超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟

在超临界水反应器中，硫酸钠是易造成堵塞的一种常见无机盐，研究其结晶动力学对于防盐沉积反应器的设计具有重要意义.本文采用LAMMPS分子动力学模拟软件研究硫酸钠在超临界水中的微观结晶过程，其中水分子采用SPC/E模型，离子-离子、离子-水分子相互作用采用Coulumb和Lennard-Jones联合势能函数.结果表明：水对离子的静电屏蔽作用随温度升高而增强、随密度减小而减弱；增大超临界水的温度和密度有利于离子扩散，进而促进离子相互碰撞、成核；在模拟的超临界水参数范围内，其成核速率的数量级为10²⁹cm^-3·s^-1，生长速率为(19.8~25.8) m·s^-1.     

多孔壁风耦合空气分级条件下煤粉燃烧的数值模拟

为阐明多孔壁风耦合空气分级对煤粉燃烧的作用特性,利用商业软件Ansys Fluent进行了数值模拟研究,并采用用户自定义函数法(UDF)编译写入了焦炭气化反应和NO被焦炭异相还原的宏文件。探究了燃烧炉中流场、温度场和主要组分浓度场的分布规律,分析了多孔壁风对NO_x排放和燃烧效率的影响。结果表明:多孔壁风系数存在优化值,此时不会明显影响炉内的燃烧组织;多孔壁风可在主燃区和还原区壁面形成空气膜,其中,主燃区空气膜中氧气体积分数大于4%,还原区不低于2%,阻止了还原性气体的腐蚀;多孔壁带入还原区的氧气能够与焦炭结合,在焦炭表面生成含氧络合物C(O),既能强化NO的异相还原,又能促进焦炭在燃尽区燃烧。     

煤粉富燃料燃烧过程中气态含S组分的详细化学动力学模拟

采用低NO_x燃烧技术的煤粉炉通常会产生高浓度的H_2S,这是高温腐蚀的主要原因之一。准确地预测含S组分(尤其是H_2S)在煤粉燃烧过程中的演化行为,对煤粉炉的设计和运行具有非常重要的意义。在前人研究的基础上,提出了一个比较准确的含S组分详细反应机理,其预测结果和课题组先前的实验数据基本相符。进行生成速率分析后,可以确定影响含S组分生成或消耗的关键基元反应,进而为高温腐蚀的防治提供一定的理论帮助。     

纳米流体中固-液作用影响界面热阻及导热率的分子动力学研究

纳米流体中固-液界面处由于声子散射形成界面热阻,给纳米流体内热量传递带来阻力。为研究界面热阻对纳米流体导热率的影响,以Cu-Ar纳米流体为基础模型,采用非平衡分子动力学方法研究了纳米粒子-流体相互作用强度与界面热阻的定量关系。研究表明,随着纳米粒子-流体相互作用强度增大,界面热阻显著降低,其机制在于流体分子的吸附作用增强了纳米粒子表面原子的振动强度,从而促进了纳米粒子与流体之间的热传递。增大纳米粒子-流体相互作用强度可显著提高纳米流体导热率,且界面热阻对纳米流体导热率的影响程度随纳米粒子尺寸减小而增大。     

NO与SH自由基反应机理及动力学研究

为了探究深度调峰时,燃煤发电机组运行中氮组分与硫组分交互作用对硫组分演化的影响,研究了NO与SH自由基的详细反应机理.采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法优化了SH自由基与NO反应路径上各个驻点的几何构型,并通过IRC验证了反应路径的正确性.在CCSD(T)/def2-TZVPP水平上对反应路径上各个驻点进行了能量计算,通过频率矫正和零点能矫正得到了反应在单重态和三重态上的势能面.计算结果表明,反应共有八条反应通道和三种可能产物,分别为P1(SN+OH)、P2(³SO+³NH)、P3(³S+HNO).其中通道(7)(R→³IM8→³IM9→P1)为该反应的优势通道,反应的主要产物为P1,根据传统过渡态理论与变分过渡态理论并结合隧道矫正计算了该反应通道在298～2000 K范围内的反应速率常数,在此温度范围内反应速率常数三参数拟合为k^CVT/Eckart=1.203×10^-2T^4.25exp(-108.2...     

抛物槽式太阳能集热器内合成油基纳米流体传热特性的数值模拟

对Al2O3-合成油纳米流体在槽式太阳能集热管内的传热特性进行流体动力学数值模拟,重点考察纳米流体导热系数模型的影响.通过与管内Nusselt数半经验模型的预测结果对比,表明使用考虑布朗运动的纳米流体导热系数模型可较好地预测集热管内传热特性.研究表明纳米颗粒与流体基液的相对运动具有促进集热管内传热的作用.最后,定量研究...     

基于燃尽风优化的旋流锅炉燃烧模拟研究

基于现场试验数据,采用ANSYS15.0对某600 MW旋流对冲锅炉燃烧过程进行模拟,研究燃尽风率变化和上、下层燃尽风比例变化对燃烧特性的影响,分析减小不完全燃烧损失和降低NO_x生成量的相互制约性。研究表明:随着燃尽风率的增大,NO_x生成量明显下降,而煤粉不完全燃烧损失增大,颗粒燃尽率降低;上、下层燃尽风比例变大时,不利于未燃碳燃尽,但空气分级作用增强,可使NO_x生成量减少。综合考虑,在额定负荷下,较优的燃尽风率变化范围为20%~25%,上、下燃尽风比例为3∶2左右。