隧道竖井外流场模拟及风塔外型结构优化研究

为提高长大隧道施工及运营通风过程中竖井通风效率,实现隧道节能通风。依托实际隧道工程,基于Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,对无竖井风塔、圆柱风塔、矩形风塔和凸台状风塔4种结构、不同环境风速工况下的流场进行数值模拟,并对模拟结果进行交叉比对分析,提出最优化的竖井风塔结构形式。研究结果表明:采用风塔结构竖井出流量要远大于无风塔结构竖井出流量;对于不同竖井风塔外型结构,竖井出流量与环境风速关系呈多项式函数;当倾斜角为45°、圆心角为90°时,凸台结构对应竖井出流量最大,且受环境风影响波动较小,通风稳定性较好。建议竖井出口结构选用矩形或凸台状,实现对环境风的高效利用,提高竖井通风效率。     

长大深埋铁路隧道地下水流场演化与恢复预测研究

长大深埋隧道穿越富水地质环境时,易造成区域水环境变化。拟建运三铁路中条山隧道要穿越多条断层破碎带,地层含水量较大,地质条件复杂。采用GMS地下水模拟软件,构建了隧址区三维水文地质结构模型,模拟预测隧道建设施工与运行期的地下水流场分布及恢复情况。结果表明：运三铁路隧道建设排水会形成沿隧道轴线的降落漏斗,区域地下水位平均降深20～40m,最大降深达200m, 3年建设期造成水量损失6.2×10⁶m³。隧道运行稳定排水后,地下水流场可在1年时间内恢复至初始形态,区域流场10年后基本恢复,但隧道周边仍存在约30m的降落漏斗,水资源量将恢复至建设前水平。数值模拟较好地揭示了长大深埋铁路隧道地下水涌水量、影响范围、恢复周期等规律,可为拟建运三铁路中条山隧道的水环境效应评价、恢复与防治提供科学支撑。     

义乌市水体富营养化藻华问题分析和监测方案建议

为探究适用于义乌市富营养化水体的藻华监测方案,调研了义乌市具有代表性的岩口水库和义乌江的常规水质指标,分析了义乌市水体藻华暴发的问题现状和影响因素,并结合现有的藻华监测方法,筛选了适合义乌市的藻华监测方法。结果表明：水温、营养盐和水动力等因素均可显著影响富营养化水体的藻华暴发;现场监测、实验室分析、遥感监测和在线监测均可适用于义乌市不同类型富营养化水体的藻华监测。总体监测方案建议是以在线监测作为主体,辅之以现场巡视和实验室分析,并定期对监测数据进行校核。     

餐饮油烟净化器流场特性研究

文章针对静电式油烟净化器,通过数值模拟方法,研究其内部流场,观察其速度场及压力场分布特性,为后续优化净化器结构做准备,同时也为设计研发出安全、高效的净化器提供参考.     

屋顶形状对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Spalart-Allmaras湍流模型,通过求解二维连续性方程,Navier-Stokes方程及污染物输运方程,模拟了具有不同屋顶形状的街道峡谷的流场及交通污染物浓度场.计算结果与风洞试验结果总体趋势一致.由于屋顶形状的不同,峡谷内的流场会形成顺时针或逆时针方向的旋涡,从而影响建筑物迎风面与背风面污染物浓度分布.在各种屋顶形状的街道峡谷中,壁面污染物浓度的相对大小与其附近的速度分布有直接关系.通过对街道峡谷建筑屋顶高度处垂直方向污染物通量的计算和比较,说明了不同屋顶形状的街道峡谷平均流扩散和湍流扩散的强弱,污染物湍流扩散通量值有可能为正或为负;同时,峡谷内剩余污染物浓度的大小表明了屋顶形状对污染物扩散出街道峡谷难易的影响.      

氧化沟反应器流体力学特性的数值模拟与实验研究

采用CFD数值计算和体视PIV测试相结合的方法研究卡鲁塞尔氧化沟反应器流场特性。探索复杂边界条件下反应器流场的模拟方法,采用体视PIV技术分别测量了反应器直道、弯道处三维全场流速;研究不同位置处纵、横、垂三向的流动结构和沿程分布特点。结果表明,模拟与实验结果较吻合;纵、垂两向的流动分布是决定沟内水力特性的主要因素;横、垂两向的流动是决定污泥沉积位置的主要因数;外沟靠近曝气叶轮直道段的流速分布上大下小,在低速区底部易发生污泥沉积;外沟远离曝气叶轮直道段流速分布上小下大,利于防止泥水分离;弯道段受横比降和横向环流的影响,内侧容易形成低速区或停滞区而发生污泥沉积。     

基于CFD的某330MW燃煤机组SCR脱硝系统混合器优化与验证

为探明混合器形式对于燃煤机组SCR脱硝系统性能的影响,运用数值三维模拟对330 MW燃煤机组SCR脱硝系统烟道中烟气流动速度、温度、氨浓度以及流动方向进行了模拟计算,并采用物理模型对数值模拟结果进行验证。对比研究了使用不同形式混合器上下游速度场、NH₃浓度场、压力损失及加工难度。结果表明：梯形板混合器加工简单、扰动范围大、压力损失大、对下游速度场影响大;扭叶片式混合器阻力小、对下游速度场几乎没有影响,但扰动范围小、安装角度要求高;六角星形混合器综合性能介于梯形板及扭叶片式混合器之间。六角星形混合器能够较好地实现NH₃与烟气混合,下游速度场均匀性及NH₃浓度均匀性满足设计要求。     

珠江口深圳海域总氮陆源入海污染负荷与水环境容量分析

总氮是珠江口近岸海域总量控制的主要污染物,通过实测法评估了珠江口海域深圳侧总氮入海排放总量,结合珠江口近岸海域水质目标,运用分区达标控制法对总氮环境容量进行计算,基于陆海统筹考虑,分配了研究范围内各行政区域总氮削减量。结果表明,2019年珠江口海域深圳侧总氮入海排放总量为18 064.43 t/a,其中,入海河流排放量为15 442.06 t/a,输入占比为85.5%,入海排污口排放量为2 622.37 t/a,输入占比为14.5%。总氮需要削减9 858.56 t/a,削减比例为49%,其中福永街道需要削减3 720.65 t/a,西乡街道需要削减2 491.14 t/a,沙井街道需要削减2 224.49 t/a,茅洲河需要削减685.50 t/a。研究结果对有效改善珠江口近岸海域环境质量具有重要参考价值。     

引水放流方式对太湖贡湖示范区水质的影响

基于国家水专项太湖贡湖湾示范区水质水量调控的需求,构建了示范区的等比例缩放实体模型。通过研究模型中4种不同调水方案的效果,为示范区调水技术的比较与选择提供决策依据。研究中,通过测定模型中5个断面的流场数据,判断引水方式对模型流场的影响,以此评价不同调水方案效果。同时以墨汁作为示踪剂,通过不同引水放流方式下示踪剂的扩散场变化,验证不同断面流速测定对整个区域流场判断的准确性,从而分析引水放流方式对水质的影响。     

灌河口表层土壤多环芳烃污染调查

为了解灌河口工业区表层土壤中多环芳烃的污染水平及健康风险。于2017年4月份在灌河口化工园区、火力发电厂和钢铁工业园区采集30个表层土壤样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对16种优控ω(PAH)进行了检测。结果表明,30个采样点16种PAH的ω(T-PAHs)总为1 212.8~12 264.5 ng/g,平均值为3 504.8 ng/g。其中单体PAH以Fl为主,平均比例高达19.4%,其次为Pyr(16.7%)和B[a]P(9.6%)。单体PAH相关性分析表明了污染物来源的一致性,主要来源于本地工业区原油、生物质和煤的燃烧过程。根据加拿大土壤环境质量标准,灌河口工业区87%的土壤PAHs污染超过了安全值,存在潜在的生态风险。