气固两相流中颗粒碰撞的Monte-Carlo数值模拟

利用颗粒碰撞动力学模型和颗粒几何碰撞率模型,采用Monte—Carlo算法来模拟颗粒之间碰撞,把该算法与求解雷诺应力-概率密度函数模型的有限差分-Monte Carlo算法耦合起来,对轴对称突扩通道内的两相旋流场进行了数值模拟,模拟结果表明,由于颗粒碰撞使颗粒的动能和湍动能在三个坐标方向上进行了再分配,从而导致颗粒的动能和湍动能在三个坐标方向上趋于各向同性;另外,由于颗粒碰撞破坏了颗粒-颗粒、颗粒-流体微团之间的速度关联,从而造成颗粒湍动能及两相速度脉动关联的降低。     

离散系统通用动力学方程求解算法的研究进展

离散系统中的颗粒物在凝并、破碎、冷凝/蒸发、成核、沉积等事件作用下颗粒尺度分布的时间演变由通用动力学方程所描述.该方程为一典型的部分积分微分方程,普通数值方法难以求解.本文详细介绍了求解通用动力学方程的矩方法、分区法、离散法、离散-分区法、MonteCarlo方法等几种算法的原理、优缺点和最新的研究进展,并着重介绍了MonteCarlo算法,包括基于时间驱动Monte Carlo方法、基于事件驱动MonteCarlo方法、常数目法、常体积法以及多重Monte Carlo算法.      

双扩散自然对流的格子Boltzmann模拟

建立了一个模拟双扩散自然对流系统的格子Boltzmann模型,用此模型对受温度和浓度梯度驱动的方腔流动进行了模拟,研究了浓度Rayleigh数对传热传质的影响,并与其它文献的结果进行了比较.     

固相微萃取与气相色谱-质谱联用测定有机磷杀虫剂的残留量

建立了固相微萃取与气相色谱-质谱(SPME-GC/MS)联用测定水样中有机磷杀虫剂残留量的方法。探讨了影响SPME萃取效果的萃取头类型萃取时间 解吸时间 离子强度等诸因素,优化了GC-MS仪器条件。在优化的GC-MS条件下, 杀虫剂的响应值与浓度有良好的线性关系, 检出限分别为敌敌畏0.40 μg/L 甲基对硫磷0.01 μg/L 马拉硫磷0.025 μg/L 对硫磷0.004 μg/L。方法用于实际水样分析,结果令人满意,样品的加标回收率为94.7%-110.0%。该方法具有分析速度快 灵敏     

求解考虑颗粒凝并的通用动力学方程的多重MonteCarlo算法

Monte Carlo(MC)方法被广泛用于通用动力学方程的求解,然而普通MC方法的计算代价较高而计算精度不稳定．提出一种新的多重Monte Carlo(MMC)算法来求解GDE,该算法同时具有基于时间驱动MC方法、常数目法和常体积法的特点．首先详细介绍了该算法,包括加权虚拟颗粒的引入,MMC算法的计算流程,时间步长的设置,颗粒是否发生凝并事件的判断,凝并伙伴的寻找,凝并事件的后果处理．然后利用MMC算法对存在理论分析解的5种特殊工况进行数值求解,模拟结果与理论解符合很好,证明MMC算法具有良好的计算精度和较低的计算代价．最后分析了不同类型的凝并核对于凝并过程的影响,常凝并核和连续区布朗凝并核对小颗粒影响大一些,而线性凝并核和二次方凝并核对大颗粒影响大一些．     

煤基化学链燃烧过程中硫的演变

在双阶段流化床反应器内,基于溶胶凝胶法制备的Fe2O3/Al2O3氧载体研究了褐煤化学链燃烧过程中燃料硫的迁移路径及分布特性,并讨论了温度、过氧系数对燃料硫释放分布的影响.结果表明:所有工况下,氧载体均未出现被硫化的现象;在热解气化学链燃烧阶段,气相含硫物质以SO2和H2S为主,煤焦气化气化学链燃烧阶段绝大部分为SO2气体,部分来源于煤焦中CaSO4的分解。另外,部分燃料硫被碱金属固定于煤灰中。同时,提高温度和过氧系数都能导致SO2/H2S值和SO2释放量增大。     

水蒸气对煤热转化过程中钠析出特性影响研究

在不同水蒸气体积分数及温度条件下制备了相同焦产率的NaCl浸渍煤的煤焦样品,并利用电感耦合等离子体质谱仪分析了不同煤焦中钠的赋存形态及含量,研究了水蒸气及温度对煤热转化过程中钠迁徙转化的影响。结果表明,水蒸气体积分数的增加,一方面,增强了煤热转化过程中水溶态钠的释放;另一方面,也促进了水溶态钠向醋酸铵溶态、盐酸溶态以及不溶态钠的转化,使得钠的释放受到一定程度抑制。煤焦结构演化对碱金属钠释放具有重要影响。水蒸气的气化反应引起煤焦缩聚程度增加,小芳香环缩聚形成大芳香环结构时会对钠起到一定的包裹作用,使得钠的释放受到抑制;同时,气化反应产生的煤焦比表面积越大,越有利于钠直接释放。提高反应温度一方面会促进水溶态钠的释放;同时也会促进水溶态钠向其他溶态形式钠的转化,使得钠析出率随反应温度上升而增加的趋势逐渐变缓。     

生物质水洗脱灰及其废液的资源化利用研究

新疆农业废弃物资源丰富,为当地可再生能源发展奠定了原料基础,但过高的钾含量导致其燃烧过程发生严重的结渣沾污问题.水洗可从源头上解决问题,但所产生的废水难以处置或资源化利用,且新疆农田灌溉大都采用滴灌系统.因此,本研究自主设计了生物质的半连续水洗装置,并将此装置与滴灌系统结合,提出了可实现农作物生长所需营养元素从土壤—秸秆—土壤自循环的新型农田滴灌系统,实现了生物质水洗废水的资源化利用.结果 表明:此半连续水洗装置实现了棉杆中钾的高效脱除,热值提高了13.7％.棉杆中95.7％、93.6％、66.7％和49.4％的K、Na、P和Mg及大量的腐殖酸溶解到滤液中.通过此新型滴灌系统,可为新疆农业生产节省施肥费用44.5元/亩.此外,废液中大量的腐殖酸对改善新疆大面积的碱性土壤有很好的作用.可见,本研究对新疆生物质废弃物的能源化利用、新疆滴灌系统的优化改进和降低农业生产成本均有一定意义.