《化工学报》2004年第55卷第2期目次

热力学　应用平均球近似理论计算锂盐有机溶液电导率传递现象　筛孔障碍物对半球气云爆燃压力增长机制影响的实验研究　气波管内波系影响因素的实验研究与数值模拟　水平气液混输管道清管操作试验与数值模拟技术　平行流分隔板管壳式换热器壳侧流场与传热性能　啮合同向三螺杆挤出机中三维等温流动的数值模拟　高压下Mellapak 35 0Y型波纹规整填料性能多相流　快速流化床提升管中气固流动行为的非线性分析　翼型组合桨持气特性的实验研究及数据关联方法　喷动床环隙区内颗粒流的数学模型和仿真　喷动床内气固两相流体动力行为的数值模拟催…     

气固流化床内宽筛分硅粉颗粒流化特性的数值模拟

为了探索气固流化床内宽筛分硅粉颗粒的流化特性,作者利用计算流体力学CFD软件,采用Eulerian气固多相流模型及SIMPLE算法,模拟了二维气固流化床内不同粒级硅粉颗粒在不同操作件下的气固流化特性;分析了气泡生成、长大和破裂的过程,研究了床内气固两相的流动特性.结果表明:模拟计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为10...     

埋管流化床内不同粒径颗粒传热行为的欧拉-拉格朗日模拟研究

将有限元方法、基于非结构化网格的计算流体力学方法与离散单元法结合,建立了CFD-DEM-FEM耦合方法,并在此基础上采用k-ε湍流模型及考虑颗粒间及气固间作用的多向耦合传热模型,对埋管流化床内的流动和传热行为进行了模拟和分析.通过计算结果从微观尺度探讨了埋管流化床内的传热机制,分析了影响床内传热的关键因素,得到了换热管道周围固含率和传热系数的分布规律,考察了颗粒直径对埋管周围传热系数的影响.数值模拟结果与实验数据基本一致,证实了CFD-DEM-FEM耦合方法模拟复杂气固流动和传热的可行性和准确性.     

鼓泡床取热器流动特性的数值模拟

应用计算颗粒流体力学(CPFD)方法,采用点源注射的进气方式对气固鼓泡流化床取热器内流动特性进行数值模拟。考察不同气速下床层膨胀高度、轴径向时均固含率分布、颗粒轴向速度分布及床层颗粒内循环流率的分布。模拟结果与实验数据吻合较好,表明该模型可以用于描述鼓泡流化床取热器内气固两相的流动规律。     

埋管流化床颗粒流动行为的数值模拟

提出区域覆盖法,实现了正交结构化网格(DEM网格)与非规则网格(Fluent网格)的快速耦合,通过减少颗粒搜索量的方法,提高计算效率;采用向量法高效、精确定位颗粒在非规则网格内的位置,进而形成基于非规则网格的CFD-DEM数值模拟平台。在宽和高分别为250 mm和800 mm的二维多埋管流化床内对颗粒流动行为进行了数值模拟研究。结果表明:基于区域覆盖法建立的CFD-DEM模型能够模拟具有复杂几何结构流化床内的气固流动行为;多埋管流化床内的颗粒上升流磨损埋管的迎风面,在背风面形成颗粒浓度较低的区域;而颗粒下降流对埋管的影响与上升流的影响相反;多埋管流化床内的颗粒行为可划分为颗粒上升流、颗粒下降流、颗粒循环流和无颗粒区。     

65 t/h高低差速循环流化床流动特性模拟

对一台65 t/h高低差速循环流化床炉内流动特性进行二维数值模拟。采用基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型来描述气固流动,湍流模型、气固曳力模型和不同粒径颗粒间曳力模型分别采用RNG k-ε per phase模型、Gidaspow模型和Schiller-naumann模型,并应用商业计算流体力学软件Fluent进行数值计算,得到炉内颗粒速度分布、压力分布和颗粒浓度分布,并将压力分布与实测值进行对比。在欧拉双流体模型中分别采用单粒径固相模型和多粒径固相模型,并对模拟结果进行对比分析。结果表明,单粒径固相模型能够较好预测高低差速循环流化床炉内流动特性,为其优化设计、运行及大型化提供了理论依据。     

《化工学报》2007年第58卷第6期目次

热力学非对称两嵌段高分子在选择性壁面识别吸附的MonteCarlo模拟混合免疫算法及在相平衡计算中的应用传递现象加热上升管内过冷流动沸腾数值模拟含硅聚合物中小分子扩散行为的分子模拟液化天然气冷能用于Stirling热机初探常规流场和交指型流场的质子交换膜燃料电池传热传质三维模拟基于热传导反问题的各向异性材料热物性预测方法小间距两喷嘴对置撞击流流场的数值模拟与实验研究凹槽稳焰的超音速燃烧室内混合和燃烧特性分析多相流和计算流体力学不同入口结构下行床内气固流动及混合行为的CFD-DEM模拟声波信号多尺度分解与固体颗粒质量…     

35t/h内循环流化床锅炉流动数值模拟

采用基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型,对35t/h内循环流化床锅炉炉膛的气、固流动特性进行了数值模拟。结果表明:炉膛压差的模拟值与实验值吻合较好,说明欧拉双流体模型能够准确地描述炉膛内气、固流动特性;颗粒体积分数和速度分布特性既揭示了内循环流化床中颗粒的内循环流动机理,又为内循环流化床大型化和流动结构优化提供了参考。     

循环流化床多组分颗粒气固两相流动模型和数值模拟

基于稠密气体分子运动论和颗粒动力学,考虑多组分颗粒中颗粒组分与颗粒组分、颗粒组分内颗粒之间的相互作用以及气体与颗粒之间的相互作用,提出多组分颗粒非等温颗粒气固两相流动模型.以颗粒压力、径向分布函数、黏度、颗粒碰撞耗散等耦合各颗粒组分间和颗粒间的相间作用.采用大涡模拟方法模拟气相湍流流动.提出了多组分颗粒的径向分布函数计算方法.对循环流化床上升管中双组分颗粒气固两相流动特性进行了数值模拟,模拟结果揭示了上升管中双组分颗粒气固两相流动的环-核流动结构,得到了平均颗粒粒径的轴向和径向分布规律,计算结果与文献中实验结果相吻合.     

《化工学报》2006年第57卷第3期目次

综述与专论子空间模型辨识方法综述热力学溶剂对对苯二酚晶体晶习的影响传递现象板翅式换热器封头结构物流分配的PIV实验研究垂直圆管内液氮流动沸腾的理论模型及数值模拟EHD强化相变换热同轴圆柱特征电极的理论分析一种氨水垂直降膜吸收传质模型恒热流工况下管内对流换热火用传递特性三元混合制冷工质变组成容量控制空调超临界流体萃取天然产物传质模型非共沸混合物微尺度管内流动沸腾特性多相流汽—液—固流动沸腾系统混沌时间序列的遗传算法全局建模下倾管中活塞流液塞长度波动特性上行气固两相流充分发展段流动行为的相似特性用全息…     

分解炉内气固两相流动特性的数值模拟

采用Eulerian—Eulerian气固两相双流体模型、大涡模拟方法模拟气相湍流流动、颗粒动力学理论模拟颗粒相流动,数值模拟分解炉内气固两相流体的动力特性。用小波分析方法研究分解炉内气固两相湍流特性。在分解炉中心区域形成高浓度-高速度的上升颗粒流、在壁面区域形成高浓度、低速度的下降颗粒流,构成颗粒的内循环流动。     

《化工学报》 2005年第56卷第7期目次

[HT5H]热力学含(CH4+CO2+H2S)酸性天然气水合物形成条件实验与计算离子交换纤维吸附儿茶素的热力学氧气(1)-乙酸(2)-水(3)三元系平衡溶解度的测定及关联[HT5H]传递现象结构化金属填充床传递特性的数值模拟梯度磁场作用下自然对流换热强化超临界流体增强聚酯薄膜中的质量传递铝电解槽用矩形燃烧器燃烧过程的数值模拟[HT5H]多相流DSMC-LES方法研究循环流化床内颗粒团聚物的流动特性射流稀疏颗粒图像PIV算法应用气溶胶在毛细管中输运Monte Carlo模拟三相环流反应器流体力学行为[HT5H]催化、动力学与反应器旋转填充床内微观混合化学…     

循环流化床脱硫反应器气固两相流动模拟

为加深对循环流化床脱硫反应器的流动特性的认识,本研究采用双流体模型,耦合非均匀曳力模型和颗粒动力学理论,使用非均匀的修正的Syamlal O?Brien曳力模型考虑颗粒团聚现象对气固流动的影响,对循环流化床脱硫反应器中的流体力学特性进行了数值模拟。模拟得到的时均颗粒浓度和压降值与实验数据具有较好的一致性,验证了模拟方法的可靠性。颗粒速度的时间序列和概率分布函数显示,在反应器壁面附近区域均存在颗粒的向上、向下运动,在床层内颗粒总体上向上运动,同时还存在微观的内循环运动。模拟结果为颗粒速度的径向非均一分布提供了合理的解释,较Gidaspow模型有更好的适用性。     

沉浸管式流化床的颗粒尺度模拟

为模拟具有复杂几何结构的气固流动系统,文中将计算流体力学和离散单元法与边界元方法结合起来,对沉浸管式流化床内颗粒及气泡的运动行为进行了数值模拟。模拟计算得到的瞬态流型图揭示了气泡绕流沉浸管束时出现的合并和破碎状态及颗粒群的详细运动行为,发现床内气固二相的流动受到沉浸管束存在的显著影响。当颗粒及气相的流动受到沉浸管的阻碍而绕管流动过程中气泡会发生变形,变得扭曲狭长且易被撕碎。同时颗粒与管道壁面碰撞会造成气固二相复杂的动态运动形式,床内的管道大部分时间会被气穴包围,将严重阻碍管道与颗粒之间的传热。     

考虑颗粒旋转的颗粒动力学模拟提升管气固两相流动特性

流化床内颗粒旋转会影响颗粒相的流动特性,目前在流化床数值模拟中普遍采用的颗粒动力学模型却没有考虑颗粒的旋转效应。今运用基于颗粒动力学理论的欧拉-欧拉气固多相流模型,考虑颗粒旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响,提出了考虑颗粒旋转效应的颗粒动力学模型以及颗粒相守恒方程,数值模拟提升管内气体颗粒两相流动特性。计算结果表明提升管内中心区域为低浓度-高速的颗粒上升流动、壁面区域为高浓度-低速的颗粒下降流动。分析了颗粒粗糙度系数对颗粒相能量耗散、颗粒平动温度和黏度的影响。随着颗粒粗糙度系数的增加,颗粒碰撞能量耗散先逐渐增加后减小。颗粒平动温度和黏度的变化趋势是相反的,表明颗粒旋转产生摩擦将导致颗粒旋转脉动能量的改变,影响提升管内气体-颗粒两相宏观流动特性。     

气固鼓泡床结构双流体模型及其模拟验证

气固鼓泡流化床因具有较好的传热传质特性已被广泛应用于工业生产,而气泡这类非均匀结构普遍存在于流化床中,它显著影响流化床内动量、能量和质量传递以及化学反应过程。合理描述非均匀结构与三传一反的定量关系对提高连续介质模型模拟的准确性至关重要。结构双流体模型在控制方程及本构关系方面均考虑气固系统内非均匀特性的影响,是一种逻辑自洽、完备地考虑了介尺度结构的全新连续介质模型;本研究拓展了结构双流体模型应用于鼓泡流化床的数值模拟,在构造控制方程时将系统划分成颗粒主导的乳化相和气体主导的气泡相这两类相互渗透的连续流体,同时构造本构关系时涉及的气泡直径、乳化相固含率及黏度等均考虑非均匀结构影响。模拟结果表明,结构双流体模型可成功预测鼓泡床系统内的气固流动特性,同时确定气泡直径影响稀/密相相间相互作用,对模拟结果影响显著。     

循环流化床颗粒浓度波动信号多重分形测度分析

由于循环流化床气－固两相流动规律相当复杂，使得至今对其流动规律的认知仍不足以直接用于循环流床的工业设计与放大。近十多年来，确定性混沌理论已被用于循环流化床动力学特性的研究，与其密切相关的分形理论也被用于流化床流动特性的研究。然而，这些研究所用均是采用单分形理论，而单分形理论对解释循环流化床复杂的非线性气－固流动行为显得能力不足。为了探讨循环流化床内颗粒流体系统非线性、非均匀性和混沌特性机理。本文引入不同测试多重分形分析的方法，用小波变换模极大值与多重分形测度分析方法相结合，检测循环流化床颗粒浓度波动信号奇异性并得出多重分形奇异谱。结果表明循环流化床颗粒浓度波动信号具有明显的多重分形特性。小波变换多重分形方法可以用来描述床内颗粒流动特性，为探讨循环流化床颗粒流体系统非均匀机制提出了一种新的方法。     

气固循环流化床全回路数值模拟研究进展

气固循环流化床具有良好的混合、传热、传质、反应特性,同时还具有处理量大、可连续生产等优点,在众多领域均有广泛应用。气固循环流化床是一个由多个单元连接组合形成的循环回路,各单元间相互耦合、相互影响。对整个循环流化床系统进行全回路数值模拟,不仅能够获得更全面和详实的结果,而且在揭示系统流动规律和探究各单元内、单元间、单元与系统间的相互作用上具有独特优势。近十年来,以气固循环流化床全系统为模拟对象的全回路数值模拟研究逐渐兴起。本文对气固循环流化床全回路数值模拟方法的研究进展进行综述,对该方法的应用情况进行详细介绍,并对方法中采用的模型及相应特点进行逐一分析。循环流化床全回路系统同时存在多种流态,有待于建立适用于全回路系统的多流态物理模型（气固曳力模型与固相应力模型）。随着计算能力的提高以及物理建模的不断发展,全回路模拟方法将不断完善并发挥出更大的作用。     

粗糙颗粒动理学及流化床内气固流动的数值模拟

基于气体分子动理学和颗粒动理学理论,考虑颗粒旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响,建立粗糙颗粒动理学。采用Chapman-Enskog颗粒速度分布函数,提出了颗粒相应力、热通量和颗粒碰撞能量耗散计算模型。采用欧拉-欧拉气固双相流模型,数值模拟鼓泡流化床内气体-颗粒两相流动特性。模拟结果得到了床内颗粒相速度和脉动速度分布,与Yuu等实验结果相吻合。分析不同的切向弹性恢复系数对颗粒相拟总温的变化规律,结果表明在低颗粒浓度时颗粒拟总温随切向弹性恢复系数而增加。     

褐煤低温改质过程中的换热特性

为研究褐煤低温改质过程中气固两相间换热特性,以大型CFD数值模拟软件Fluent为平台,采用SIMPLE算法和Eulerian模型,以锡林浩特10 mm小颗粒褐煤为例,对气固两相流动的传热传质特性进行了数值模拟.模拟结果与实际工况基本一致,气相流速对炉内各截面的温度分布影响较大,对研究发生炉内的换热特性具有一定的理论指导意义.