220t／h混烧锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

以某厂220 t/h高炉煤气和煤粉混烧锅炉为研究对象,对锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。总结适合该类锅炉的数值模拟方法和网格划分方法。预报了混烧锅炉炉内的速度场和温度场,结果表明：该锅炉炉内可形成较规则的四角切圆形流场,炉内等温线分布较均匀。模拟结果可为同类锅炉的优化设计、合理运行提供参考。     

空气单蓄热室状加热炉内传输过程的数值模拟

以某企业拟建的高温蓄热实验炉为研究对象，对该炉内发生的流动、燃烧和传热过程进行了数值模拟，得到了炉内速度场、温度场和浓度场的分布情况.通过分别改变空气喷口和燃料喷口间的夹角、空气喷口的长宽比来优化炉内的流场和温度场.结果表明,空气喷口水平交角对炉内温度场均匀性的影响很大，当空气喷口水平交角为8°时炉内温度均匀性最好；在空气喷口长宽比为3∶1 的情况下，可以改善炉内温度场的均匀性，以避免产生局部高温区.     

布袋除尘系统内煤气流运动的数值模拟

采用Fluent软件模拟高炉布袋除尘系统中煤气主管道及箱体内的速度场和流场.数值计算结果表明,随着煤气在主管道中的深入,其速度总体上呈减小趋势;距离煤气主管入口越远,箱体煤气流量越大,但管道直径发生变化处,箱体煤气流量会发生突变;主管入口煤气总流量和密度对进入各个箱体的煤气流量分布影响不大,而主管道直径则对煤气在各个箱体的分布规律影响较大.     

金属熔体电磁搅拌电磁-热-流体耦合场三维数值模拟

为优化电磁搅拌工艺,建立了电磁搅拌过程的电磁-热-流体耦合场数学模型,并用ANSYS软件进行了三维数值模拟。结果表明,电磁搅拌时坩埚内浆料中磁感应强度、速度场以及温度场均呈三维分布,浆料顶部中心区域的速度分布揭示了增强颗粒进入浆料的动力学条件,而浆料内的循环流以及坩埚壁附近的剪切流可使初生相、增强颗粒与流体之间产生摩擦、剪切和碰撞,为得到球状晶和实现增强颗粒的复合创造了条件。温度场计算结果表明,在制定搅拌工艺时,应根据合金的两相区大小和增强颗粒加入量等,使冷却速度和搅拌时间相匹配。电磁搅拌可使温度分布均匀,扩大等温区,有利于晶核的形成及按等轴晶方式长大,为得到半固态组织创造了条件.     

330MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内速度场分布的数值模拟

以某电厂330 MW燃煤机组为研究对象,采用FLUENT6.0软件对炉内实际燃烧过程进行数值模拟,得出了热态时的炉内燃烧器区域和炉膛出口各截面的速度场分布,以及采用两墙对冲布置旋流燃烧器的速度场分布特征.     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

车用催化转换器的数值模拟

用CFD软件对2种不同形状扩张管的催化转换器的速度场、压力场和温度场进行了三维稳态流动数值模拟,模拟结果显示:入口扩张管的形状对催化转换器的气流分布有很大影响,采用圆滑过渡的入口扩张管,不仅可减少压力损失,而且可以使其内部速度分布和温度分布更加均匀.     

600 MW超超临界墙式切圆锅炉炉内流动与燃烧特性研究

采用数值模拟与现场试验相结合的方法对某电厂600 MW超超临界墙式切圆锅炉的炉内燃料的流动和燃烧进行了研究,着重研究了其炉内空气动力场、温度场、组分场、颗粒轨迹以及壁面热负荷分布等。结果表明：炉内速度分布均匀、炉内火焰中心位置合适以及燃烧状况良好。数值模拟和试验相结合的方法,既能从微观上了解炉膛内的燃烧状况,又能从宏观上把握锅炉的性能,从而为锅炉的经济安全运行提供技术支持。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

亚临界煤粉锅炉流体流动和燃烧的数值模拟

以一300MW Hg1025/18.2-YM13型亚临界自然循环、四角切圆燃煤锅炉为研究对象,应用可实现化k-ε湍流模型、颗粒相随机轨道模型、即混即燃气相燃烧模型、P-1辐射换热模型,根据燃烧测试试验得到的边界条件,运用FLUENT软件对锅炉炉内流体流动和燃烧过程进行了三维数值研究。模拟预测结果与试验结果吻合较好,温度分布规律和趋势与试验研究结果一致。运用该模型对炉内速度场、压力场、温度场以及燃烧释热场进行了多场耦合仿真,并全面系统地研究了各种操作参数对炉内燃烧工况的定量影响规律,确定了燃烧器和锅炉合理的操作参数:过剩空气系数为1.2、一次风率为20%、一次风温度为608K、二次风温度为620K且均匀投粉。在该条件下炉内温度分布较合理,煤粉能正常稳定地燃烧,炉膛高温区较集中,炉膛出口温度合理。     

Numerical calculation of flow and heat transfer process in the new-type external combustion swirl-flowing hot stove

It is clarified that the important method to improve the blast temperature of the small and the middle blast furnaces whose production is about two-thirds of total sum of China from 1000℃ to 1250-1300℃ is to preheat both their combustion-supporting air and coal gas. The air temperature of blast furnaces can be reached to 1250-1300℃ by burning single blast furnace coal gas if high speed burner is applied to blast furnaces and new-type external combustion swirl-flowing hot stove is used to preheat their combustion-supporting air. The computational results of the flow and heat transfer processions in the hot stove prove that the surface of the bed of the thermal storage balls there have not eccentric flow and the flow field and temperature field distribution is even. The computational results of the blast temperature distribution are similar to those determination experiment data. The numerical results also provide references for developing and designing the new-type external combustion swirl-flowing ho     

办公建筑室内环境数值模拟

为了研究不同送风方式对某办公建筑会议室室内温度场、污染物浓度场及速度场的影响,利用实际测量的会议室尺寸数据建立数学模型,以监测到的相关参数作为软件模拟的边界条件,通过CFD软件对会议室采用不同送风方式进行数值模拟.分析和比较不同送风方式对会议室内温度场、污染物浓度场和速度场的影响,得出顶送风方式下温度处于23.7~25 ℃之间,甲醛浓度基本低于0.1 mg/m³,风速大部分处于0.013~0.093 m/s之间.结果表明,顶送风方式的送风效果优于侧送风方式.     

热风炉冷风分布的计算机模拟研究(Ⅲ)

应用紊流三维模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布,寻求改善其分布的途径,讨论了不同布置的水平导流板和竖直导流板的结合使用对气流分布的影响,模拟结果表明,在支柱空腔内加设水平导流板改变了原有大回旋流场,使回旋流变成大面积的单向流,发展了边缘气流;支柱空腔内加设竖直导流板抑制了边缘气流的发展,加强了中心气流。通过水平导流板和竖直导流板的适当结合,可以实现冷风在格子砖内的均匀分布。     

卡鲁金顶燃式热风炉的流场结构及组分混合特性

建立了卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器内空、煤气流动混合过程的物理数学模型,通过模型实验和数值模拟研究了热风炉内的流场和组分混合特性,揭示空、煤气单吹情况下喷嘴中的流量均匀性以及格子砖对燃烧器出口气流的影响机理及规律,为燃烧器的设计和改造提出了建议。     

热风炉冷风分布的计算机模拟研究（II）

应用紊流三维数学模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布,寻求改善其发布的途径,讨论了加设不同布置的水平导流板地气流分布的影响,模拟结果表明,在支柱空腔内加设水平导流板改变了原有大回旋流场,使回旋流变大面积的单向流,通过在支柱空腔内加设水平导流板可以发展边绿气流,这恰好与加设竖直导流板的作用相反,水平导流和竖直导流板的结合使用望实用冷风在格子砖柱中的均匀分布。     

煤炭地下气化三维非线性动态温度场数值模拟

介绍了煤炭地下气化模型试验条件,通过对气化炉体内燃烧气化煤层温度场分 分析及对边界条件的概化和处理,建立了三维非线性动态温度场数学模型,阐述了模型参数的选取方法。和有限单元方法进行了求解,并对计算结果进行了分析,计算值和实测值的一致性表明对气化炉的煤层介质动态温度场的数值模拟是正确的。从而为进一步对煤炭地下气化过程进行定量研究,提供了必要的理论依据。     

用CFD方法模拟膜生物反应器内部流场及布气优化

采用Eulerian多相流模型对膜生物反应器进行气液两相流数值模拟,对“对齐”和“对齐导流”两种反应器构型内部流场气含率、速度场和膜面液体流速进行了分析比较,并就布气方式进行了分析和优化,同时借助缩小实验模型对模拟结果进行了实验验证.结果表明：两种反应器构型流场内的气泡呈现出汇集于膜组件中心位置,然后在膜组件顶端散开的流动状态;导流作用对反应器内气含率分布的影响不大,但对速度场分布特性影响显著;体积缩小100倍的对齐导流模拟装置中的气液流动状态与CFD模拟结果基本一致;通过对布气方式的优化模拟发现,不均匀布气方式可以改善气体分布状况,提高反应器内气含率和流场的湍流强度.     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.     

采空区瓦斯涌出与自燃耦合基础研究

基于漏风渗流方程、多组分气体混溶-扩散方程和综合传热方程,建立采空区瓦斯和自燃耦合数学模型．通过现场实测获得基础数据,用G3程序（有限元数值方法）求解了在煤耗氧和瓦斯涌出共同环境下采空区瓦斯-氧浓度及温度的分布．结果表明,在单纯瓦斯涌出（无消耗氧）条件下,采空区氧被瓦斯稀释现象比较显著;采空区内高强度的瓦斯涌出能够使自燃氧化区域进一步缩小,削弱了煤的自燃氧化进程;自燃产生的热风压也能加剧工作面向采空区的漏风及对采空区内瓦斯的排放．耦合影响随工作面向采空区的漏风量的提高而相对降低．     

夏季办公室气流组织的模拟研究

建立以办公室房间上送风、下回风的气流组织的三维模型,通过Fluent软件进行数值计算,给出室内不同送风速度、不同入射角度下的速度场分布和温度场分布状况。通过对不同位置的速度矢量图和温度云图的分析,得到了该室内较合理的气流组织,并依此来指导办公室内空调的设计和改进。