预热温度影响甲烷高温空气燃烧特性的数值分析

为了深入认识近年发展起来的一种新型燃烧技术－高温空气燃烧的机理和超低氮氧化物排放特性,本文将扩散燃烧模型、热力ＮＯ生成模拟与完全湍流Ｎ－Ｓ方程相结合,数值研究了甲烷高温燃烧的火焰特性、空气预热温度对燃烧特性和ＮＯ排放浓度的影响规律。研究结果与实验数据符合良好,为在我国发展这项技术提供了依据。     

蜂巢蓄热体换热性能的实验研究

实验研究了高温空气燃烧系统使用的蜂巢蓄热体热回收率、最佳换向时间、流动阻力等性能参数及其随几何尺寸的变化规律;提出供风效率的概念,表征流经蓄热体的实际供风量与总供风量的差别,并对热回收率进行了修正。本试验为蓄热体应用与设计提供了依据。     

DRAG FORCE IN DENSE GAS—PARTICLE TWO—PHASE FLOW

Numerical simulations of flow over a stationary particle in a dense gas-particle two-phase flow have been carried out for small Reynolds numbers (less than 100). In order to study the influence of the particles interaction on the drag force, three particle arrangements have been tested: a single particle, two particles placed in the flow direction and many particles located regularly in the flow field. The Navier-Stokes equations are discretized in the three-dimensional space using finite volume method. For the first and second cases, the numerical results agree reasonably well with the data in literature. For the third case, i.e., the multiparticle case, the influence of the particle volume fraction and Reynolds numbers on the drag force has been investigated. The results show that the computational values of the drag ratio agree approximately with the published results at higher Reynolds numbers (from 34.2 to 68.4), but there is a large difference between them at small Reynolds numbers. The project supported by the Special Funds for Major State Basis Research Projects in China (G19990222).     

Basset力研究进展与应用分析

Basset力为两相流中颗粒与流体存在相对加速度时所产生的一种非恒定气动力 ,以往对其进行了大量的实验研究、理论分析和数值模拟。本文通过对Basset力研究文献的综述 ,分析并归纳了各种不同两相流动问题中该力的影响情况 ,得到的结论是 :对于气泡在液体内的流动问题 ,当气泡运动的脉动频率很大或很小时可以忽略Basset力对其运动的影响 ;对于固体或液体颗粒在气体中的运动问题可以忽略Basset力的影响 ;而其它两相流动问题则需要根据具体问题的特点来决定是否考虑Basset力的影响 ,其中需要考察 :流体与颗粒密度差别 ,颗粒尺寸 ,流动特征时间和颗粒运动弛豫时间 ,相对加速度 (或减速度 )等因素。本文还探讨了Basset力研究的发展方向。     

细颗粒间相互作用力的研究

对微米、近亚微米尺度的细颗粒间相互作用过程的显微观察发现,细颗粒间具有"吸引-旋绕-排斥"的相互作用行为.受力分析表明,包含范德华力、静电库仑力和电像力的传统颗粒间作用力模型不能解释这种相互作用行为.根据细颗粒的荷电特性,提出细颗粒间还具有诱导偶极子作用力.通过引入偶极子作用力改进了细颗粒间作用力模型,利用新的模型对细颗粒间相互作用进行了模拟,得到了和实验相同的相互作用行为,并且对影响细颗粒相互作用的参数进行了分析.提出投入大颗粒和增加外静电场等都是促进颗粒凝并的有效措施.     

新式脱硫剂浆液输送过程的试验研究

本文提出一种新式脱硫剂浆液的制备方法,利用中试规模的浆液制备输送系统,针对该浆液,研究了不同输送速度对输送管道进出口处浆液粒径分布和系统输送阻力的影响规律.结果表明:从浆液中粒径分布看,新式脱硫剂浆液制备过程可有效实现脱硫剂颗粒在浆液内的细粉化过程,制备的浆液脱硫剂微粒粒径集中在8μm左右;从浆液输送过程看,新式脱硫剂浆液可实现正常输送,且在放置100小时后,仍可正常输送.     

多相流动的直接数值模拟进展

多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.主要介绍了几种先进的直接模拟的方法:基于体适应的非结构化移动网格方法;基于固定网格方法;其它方法.      

低风速条件下沙粒起动的PIV研究

本文在对风沙流进行气固两相流分析的基础上实现了低风速条件下的沙粒起动过程,借助PⅣ测量系统对其进行了观测并对影响因素进行了分析,获得了沙粒的浓度和速度分布。实验结果表明沙粒浓度沿距离沙面的高度呈负指数分布特征。流体起动和冲击起动下的输沙率随摩阻速度和雷诺数的增加而单调增加,而起动效能比随之减小并趋向于常数0.207。测量得到的输沙率修正了低速范围内的Bagnold公式和河村龙马公式。     

可吸入颗粒物近壁运动的直接数值模拟

本文采用湍流直接数值模拟方法对近壁面附近直径为1,10,:100 μm的颗粒运动进行了研究。采用分布投影法进行N—S方程的求解,时间推进采用3阶Runge-Kutta法,方程空间离散采用高阶差分格式进行。数值模拟准确再现了近壁面附近的湍流流动特征,以及可吸入颗粒的运动行为。模拟出颗粒在壁面附近的聚集现象,以及不同尺寸颗粒的分布情况,为进一步研究可吸入颗粒控制技术奠定基础。     

蜂巢蓄热体传热性能的数值研究

蜂巢蓄热体是高温空气燃烧技术的关键部件．为加速这项新型燃烧技术在我国的国产化进程,本文对蓄热体内的传热过程进行了深入研究．首先,用数值计算的方法得出了蓄热体内的温度和速度分布,模拟了蓄热过程和放热过程的烟气和空气温度的变化情况．此后,进一步研究了气流速度和材料比热对蓄热体性能的影响．