygen and hydrocarbons. The flow field parameters were derived from previous work using nonreactive tracers. Breakthrough curves (BTC) from the hydrocarbon field experiment were used to determine sorption parameters and Monod kinetic parameters using a fitting procedure. The numerical simulations revealed that the assumption of homogeneous layers resulted in deviations from the field observations. The deviations were more pronounced with incorporation of reactive transport, compared with earlier work on nonreactive transport. To be able to model reasonable BTC, sorption had to be reduced compared to laboratory experiments. The initial biomass and the maximum utilisation rate could be adjusted to capture both the initial lag phase and the overall degradation rate. Nevertheless, local oxygen limitation is predicted by the model, which was not observed in the field experiment. Incorporation of evaporation and diffusive gas transport of the hydrocarbons did not significantly change the local oxygen demand. The main cause of the observed discrepancies between model and field are attributed to channelling as a result of small-scale heterogeneities such as biopores.     

飞机撞击引起爆炸-火灾后建筑坍塌过程模拟

为了解飞机撞击超高层建筑后致使建筑坍塌或倾倒过程,基于颗粒流理论进行了该过程模拟,包括飞机撞击、油箱爆炸、火灾和建筑坍塌过程。模拟分4个阶段:初始至撞击、撞击至油箱爆炸、爆炸至火灾、建筑坍塌至结束。引入了颗粒流爆炸模型和考虑钢混等效结构的火灾模型。分别在建筑高程250 m和100 m处实施了撞击模拟。结果表明,不同的撞击高度所造成的建筑破坏效果和过程有同有异。共同点是飞机的撞击并不是建筑破坏的直接原因。飞机油箱爆炸破坏了外围框架,也造成核心筒结构的损伤,因此爆炸是建筑破坏的起因。不同点是250 m撞击时爆炸引起的火灾加速了上部建筑的倾倒,但最终撞击处下部建筑结构仍完整,这个过程时间较长。100 m时火灾几乎未起到任何助力坍塌的作用,建筑便已经开始不可逆的坐塌过程,该过程时间较短。     

蒸汽注入-电阻耦合加热过程影响因素及热脱附效果探究

针对单一热脱附技术的应用局限性,构建蒸汽注入-电阻加热（SEE-ERH）耦合热脱附三维试验系统,研究耦合热脱附技术的影响因素及处理效果。温度场分布试验结果表明,含水率、电压强度、蒸汽注入速率和抽提速率均可影响加热效果;并且,在一定范围内,前3个因素与升温效果呈正相关关系。采用COMSOL软件建立的模型能较好地模拟三维试验系统的加热过程。污染脱附试验结果表明,在ERH的基础上增加SEE可促进污染组分的解吸,并加快污染物去除速率;在20%含水率、80 V电压、1.00 L/min蒸汽注入速率和1.2 L/min抽提速率的条件下,SEE-ERH的加热效率较好,对菲的去除率可达到99.0%。

     

LARGE AREA HYDROLOGIC MODELING AND ASSESSMENT PART I: MODEL DEVELOPMENT1

ABSTRACT: A conceptual, continuous time model called SWAT (Soil and Water Assessment Tool) was developed to assist water resource managers in assessing the impact of management on water supplies and nonpoint source pollution in watersheds and large river basins. The model is currently being utilized in several large area projects by EPA, NOAA, NRCS and others to estimate the off-site impacts of climate and management on water use, non-point source loadings, and pesticide contamination. Model development, operation, limitations, and assumptions are discussed and components of the model are described. In Part II, a GIS input/output interface is presented along with model validation on three basins within the Upper Trinity basin in Texas.     

植被下垫面Z0的估算及其改进影响评估

利用卫星遥感反演数据和多种观测资料,基于形态学-遥感反演的方法,估算我国主要植被下垫面的空气动力学粗糙度长度(Z₀),将其应用于区域大气化学模式(WRF-Chem)中改进模式默认Z₀值,并结合全国气象和污染物观测数据进行改进效果评估,探究Z₀改进对模式气象场和化学场模拟结果的影响.结果表明:(1)Z₀高值主要位于森林类下垫面,可超过1m;农田、草地类下垫面Z₀值较小,低于0.5m,其余植被下垫面的Z₀值基本介于两者之间.(2)Z₀改进后,10m风速(WS10)和地表温度(TSK)的改进效果较好,而2m温度(T2)和相对湿度(RH)的改进效果不明显;从空间分布和不同下垫面结果来看,Z₀对TSK主要是增温作用,对WS10是减小作用;就改进比(各要素改进后的模拟值与改进前的模拟值之差比上改进前的模拟值,下同)而言,Z₀改进对WS10的影响大于TSK.从对污染物浓度效果评估看,Z₀对PM_2.5和PM₁₀模拟改进效果较好,对其它污染物(SO₂、NO₂、O₃)的改进效果不明显.(3)对比气象要素和污染物浓度效果评估可知,Z₀改进对气象要素的影响大于污染物浓度,其主要是通过影响气象场来间接影响污染物浓度.总的来看,Z₀改进影响最大的是气象场的10m风速,考虑其原因在于改进后的Z₀普遍高于改进前模式默认Z₀值,而Z₀是表征地表粗糙度的变量,由于地表粗糙度的增加,增强了对气流的阻碍作用,使得近地层风速减小.     

PCF型湿式脱硫除尘器入口结构优化

以PCF型湿式脱硫除尘器为物理模型,利用Fluent软件包,采用RNGк-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对装置内三维流场进行数值模拟.模拟结果发现,原倾斜入口(A)的装置内烟气分布不均匀.提出了水平入口(B)、左入口(C)、右入口(D)3种优化结构,并分别对A、B、C、D入口装置内气流速度、湍流强度与压降进行了模拟分析.结果表明,C、D入口使装置内气流速度分布更加均匀,且增强了装置内湍流强度,但C入口会导致压降增加,因此最佳入口为D.最后,针对入口D装置中的低速区,模拟分析了30°、45°与54°3种不同切入角度,得出45 °效果最佳.