COREX竖炉的数值物理模拟

预还原竖炉作为气固逆流式反应器,竖炉内铁氧化物的还原情况与炉内还原气的流动状态密切相关.通过建立某厂的1:20的半周的冷态模型,对不同气体流量和不同床层高度下的填充床内压力场进行了测定.同时利用FLUENT商业软件模拟了填充床内的气流速度场和压力场.研究表明,气体流量是影响填充床内压强变化的主要因素,随着气体流量的增大,压强几乎成比例增大,气体流量达到78 m3/h时,在风口处出现转折点.数值计算与实验测量结果吻合较好.     

DD分解炉内湍流流场的数值分析

以气体湍流流动微分方程组及k-ε双方程模型为基础,采用Simple算法对DD分解炉内的湍流流场数值模拟,分析了炉内气体运动及湍流脉动规律和特点,并与冷模实验结果进行比较,验证数学模型的可行性,揭示了DD分解炉内部湍流流场的湍流特征.     

传热特性对褐煤热解过程的影响研究

利用氮气作为对流气体,在温度为450℃、气体流量为0~10 L/min的条件下,对褐煤的热解过程进行了实验研究;在一维拟均相模型上,利用热解数据对煤的导热系数进行了计算;结果表明,5~10 L/min的气体流量可在一定程度上促进热解炉内的传热,增加煤的导热系数;气体温度一定,且小于热解终温时,增大气体流量450~500℃时的热解时间会增加。     

SLC分解炉内燃烧、分解的数值模拟研究

运用气、固无滑移流动模型及燃烧、分解的化学反应方程组，数值模拟了ＳＬＣ型分解炉内的气－固流动场、温度场、颗粒浓度场及气体组份场，开发出通用计算软件。数值预估的温度场与实验较为吻合。结果表明，当炉内粉体充分分散时，从入口至１．１０～１．５０的范围内，将有８０％以上的煤燃烧尽及生料分解。并分析了炉内的热态性能。     

鼓泡流化床内粉煤气化的数值模拟

将应用欧拉双流体模型对鼓泡气化炉内的气化过程进行研究。摒弃传统颗粒动理学理论中颗粒光滑无旋转的假设,引入颗粒的旋转运动,构建粗糙颗粒动理学理论来封闭双流体模型。基于燃烧理论建立粉煤热解、气化模型以及鼓泡床内气固之间以及气体和气体之间的传热、传质模型。采用该模型进行数值模拟计算,分析床内的气固反应过程,对比实验结果表明粗糙颗粒动理学理论适用于模拟鼓泡床气化炉内的反应。     

FD模型应用于煤热解过程的数值模拟

为将煤热解FD模型引入对煤热解实际过程的数值计算与分析,提出了适用于煤热解实际过程的数值计算方法。分别对3种不同的煤在热管反应器中的热解过程进行了数值计算,并与实验结果以及已有的FG-DVC模型、CPD模型的数值计算结果进行了对比分析。并分析了热解温度、颗粒粒径对煤热解产物的影响。结果表明,与FG-DVC模型、CPD模型相比,FD模型的计算精度更高,能更好地用于数值计算煤热解的实际过程;随着热解温度的升高,气体产量先快速增大,当热解温度高于1373 K时,气体产量的变化很小;而随着热解温度的升高,焦油产量一直逐渐减小,且达到焦油产量最大值所需的时间也缩短;随着颗粒粒径的增大,气体与焦油的产量都逐渐减小,而达到焦油产量最大值所需的时间却延长。     

油页岩气体热载体干馏过程模拟

运用Aspen Plus软件,将油页岩定义为常规物流、非常规物流和常规惰性固体物流的混合物流,结合油母质热解机理、总包一级热解动力学模型,建立了油页岩气体热载体干馏炉模型。在干馏炉正常运行温度下,对油页岩中有机质及其热解产物页岩油、热解气体、半焦等物质的质量进行了计算和分析,并对不同温度下有机质及其热解产物的质量进行了计算和分析。模拟结果与干馏炉设计运行参数符合较好,能方便的对不同温度下热解产物的质量进行预测。     

FD模型应用于煤热解过程的数值模拟

为将煤热解FD模型引入对煤热解实际过程的数值计算与分析,提出了适用于煤热解实际过程的数值计算方法。分别对3种不同的煤在热管反应器中的热解过程进行了数值计算,并与实验结果以及已有的FG-DVC模型、CPD模型的数值计算结果进行了对比分析。并分析了热解温度、颗粒粒径对煤热解产物的影响。结果表明,与FG-DVC模型、CPD模型相比,FD模型的计算精度更高,能更好地用于数值计算煤热解的实际过程;随着热解温度的升高,气体产量先快速增大,当热解温度高于1373 K时,气体产量的变化很小;而随着热解温度的升高,焦油产量一直逐渐减小,且达到焦油产量最大值所需的时间也缩短;随着颗粒粒径的增大,气体与焦油的产量都逐渐减小,而达到焦油产量最大值所需的时间却延长。     

煤粉锅炉炉膛燃烧一维数学模型的研究

为了有效地进行直流煤粉多相流动与燃烧数值模拟,实现煤粉低NOx燃烧,本文在连续介质模型的框架中建立了综合考虑气—固两相流流动、燃烧与传热的直流煤粉燃烧一维数学模型。应用这一模型对一维煤粉炉炉膛内煤粉燃烧和气体燃烧的数值计算表明,该模型可快速有效地用于模拟直流煤粉多相流动与燃烧过程,给出炉内温度、NOx分布等主要参数。     

旋喷结合分解炉的流场模拟

描述旋喷结合分解炉内气体流动的基本运动方程，提出用重整体群（Renormalization Group)k-ε方法处理旋喷结合分解炉数值模拟的方法，并针对工程应用中的分解炉进行了模拟计算及分析比较，结果表明数值模拟方法可与试验研究方法并存与互补，共同用于分解炉的优化开发设计。