形状渐变的颗粒与沉降液的相互作用

工业过程中存在大量的含非球形颗粒的多相流动,研究这类颗粒与流体的相互作用有重要的应用价值。本文选择底面为方形、形状随边长和高度规律变化的长方体颗粒,采用单颗粒沉降法测量了曳力系数,研究了形状变化、材料密度和沉降液黏度的影响。发现曳力系数在整个颗粒Re_p数范围(0.05～6300)内均高于球形颗粒,特别是采用阿基米德数Ar与Re_p数可揭示出所有数据的内在规律,提出了适用于这类长方体颗粒所有形状的统一曳力模型。     

钙基／生物质水合吸收剂的抗磨耗机理研究

作为一种用于中温烟气脱硫的新型轻质吸收剂，由于添加了生物质，其抗磨耗能力显著提高。研究表明，这与吸收剂制备过程中出现的化合物水合硅酸钙有密切关系。但不同吸收剂的抗磨耗能力有较大差异，共至相差6～7倍之多。为了弄清导致这种差异的机理，论文通过研究吸收剂颗粒的微观形貌、成分、生物质灰成分及元素含量，发现抗磨耗能力高是微粒结...     

生石灰颗粒中温脱硫过程数值计算

本文采用晶粒模型对中温条件下单颗粒石灰石脱硫过程进行数值模拟。利用已有文献数据、电子显微镜及TGA实验数据确定模型中化学反应动力学以及物性参数。计算结果与TGA实验结果符合较好,表明脱硫模型可直接应用于中温条件下石灰石脱硫过程的数值预报与分析。     

圆管突扩气固两相流动湍流变动研究

采用PDA测量竖直向下圆管突扩流动中的气相与颗粒相运动参数,研究了小颗粒(55.2μm)、低雷诺数(1.98×10~4)的稀疏流动中湍流变动的规律。结果表明,在主流区和回流区中,颗粒均削弱气相脉动,而在下游则出现增强的现象,这是由于颗粒延缓了突扩流动的发展所致.在入口段的壁面剪切区域,湍流削弱幅度与平均速度梯度呈线性关系;由于壁面的限制,回流区内的剪切作用沿流动方向逐渐增强,使得相应的各横截面内气相脉动的最大值基本保持不变,同时整体脉动程度增强.     

采用PTV技术研究循环流化床内气固两相流动

采用PTV技术对循环流化床顶部颗粒稀疏流动区域进行了测量，其中采用先进的高速摄像技术获取流动的连续图像，并采用目前有望在气固两相流动测量中发挥较大作用的四种PTV算法：BICC法、VGT法、SPRING法和4-FRAME法，对所获取的图像进行颗粒配对处理，从而得到流场中运动颗粒的速度信息。所得到的结论为：本文所采用的PTV算法在图像处理中都产生少量的伪矢量，通过采取简单的伪矢量识别算法就可以剔除大部分伪矢量；本文实验条件下，测得循环流化床顶部区域内颗粒运动速度差别较小。本文工作为进一步详细实验测量研究奠定了理论与技术基础。     

水溶液中Ca(OH)2粒径分布研究

本文利用激光粒度分析仪研究了石灰产地、石灰尺寸和液固质量百分比对石灰水合所得浆液中Ca(OH)2粒径的影响.结果显示,石灰尺寸和液固质量百分比对浆液中Ca(OH)2粒径分布影响较小,而产地对粒径有一定影响.将平均粒径为5μm的分析纯Ca(OH)2粉末制备成浆液,其粒径增大到13μm,表明Ca(OH)2在水中发生团聚.因此,单纯依靠改变制备条件或石灰来源,对于减小Ca(OH)2的粒径作用不大,必须采用其它措施如添加分散剂来减轻团聚并减小粒径.     

T-T吸收剂脱硫模型的改进及与双流体模型的耦合

原有T-T吸收剂固硫模型以时间作为反应状态参数,无法用于欧拉法脱硫模拟.为此,基于钙转化率的概念,对已有的T-T吸收剂脱硫模型进行了改进.改进的模型形式简单,反应速率与钙转化率的平方呈双线性分布,模型中快慢反应的转折点和反应终止点均随温度升高而增大,表征了反应活性的提高.进一步推导了吸收剂钙转化率的输运方程并对两相质量守恒方程和SO2组分方程进行了修改,将脱硫模型与两相流模型进行了耦合,为循环流化床脱硫数值模拟打下了基础.     

中温循环流化床烟气脱硫基础-曳力模型与流动的数值研究

为了准确模拟中温烟气脱硫的循环流化床(CFB)反应器内的脱硫过程,本文首先采用欧拉双流体方法研究了床内的稠密气固两相流动,讨论了表征气固两相相互作用的关键参数-曳力模型,并对适于均匀流动的经典曳力模型进行了颗粒团聚所致的非均匀效应的修正.计算的床内存料量和总压降与实测值之间的误差均小于5%.本研究为中温脱硫过程的优化和降低能耗奠定了流体力学基础.     

无网格方法中的背景积分方案及单颗粒下降过程的数值模拟

在用无网格方法对有边界移动的气固两相流动进行数值模拟时发现,如果采用背景积分网格对求解域进行积分,将会产生压力场的数值振荡,使计算结果失真.详细分析了产生这种数值振荡的原因,提出了解决方案,并计算了一个颗粒在管道内的下降过程.计算结果表明,提出的解决方案能有效地降低压力场的数值振荡,从而使无网格方法能应用于气固两相流动的直接数值模拟.     

循环流化床气固曳力模型

气固曳力是稠密气固两相流动,尤其是垂直流动中的主要作用力,相应的模型也是数值模拟中准确描述气固两相运动的关键.为了解决现有经验或半经验模型的普适性问题,合理描述流动中经常发生的颗粒团聚现象及其对气固曳力的影响,从理论分析入手,运用最小能量的概念,将传统的CFD方法与宏观的系统分析方法相结合,建立了一个新的计及颗粒团聚效应的气固曳力理论模型.与现有模型相比,新模型不仅具有相同的函数变化关系,可合理地描述气固两相相互作用的物理过程,而且避免了以往经验系数不准确导致的各种误差,为稠密气固两相流动的数值描述提供了重要依据.