特定生产现场纳米粉体泄漏扩散的数值模拟

运用计算流体动力学软件FLUENT对某厂生产厂房内纳米粉体泄漏扩散进行模拟,分析大气风速、射流方向对粉体泄漏的扩散浓度和危险性区域的影响。结果表明:大气主导风速对气体扩散浓度和危险性区域影响较大,射流方向和风速一致时,vx=-3 m/s比在vx=-1 m/s条件下危险性区域扩大4 m,分析得出vx=-2 m/s时,扩散区域在x=28～35 m,y=25～28 m,z=1～4 m内。采用三维激光多普勒测速技术,对生产现场100∶1缩微模型进行速度场测量,并将测量结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:两者颗粒速度基本吻合,说明采用计算流体动力学技术对生产现场纳米粉体泄漏扩散行为的模拟是可行的。     

光面式高压氢气泄漏快速可视化检测方法及数值仿真研究

针对高压氢泄漏扩散的检测问题,国内外学者利用实验和数值模拟等方法进行了相关研究,提出了一些检测方法,这些检测方法结果可靠,但是普遍存在反映速度慢的不足。本文提出了一种光面式高压氢气泄漏快速可视化检测方法,利用半导体激光器发射激光,通过柱面透镜组及反射镜后形成光面（laser sheet）照射储氢罐,利用安装在储氢罐上方特定位置的CCD相机拍照采集图像并传输至计算机,经数字图像处理后对高压氢气泄漏情况进行鉴别。基于该方法开展仿真实验,建立高压氢气射流的分层流动模型,实验结果与前人研究的实验公式吻合,证明了该方法的可行性;开展了泄漏口直径为1 mm 时3,5,7 MPa压强的仿真实验,以及压强为5 MPa时泄漏口直径为0.5,1,1.5 mm的仿真实验,获得了高压氢气泄漏口直径与特定高度、气射流边界层直径的解析关系,以及高压氢气压力与射流边界层直径的解析关系,为实现高压氢气泄漏快速准确检测提供了有力支撑。     

基于Fluent薄带钢桶气体泄漏数值分析

目的探究钢桶气体泄漏的射流流场对桶身激励产生声发射信号的基本原理和特性。方法利用计算流体力学Fluent软件分析钢桶气体泄漏流场状态,介绍钢桶气体泄漏的射流模型及产生机理,利用计算流体力学有限元方法建立数学模型,建立钢桶泄漏的几何模型和边界条件,设置仿真分析的相关参数,得到不同内压、不同漏孔直径和多漏孔情况下的钢桶泄漏仿真结果,并讨论钢桶泄漏气流速度场、压力场等参数的分布情况。结果钢桶发生泄漏时的气流速度对声发射信号起主导作用,内压对气流速度影响较大,孔径和漏孔数量带来的影响较小。结论该分析为探讨钢桶的泄漏机理与声发射激励信号的检测提供了参考。     

高压氢气泄漏扩散数值模拟

氢气作为未来能源的载体前景十分广阔，随着氢气的广泛应用，高压氢气的泄漏事故的产生将不可避免。本文基于FLUENT软件的物质传输与反应模块建立了输氢管道、储氢罐泄漏扩散的模型，提出了研究氢气泄漏扩散的数值模拟方法。通过模拟求解得出了氢气含量在模拟区域的分布等结果。对结果进行分析，得到了氢气泄漏后的扩散特性。研究结论可以为处理高压氢气泄漏提供一定参考。     

包装容器密封结构多组分气体泄漏渗透计算方法

目的建立含气体泄漏及渗透的橡胶圈密封包装容器内多组分气氛浓度场计算方法。方法分析了密封圈结构密封容器多组分气体内外交换方式及其计算方法,在此基础上建立了密封器内多气体组分变化规律的微分方程数值解方法以及CFD(计算流体力学)方法,并计算模拟了较长时间内容器气氛变化情况。结果两种方法均可对包装容器密封结构多组分气体的泄漏和渗透进行较好的模拟,在贮存40 d时,两者的计算结果差异不大于3.2%,其中,CFD计算方法在处理多组分浓度分布方面具有天然的优势,并且计算结果更合理。结论建立了考虑泄漏、渗透的密封容器内多组分气氛变化规律计算模拟方法和多组分气体浓度场变化规律数值模拟方法。     

基于化学发光溶液示踪的射流浓度场测试分析系统

基于化学发光具有灵敏度高、不受外界光源干扰的优势,研究将化学发光溶液作为射流示踪剂的可行性,并开发了一套用于射流浓度场扩散规律研究的实验装置和测试分析系统。开展了化学发光体系的选择与优化、射流扩散实验装置的设计与开发（水槽实验装置、射流实验装置、图像采集与图像处理）、动水条件下射流浓度场扩散实验3方面的研究工作。构建的实验系统的特点在于以化学发光溶液作为射流浓度场的示踪剂,利用图像采集装置和图像处理程序来捕捉、分析射流浓度场时空动态变化的扩散过程。研究结果表明,过氧草酸酯类化学发光体系可以作为射流示踪剂来定量描述和分析射流浓度场的扩散特性,设计开发的实验装置和分析系统可以完成测定和分析动水条件下射流浓度场的任务。     

管廊内燃气泄漏扩散的模型试验与数值仿真

对于气体泄漏的几种释放量进行了模型试验,并在模型试验的基础上,数值模拟了在带有燃气管道的共同沟中燃气泄漏后的摩尔组分浓度分布。针对几种经典的湍流模型,对试验情况进行了数值仿真。对比模型试验结果发现,在气体泄漏点的一定范围内,标准k?ε湍流计算模型能够模拟燃气的泄漏,数值计算的燃气摩尔组分浓度能够满足工程精度要求。     

DM8148的射流扩散试验图像处理系统研究

将实时快速图像处理技术引入射流浓度场检测领域,结合自主研发的浓度场扩散试验装置,设计了一套以DM8148为图像处理核心,CCS5.5.0和Matlab为软件平台的射流浓度场检测系统.在实验水槽射流扩散实验中,CMOS相机采集示踪物质浓度扩散的一系列瞬时图像,并提取示踪物质扩散区域,通过图像处理算法使示踪剂的扩散图像以等浓度线图形式显示,实现流场浓度分布可视化.实验表明,本系统对污染物扩散规律研究及水环境质量评价均有借鉴意义,同时也表明本系统在水体污染物浓度场测量中具有一定的可行性.     

气体流速对等离子体射流长度的影响

为了研究气体流速对大气压低温氩等离子体射流长度的影响,确定实际应用中最佳射流条件,首先建立二维轴对称模型,进行数值仿真,然后根据仿真结果进行了实验研究.实验结果与仿真结果基本吻合.气体流动处于层流时,射流几乎不能被观察到;气体流动处于过渡态时,射流比较好,射流长度最长;气体流动处于湍流状态时,射流尖端变得不稳定,射流长度有所减小.     

氨制冷机房氨气泄漏扩散的数值模拟

本文选取氨制冷机房作为典型场景,应用计算流体力学方法研究氨气泄漏扩散规律,采用Fluent软件对无通风及上下通风情况下的制冷机房氨气泄漏扩散进行了数值模拟。分析了氨气泄漏后不同时刻制冷机房纵剖面和横截面氨气浓度分布,研究了不同泄漏量下氨气浓度随高度变化的特征,提出了氨气报警器偏上安装的建议。对比上进风下排风和下进风上排风两种应急排风方案泄漏扩散的数值模拟结果,提出了应急排风进风口偏下设置的建议。