湍球塔内气流分布优化的数值计算及试验

通过对湍球塔（TCA）内三维流场的数值计算,找到了较佳的结构参数,在此基础上进行的试验表明,计算结果与试验结果相吻合。计算程序可为TCA的设计及保证其长期安全经济运行提供理论依据。     

半干半湿法烟气脱硫塔流场分析

利用计算流体力学的方法对半干半湿法烟气脱硫塔内部流场进行研究,通过对塔体内部设备的优化,增加脱硫剂与SO₂接触的几率,提高脱硫塔反应效率.在分析脱硫塔内多相流体的流动的基础上,建立k-ε湍流方程模型,分析了塔体内部对流场以及与脱硫效率的影响,研究结果表明,脱硫塔的内部结构对于流场分布起决定性作用,烟气分布器有助于控制脱硫化学反应,对进一步提高半干半湿法烟气脱硫效率非常重要.      

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。     

甲烷/空气预混气体泄爆过程的动力学研究

以甲烷/空气为研究对象,建立小尺寸管道气体爆炸实验平台,利用高速纹影技术,探测了泄爆过程中预混气体火焰在管道内的传播特性,并得出流场压力、火焰传播速度变化曲线;同时建立k-ε模型,对管道内甲烷/空气预混气体泄爆过程进行模拟,得到数值模拟情况下的流场压力和火焰传播速度变化曲线.模拟图像和实验图像变化趋势大体一致.     

爆炸塔内爆炸流场的数值模拟

采用二维非定常流体动力学差分方法(隐式TVD格式)，以轴对称和平面问题对半球顶圆柱筒身爆炸塔内，中心和偏心爆炸的流场进行了数值模拟。本简要介绍了方法与结果。     

混凝过程中流场结构的PIV测量与表征

采用粒子成像速度场仪(PIV)在不投加专用示踪粒子的条件下,以混凝絮体为示踪粒子,对Taylor-Couette反应器内的絮凝反应流场进行测量与表征.结果表明,内筒旋转雷诺数Re在900~2900时,流场中产生的涡具有相似的特殊波状涡结构,相邻涡旋形态大小发生周期性变化,涡间存在主流液体的移动,这种涡结构有利于絮体结合生长成较大的絮体颗粒,便于沉降而导致较高的絮凝沉淀去除率.这也证实PIV技术能够在进行混凝反应的同时,用混凝过程中的微絮体为示踪粒子对混凝过程进行流场测量,不必再额外添加示踪粒子,就能较好地反映混凝过程中涡旋的形态变化特征,从而实现对絮凝过程的同步测量与表征.     

导流板对氧化沟流场影响的数值模拟

利用Fluent软件对氧化沟流场进行三维数值模拟,采用滑移壁面模型定义转盘转动,Realizable k-ε模型模拟流场湍流变化,并与实测数据拟合验证,再运用验证后的模型对加装导流板前后的深沟型氧化沟进行模拟,得出导流板安装参数变化对氧化沟的影响。结果表明,加装导流板后氧化沟的流场改善明显,沟内中下部液流流速得到改善,减小了污泥淤积的可能。并得出合理的导流板安装参数:导流板板长为水深的1/5;距转盘中心距离为转盘直径的2倍,浸深为曝气转盘浸深的1/6。     

工作面通风方式对采空区风流流场和瓦斯运移的影响

工作面采用的通风方式对采空区流场和瓦斯运移有很大的影响.对工作面采用上、下行通风方式的采空区风流流场和瓦斯分布进行了数值模拟.结果表明:在煤层倾角不同时,工作面采用不同的通风方式下,采空区的漏风量、风流流场和瓦斯运移情况有很大差别.上行通风时漏风量随煤层倾角增大而增高.当下行通风工作面通风压力小于采空区自然风压时会发生采空区气体倒流现象,漏风量随煤层倾角增大而增高.上行通风采空区漏风量比下行通风大;下行通风工作面采空区瓦斯总量大于上行通风.随着煤层倾角增加,上行通风和下 行通风采空区瓦斯总最都减小.     

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。     

五孔测针标定曲线数学模型的计算机控制

由于三维流场测试工作及计算量繁重 ,采用传感技术实现三维流场的自动测试 ,计算机选出最优拟合曲线与实测数据相比较 ,因而达到测试三维流场风流目的。利用回归分析原理 ,将感压元件五孔测针的一系列标定曲线建立了相应的数学模型 ,采用MATLAB语言 ,实现了对标定曲线的拟合 ,用PLOT函数实现了对拟合标定曲线的自动绘制。同时考虑高次多项式 (拟合次数n >10 )易出现振荡的特点 ,故在拟合次数n从 1～ 10可能拟合多项式中 ,选出最优多项式。通过数学模型的应用实现了由计算机控制 ,从而为有效利用传感技术对三维流场的自动化测试提供了可能性。