水泥回转窑内NO生成及其分布规律研究

本文在气固流动、煤粉燃烧和NO生成数学模型的基础上,对水泥回转窑内物料烧成过程的物理化学反应热效应采用分区段拟合的方法,建立了一套描述水泥回转窑窑内过程的数学模型。并对某3000吨／天生产能力的带四通道燃烧器的水泥回转窑进行了数值模拟,得到了回转窑内气体速度场、气体温度和组分浓度沿窑长的变化规律,对窑内NO生成进行了深入研究。研究结果表明:水泥回转窑内NO生成按机理可分为热力型NO和燃料型NO,由于窑内存在着高温、富氧环境,热力型NO为主要生成方式;热力型NO和燃料型NO生成过程存在着相互抑制作用。     

用数值模拟对循环流化床颗粒分离特性的研究

针对循环流化床铁矿粉烧结技术中的关键问题,用离散颗粒数值模拟方法对不同密度床科颗粒在床内的分布进行了数值模拟。数值模拟将气相场和离散颗粒场分别用欧拉方法和拉格朗日方法进行处理,在每一时间步长内对气相场和离散颗粒场的相互作用进行耦合,得出了石英砂和铁矿粉混合床料在循环流化床内的分离规律。数值模拟结果与国外相同研究的实验结果进行了对比,验证结果表明本文所得到的模拟结果具有较高的准确性。     

人体呼吸时微细颗粒在呼吸道中运动特性的研究

为了深入了解最直接危害人体健康的微细可吸入颗粒物在人体上呼吸道中的运动情况,建立了一个包括口腔、咽、喉、气管和支气管的完整的人体上呼吸道三维几何模型,并且基于该模型对人体在稳态呼吸状况下,呼气、吸气时微细颗粒在人体上呼吸道中的运动进行了数值模拟。气流场采用RNGκ-ε湍流模型进行计算,在拉格朗日框架下追踪颗粒运动轨迹。模拟结果与文献实验数据进行了比较,吻合一致.研究结果揭示了微细颗粒在人体上呼吸道中的运动规律,可为进一步研究微细可吸入颗粒物的致病机理提供理论依据.     

椭球颗粒搅拌运动及混合特性的数值模拟研究

为探讨在强制搅拌下同属性颗粒由分层到分布均匀状态的运动特征及规律, 本研究利用三维离散单元法模拟不同转速下U形罐体内等粒径椭球颗粒的混合过程. 从单颗粒随机运动轨迹、宏观颗粒流运动矢量图的角度分析颗粒混合过程的宏观混合规律及局部混合特征, 定量描述混合度与搅拌叶片旋转圈数的数学关系. 结果表明, 强制搅拌下同属性分层颗粒的混合是在对流混合及四个局部混合共同作用下实现的; 分层颗粒的混合度与搅拌轴的转速无关, 而与搅拌轴旋转圈数直接相关; 混合度与圈数的关系符合指数增长模型. 研究结果可为散体物料增混行业的设备改进及操作控制提供依据和参考.     

模拟火星灰在行波电帘中的运动特性

电帘由一系列的连通交流电源的平行电极组成，在清除月球、火星表面或外空间中的尘埃颗粒方面具有潜在的应用前景。连接多相交流电的电帘叫做行波电帘。本文研究了模拟火星灰颗粒在行波电帘中的运动传输模式，测量了颗粒在行波电帘中的宏观输运速度，发现电压对颗粒传输速度影响较大，并提出中频区间是行波电帘的理想操作条件。     

流化床内单个颗粒传热特性的模拟

单个颗粒的传热过程对于燃煤流化床锅炉中煤的着火和随后的燃烧过程具有重要的影响。本文建立了一个基于Euler-Lagrange方法的数学模型对其进行了数值研究。该模型对流体相的运动和传热规律以Euler。方法描述,对固体颗粒相则以近年来发展起来的离散单元方法(DEM)在颗粒层次上进行描述。研究结果表明颗粒与床层之间有很高的传热系数。另外,对单个颗粒温度变化过程的模拟研究表明,颗粒经过较短的时间便能接近床层的温度,且不同颗粒具有类似的温度变化特性。     

压气机环形叶栅尾迹特性试验与数值模拟研究

尾迹特性是影响轴流压气机损失和气动稳定性的重要因素。采用带进、出口导流叶片的环形叶栅试验方法对轴流压气机叶片尾迹进行了详细的流场测量,并结合数值模拟手段对尾迹损失进行了分析。环形叶栅试验和数值模拟结果对比表明,SST湍流模型的稳态计算结果与试验结果更加吻合,对尾迹的预测更为准确。环形叶栅出口截面尾迹损失沿径向分布不均匀,在20%~50%叶高范围具有较高总压损失,在30%叶高处达到损失极值,其主要来源于下端壁边界层低速流体在叶片中后部沿着吸力面的径向迁移。通过对尾迹速度的分解以及总压损失发展的分析可知,尾迹在到达一倍弦长后,尾迹中的旋涡在与主流的掺混过程中逐渐减弱,叶栅出口损失仍然存在不均匀性,不均匀性的来源主要为轴向速度的亏损。     

旋流燃烧室内颗粒运动的数值模拟

本文应用流体相湍流脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型,对有直流一次风和旋流二次风的旋流燃烧室内的颗粒运动进行了数值模拟。得到的颗粒相轴向总质量流通量、轴向与切向速度分布与实验测量数据相符合,并比 Gosman 颗粒随机轨道模型的模拟结果有一定的改进。     

二维颗粒运动以及传热的数值模拟

本文提出了直接热源算法(Direct heat source)使得颗粒壁面温度满足Dirichlet边界条件,同时采用Wang等提出的内嵌边界方法(Immersed boundary method)和多重直接力算法(Multi-direct forcing)全尺度模拟二维颗粒的运动.本文计算了运动的冷颗粒在不同Grashof数时的运动状态.本文的计算结果与其他学者的计算结果符合得很好,从而验证了本文采用的方法的精确性与有效性.     

衰减球面冲击波波阵面自模拟运动特性

指出衰减球面冲击波波阵面传播过程属于自模拟运动，提出衰减球面冲击波波阵面传播自模拟函数的概念，在此基础上推导出均匀介质中衰减球面冲击波波阵面自模拟传播公式.衰减球面冲击波波阵面自模拟传播公式与实验测试结果完全符合. 关键词： 自模拟运动 衰减球面冲击波     

综合流动和传热的废轮胎回转窑热解模型

废轮胎在回转窑内的热解主要受到气-固相流动、传质和传热及化学反应动力参数等因素的影响。在对回转窑 内固体颗粒运动、传热传质进行分析的基础上,结合对轮胎热解反应动力学的研究,发展了综合流动、传热的废轮胎回转 窑热解模型,可计算得到回转窑内热解的温度分布、物料转化率、产物得率等。模型计算结果与试验结果吻合较好。     

回转窑内MSW轴向传输和扩散的数学模型和仿真

本文发展了随机颗粒轨道模型并用来预测ＭＳＷ在回转窑内轴向传输和扩散现象，即停留时间分布。模型创新性在于：（１）首次采用颗粒受力矢量分析而非Ｓａｅｍａｎ倡导的几何分析来确定窑内单历程中颗粒的滚落轨迹；（２）充分考虑了ＭＳＷ在回转窑内分离现象，引入参数来表达颗粒滚落过程的随机分布函数。模型计算值和试验结果取得良好的一致，可以为回转式热解或焚烧炉的设计和运行提供依据。     

造纸污泥在回转窑中热解的试验研究

本文在自行设计的小型外热式回转窑试验装置上进行了污泥热解试验,考察了污泥在不同热解连温下三种形态热解产物的产率,分析了污泥在热解过程中热解气体的成分和热值的变化特性以及热解半焦的品质。采用表观动力学模型对热解气体的试验数据进行计算,结果表明用该模型描述热解气体的析出是合理的。     

MASS TRANSFER EXPERIMENTS ON SINGLE IRREGULAR-SHAPED PARTICLES

Mass transfer from irregular-shaped naphthalene particles (100-200 inn in size) was studitd in an electrodynamic balance. Charged particles were suspended in an electrostatic field directly in line with a calibrated air jet. Mass and size change histories were obtained under ambient conditions, and under steady- and pulsed-flow conditions. For natural convection, the time-averaged Sherwood number was similar to that for spheres. Forced-convection Sherwood number under steady-flow conditions was strongly dependent on particle shape and panicle Reynolds number, and was consistently higher than values predicted for spheres at comparable Reynolds numbers. This study validates the technique and indicates the shape effect on mass transfer form single particles.     

传热与传质性能对余热吸附制冰机的影响

文中选用甲醇为制冷剂,对散装活性炭与块状活性炭的吸附式制冰在传热、传质方面进行了试验对比研究,结果表明,散装活性炭在有回热回质条件下COP可以大幅度提高。块状活性炭的传热系数远远好于散装活性炭。在块状活性炭吸附床的传质问题解决后,每个吸附床的吸附剂为48 kg时,两床系统有望实现日制冰600 kg。     

一种控温热管理器的传热传质分析

本文针对余热回收中控制热源温度的需求,提出了热管理器概念并研制开发了实验样机.本文建立了热管理器内部传热传质二维模型,研究其工作机理.模拟结果表明,不凝气具有有效的凝结换热阻隔作用.工况变化时,蒸汽覆盖段长度显著变化,而这一区域内饱和蒸汽温度变化很小,说明热管理器具有良好的控温性能.计算结果与实验数据吻合很好,验证了理论模型的正确性.     

分形介质的传热与传质分析(综述)

本文论述了分形介质的分形理论和数学基础,并简要综述了用分形理论和方法研究分形介质的传热与传质特性(如多孔介质的渗透率、热导率以及池核态沸腾换热)方面目前所取得的研究进展,最后扼要展望了用分形理论和方法进一步研究分形介质的传热与传质的可能的若干课题和方向。     

液幕式吸收塔中传质模型研究

对液幕式吸收塔脱硫性能进行了实验研究,研究了烟气流量、循环浆液量、浆液浓度,喷嘴阵列形式等参数对脱硫性能的影响,合理选择装置结构和运行参数时,脱硫效率可达90%以上;提出了液幕式吸收塔中当量传质面积的计算方法,建立了液幕式吸收塔的传质模型,得到了液幕式吸收塔的传质系数关于气相和液相雷诺数及喷嘴阵列的经验关系式。     

二维固定床双组分气体吸附的流动传热传质的数值模拟

本文建立固定床吸附过程中流动传热和传质模型,二氧化碳占20%的二氧化碳氮气双组分气体在吸附剂沸石13X上吸附过程进行了数值模拟,并对结果进行了分析.结果表明吸附过程中的温度变化是显著的,对吸附过程的传质影响巨大.通过改变吸附颗粒的大小和传热性能及改变流动过程,从而改变传热过程对吸附分离的影响是显著的.     

质子交换膜燃料电流道淹没与传质强化

在地面常重力环境下,采用透明电池可视化方法研究了质子交换膜燃料电池阳极和阴极的流道淹没现象。分别研究了阳极和阴极反应物流量对电池内部传质和电池性能的影响。结果表明,电池阴极的淹没区域比阳极大,由电极淹没引起的气体传质受限和电化学反应受限主要发生在阴极。提高反应物流量能够强化气体传质并提高电池性能,并且提高电池阴极侧反应物流量比提高阳极侧反应物流量对提高电池性能更有效。本文工作为进一步开展微重力环境中的燃料电池实验提供了比较依据。