偏心双轴搅拌用于污泥搅拌混合的数值模拟

在大型污泥搅拌机中探索采用偏心双轴搅拌,使用Fluent软件对偏心双轴搅拌槽内污泥流体的流场变化进行数值模拟,并与中心双层搅拌进行比较,分析2种结构搅拌槽内宏观流场结构、速度分布及功耗特性,通过实验测量不同转速下偏心双轴的功耗,仿真计算结果和实验值吻合较好。结果表明：偏心双轴搅拌形成的流场结构打破了中心搅拌的流场对称性,有效的消除了隔离区。偏心双轴搅拌槽内流场各方向的速度分量均比中心双层搅拌有明显的提高,速度梯度较大,能够增大搅拌混合区,有利于污泥固液两相的混合。在N=5 r·s-1时偏心双轴搅拌的功耗约为中心双层搅拌的90.4%,具有明显的节能效果。     

Monoterpene emissions and carbonyl compound air concentrations during the blooming period of rape (Brassica napus)

An increasing percentage of agricultural land in Germany is used for oil seed plants. Hence, rape has become an important agricultural plant (in Saxony 1998: 12% of the farmland) in the recent years. During flowering of rape along with intensive radiation and high temperatures, a higher production and emission of biogenic VOC was observed. The emissions of terpenes were determined and more importantly, high concentrations of organic carbonyl compounds were observed during this field experiment. All measurements of interest have been carried out during two selected days with optimal weather conditions. It is found that the origin or the mechanism of formation of different group of compounds had strong influence on the day to day variation of their concentrations. The emission flux of terpenes from flowering rape plants was determined to be 16–32 μg h⁻¹ m⁻² (30–60 ng h⁻¹ per g dry plant––540–1080 ng h⁻¹ per plant), in total. Limonene, -thujene and sabinene were the most important compounds (about 60% of total terpenes). For limonene and sabinene reference emission rates (M_S) and temperature coefficients were determined: β_limonene=0.108 K⁻¹ and M_S=14.57 μg h⁻¹ m⁻²; β_sabinene=0.095 K⁻¹ and M_S=5.39 μg h⁻¹ m⁻².

The detected carbonyl compound concentrations were unexpectedly high (maximum formaldehyde concentration was 18.1 ppbv and 3.4 ppbv for butyraldehyde) for an open field. Possible reasons for these concentrations are the combination of primary emission from the plants induced by high temperature and high ozone stress, the secondary formation from biogenically and advected anthropogenically emitted VOC at high radiation intensities and furthered by the low wind speeds at this time.     

有害物质环境测试组合舱的研制及性能评价

研制了一种新型有害物质环境测试组合舱,该测试舱由舱体系（内舱和外舱）、恒温恒湿空气处理系统、空气循环装置和信号控制与处理软件组成。该测试舱具有可分别使用内舱和外舱对样品进行测试的特点,并采用美国FLUNT公司开发的air pack软件包对内舱和外舱的气流进行模拟与计算,并划分出内舱的层流区域,同时也对舱体系的性能进行了测试与评价。结果表明,有害物质环境测试组合舱的温湿度的相对标准偏差分别为0.04℃和0.7%,混合性达到90.7%。因此,该有害物质环境测试组合舱对温湿度控制精准,气流稳定,混合性能良好,能为室内空气污染研究提供条件稳定的室内仿真环境。     

不同流量分配比对多级A/O工艺去除有机物及脱氮的影响

采用三级A/O工艺分段进水工艺处理低碳源生活污水,考察了进水流量分配比对系统去除有机物、硝化反硝化能力以及去除TN的影响。通过对水质指标沿程监测结果表明,不同流量分配比(4∶3∶3,5∶3∶2,6∶3∶1)对系统去除有机物及硝化效率影响不大,出水COD、氨氮分别均在30 mg/L、1 mg/L以下。但反硝化效果受流量分配比的影响较大,在流量比为5∶3∶2时,有效利用原水中碳源进行反硝化,反硝化效果最好。在流量比为5∶3∶2的情况下,TN出水为5.7 mg/L去除率为82.9%,优于流量分配比为6∶3∶1和4∶3∶3时的脱氮效果。总体而言,分段进水工艺在对碳源的有效利用及能耗节省方面优于单点进水。     

现场测定煤层透气性系数计算方法的优化研究

为深入分析瓦斯在煤层内流动的阻力特性,根据煤层瓦斯径向不稳定流动理论,探讨煤层透气性系数的本质内涵及物理意义,指出其现场应用过程中存在的不足。基于无因次流量准数Y和时间准数F0之间的关系,对系数a,b值进行修正,提出透气性系数公式的优化计算方法。给出对比2种计算方法的现场应用实例。结果表明,优化方法的计算过程不必采用试算,计算结果的相对误差小于2%,可满足现场应用的实际要求。依据现场测定值可计算出AB的区间范围,据此可直接选择相应公式计算煤层透气性系数。     

水力割缝增透抽采煤层瓦斯原理及应用

煤层瓦斯抽采是避免煤矿瓦斯灾害发生的根本防治措施,水力割缝技术使煤体在割缝后应力松弛、卸压、破坏、破裂,以成倍或者十几倍地提高煤层的渗透性,继而对煤层瓦斯进行抽采,使瓦斯煤层变为低瓦斯或无瓦斯煤层,从根本上避免瓦斯灾害发生。从水力割缝技术切割煤层致煤层应力变化角度,将理论分析和数值模拟方法相结合,根据渗流力学平面径向流理论,分析给出水力割缝技术增透抽采瓦斯原理。以兖州东滩矿3号煤层为例,分析采用水力割缝技术前后煤层应力变化、渗透率变化规律。结果表明:大面积割缝后,应力重新分布,由均匀状态转变为非均匀状态分布,水平缝使煤层卸压,煤层应力普遍降低,在缝上部煤层局部形成拉应力区。割缝后渗透率是割缝前的4.34倍,渗透率大幅度增加,从而提高瓦斯抽采速度和最终抽采率。     

基于仿真的高速公路紧急事件交通流特征研究

研究高速公路紧急事件下的交通流特征,对于减少高速公路拥挤、降低二次事故、提高通行能力有重要的作用。由于高速公路紧急事件具有偶然性、不可预测性的特点,在实际调研中往往难以及时捕捉到交通事件的相应信息,导致源数据不足进而影响研究的进行。本文通过微观仿真手段,结合实地调研获得紧急状态下车辆运行参数,在AIMSUN仿真环境下加载紧急事件,建立了高速公路微观路段的仿真模型。并将路段平均车速、密度、最大排队长度等作为指标,定昔计算紧急事件下各种交通参数的变化规律。最后与调研结果进行了对比,表明仿真结果与实际情况较为一致。     

高速公路交通流实时安全性评价

根据多条高速公路近3年的事故数据及实时交通流数据,分析了高速公路运营安全性的相关影响因素,在此基础上提出了车速变异系数指标及其分级标准,建立了考虑交通流量、平均车速、车速变异系数、天气条件等多因素的高速公路交通流运行风险预测多元模型,并提出了高速公路交通流实时行车风险指数TRI指标,制定了交通流状态实时安全性评价标准,最后给出了高速公路交通流混合交通状态下的实时安全风险评价流程。通过西攀高速公路的交通流实时数据,验证了模型的有效性。     

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。     

基于节点流量校核的供水管网爆管定位研究

针对目前基于节点压力变化定位供水管网爆管的方法,当供水管网中泵切换时,导致定位爆管位置存在误报的问题,提出了基于节点流量校核的管网爆管定位方法.利用奇异矩阵法推导出节点流量灵敏度矩阵,采取奇异矩阵中的最优搜索向量计算方法找到节点流量变化位置,确定爆管管道.首先,将该方法应用于一个小管网,阐述基于节点流量校核的管网爆管定...