煤矿乏风甲烷分离富集过程的数值研究

建立了吸附床内煤矿乏风二维气体流动、吸附传质的数学模型,以轴向流吸附床为研究对象,对活性炭富集分离煤矿乏风甲烷过程进行了模拟,得到了各个循环步骤下床内详细的流动、浓度和吸附量分布;详细分析了活性炭吸附床对煤矿乏风甲烷的吸附富集特性,并对回收时间进行优化,模拟结果与实验结果符合较好.另外,还对不同原料气浓度工况进行了对比研究.     

煤巷瓦斯预排深度数值模拟分析

利用有限元法对非均质煤层煤巷周围煤体瓦斯运移进行数值模拟分析,得出煤巷预排瓦斯带深度不仅与煤的变质程度有关,而且与煤层原始瓦斯压力、煤壁暴露时间和煤层赋存地质条件等因素有密切关系,最后针对淮南Ｃ１３煤层的实际情况给出煤巷斯预排深度的计算公式。     

瓦斯分布与风量及瓦斯涌出量关系的数值模拟

煤矿瓦斯事故频发,危害严重,用计算机模拟矿井掘进巷道中的瓦斯分布与积聚是优化通风方案的重要手段.本文根据流体动力学理论,对局部通风掘进巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析了在风量和瓦斯涌出量变化的情况下瓦斯体积分数的分布规律.结果表明,当风量和瓦斯涌出量成比例变化时,低体积分数区域的瓦斯大致按比例变化,高体积分数区域的瓦斯体积分数并不是成比例变化.     

瓦斯分布与风量及瓦斯涌出量关系的数值模拟

煤矿瓦斯事故频发,危害严重,用计算机模拟矿井掘进巷道中的瓦斯分布与积聚是优化通风方案的重要手段.本文根据流体动力学理论,对局部通风掘进巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析了在风量和瓦斯涌出量变化的情况下瓦斯体积分数的分布规律.结果表明,当风量和瓦斯涌出量成比例变化时,低体积分数区域的瓦斯大致按比例变化,高体积分数区域的瓦斯体积分数并不是成比例变化.     

激波诱导瓦斯气体爆燃的三维数值模拟

基于激波诱导瓦斯爆炸的19步化学反应模型，建立了三维非定常守恒方程，采用迎风的TVD格式对方程进行数值离散，数值模拟了氢氧燃烧驱动点燃甲烷和空气混合气体的爆炸过程，根据爆炸产物以及流场中压力和温度变化的结果，说明了激波诱导瓦斯爆炸的物理机制，同时验证了程序在模拟化学反应起主导作用的瓦斯预混爆炸现象中的可靠性和精确性，为研究煤矿瓦斯爆炸过程的特性，制定有效的防爆、抑爆技术措施提供了技术和理论支持。     

点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究

在实验室自行设计的水平管道式粉尘爆炸装置中,利用高压电极点火,在不同点火延迟时间对3种粒度铝粉的爆炸压力进行了实验研究.结果表明:随着点火延迟时间的增大,铝粉的最大爆炸压力和最大压力上升速率先增大后减小;存在一个最佳点火延迟时间使得最大爆炸压力和最大压力上升速率的值最大.而且铝粉粒度越大,最佳点火延迟时间越小.同时,还存在一个可爆延迟时间范围,随着铝粉粒度的改变,该延迟时间范围也会发生相应的变化.最后,从理论上对实验结果进行了定性分析.     

煤粉高温富氧无油点火的数值模拟

高温空气无油点火技术对贫油的我国来说是一种较好的弥补,而我国火力发电又以劣质煤为主,导致高温空气点火时会使煤粉着火不稳定。如果采用高温富氧点火会很好的弥补这一缺点。本文采用Fluent对富氧直接点火燃烧器内部的多种运行工况进行数值计算,对空气气氛及富氧气氛时的温度场、不同的一次风量、热风流量、热风温度等参数对煤粉着火过程的影响进行了分析。结果表明,其它边界条件相同情况下富氧气氛的温度场比空气气氛高出许多;富氧气氛下的燃烧器出口区域的一氧化碳含量比空气气氛下低,煤粉能在富氧气氛下更充分燃烧;煤粉的着火距离随着热风流量的增加先缩短后延长;初始热风温度对燃烧温度场的影响是随着热风温度的增加,着火距离缩短、燃烧温度提高;一次风温度的提高有效缩短着火距离。研究结果对煤粉富氧无油直接点火的优化运行提供了参考。     

瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟

从三维N-S方程出发，用TVD格式，对瓦斯爆炸过程中火焰产生压力波的过程进行了数值模拟，在此基础上，模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响，同时，也研究了瓦斯爆炸过程中，压力波、火焰与障碍物的相互作用，数值模拟结果与理论分析吻合较好，从而进一步验证了该程序能处理含有化学反应和复杂管道的预混可燃气体爆炸问题。     

采空区开区移动瓦斯抽放的数值模拟

针对我国高瓦斯矿井采空区瓦斯抽放的现状，强调了在工作面后方“边采边抽”的开区移动瓦斯抽放方法，以提高资源回收减少大气污染与瓦斯治理的双重效益．建立了非均质采空区瓦斯渗流--扩散的数值模型，模拟了瓦斯在采空区中的涌出、分布及积聚的流体力学原理．模拟表明，抽放流量与采空区瓦斯涌出量和抽放瓦斯浓度均呈显的反比关系，且抽放的纯瓦斯量基本保持恒定，结论与采空区瓦斯持续稳定释放的客观性完全一致；抽放口位置越深入采空区，瓦斯绝对涌出量略有降低，抽放浓度越高．由此确定了抽放口的最佳位置和抽放流量．结合实例，利用联络巷进行瓦斯抽放，可获得高于40％浓度的瓦斯，理论抽放效率在70％以上，若配合以漏风导流，可彻底抑制瓦斯涌入工作面，并降低配风量。     

光伏电站阵列风荷载数值模拟研究

在大型光伏电站中多数的太阳能电池板都倾斜放置,风吹过时,会在其表面产生吸力或压力,称之为风荷载.在多风地区,光伏支架阵列的构造布局中,风荷载成为作用力最大的荷载.笔者以铜川大型光伏电站为原型,以实际尺寸建立了1列10排光伏阵列的几何模型,利用Fluent6.3的计算平台,模拟了正向(0°)、正斜向(45°)、逆斜向(1...     

Numerical simulation of excess-enthalpy combustion flame propagation of coal mine methane in ceramic foam

Based on the assumption of a local non-equilibrium of heat transfer between a solid matrix and gas,a mathematic model of coal mine methane combustion in a porous medium was established,as well the solid-gas boundary conditions.We simulated numerically the flame propagation characteristics.The results show that the flame velocity in ceramic foam is higher than that of free laminar flows;the maximum flame velocity depends on the combined effects of a radiation extinction coefficient and convection heat transfer in ceramic foam and rises with an increase in the chemical equivalent ratio.The radiation extinction coefficient cannot be used alone to determine the heat regeneration effects in the design of ceramic foam burners.     

居民住宅内自然通风的数值模拟研究

采用有限体积法，开发了ALE框架下三维非定常流体流动的数值模拟程序。利用该程序对居民住宅内自然通风过程进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析。     

室内污染物换气过程的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法模拟了不同通风方式和不同送风速度下室内污染物的浓度分布.模拟和分析结果表明,适当的送风速度可以有效地降低室内污染物的浓度;通风方式应与污染源的位置相适应,异侧送回风对污染物的排出比较有利.     

燃尽风率变化对电站锅炉NOx排放特性影响的数值模拟

燃尽风率是决定燃尽风技术降低NOx排放量的关键因素.对一300 MW机组四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程进行了不同燃尽风率条件下的数值模拟.分析研究了燃尽风率对炉内温度、O2、CO浓度分布、 NOx排放特性和飞灰含碳的影响规律.分析结果表明:随着燃尽风率的增加,炉内温度水平会降低,在煤粉燃烧区域氧浓度降低,CO浓度升高,炉内NOx浓度明显下降,炉膛出口NOx排放量线性降低;在燃尽风率为5.5%到8.5%之间时,燃尽风率增大飞灰含碳量降低,当燃尽风率增大到8.5%以上时会引起飞灰含碳量的升高.     

Numerical simulation of high temperature air combustion flames properties

Ａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓ ｔｉｏｎｆｉｅｌｄｈａｓｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｉｎ 1990′ｓ ,ｗｈｉｃｈｃｒｅａｔｅｓａｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｗｉｔｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｏｌｌｕ ｔａｎｔｅｍｉｓｓｉｏｎｏｎｌａｒｇｅｓｃａｌｅ[1～ 4 ] .Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｉｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ(ＨＴＡＣ)ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎＪａｐａｎｉｎｃｏ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｒ…     

置换通风房间负荷及通风效率的非稳态数值模拟及分析

利用CFD商业软件-FLUENT,采用Realizable k-ε双方程湍流模型和非稳态数值模拟的方法,对某一置换通风房间在夏季室外综合温度和室内热源共同作用下的计算日冷负荷及室内温度场进行了分析.在数值模拟时,用多孔介质模型处理人员区,用离散坐标(DO)模型计算辐射换热.计算结果表明,置换通风房间具有热分层特性,该房间工作区最大负荷只有全室负荷的不到57%,通风效率随时间变化且在最大负荷时刻附近达到最大值约1.77.     

中速磨煤机入口一次风量数值模拟

某燃煤电厂1#机组在调试期间,发现由于磨煤机入口风量测量值波动较大,导致一次风量自动调节装置不能正常投运.分析了磨煤机入口一次风量测量产生误差的原因,通过对磨煤机入口一次风道流场的数值模拟,找到了风道内的涡流区,并采用在风道内加装紊流栅的方法,对1#机组磨煤机一次风量测量装置进行了改造,并取得了良好的效果.     

中速磨煤机入口一次风量数值模拟

某燃煤电厂1#机组在调试期间,发现由于磨煤机入口风量测量值波动较大,导致一次风量自动调节装置不能正常投运.分析了磨煤机入口一次风量测量产生误差的原因,通过对磨煤机入口一次风道流场的数值模拟,找到了风道内的涡流区,并采用在风道内加装紊流栅的方法,对1#机组磨煤机一次风量测量装置进行了改造,并取得了良好的效果.     

燃烧室下游流场优化数值模拟研究

建立燃气轮机燃烧室点火前的流体流动计算模型,利用计算流体力学软件,对3组不同速度流体的流动情况进行了模拟计算分析燃烧筒流道内的速度场,压力场,对比燃烧筒内在不同压力和速度下流场内流体的流动,模拟计算区域的流场,然后实际进行点火实验,验证模拟结果,发现流场分布最均匀最有利于点火.     

煤粉空气流在管内着火规律的研究

本文介绍一管内煤粉气流着火的试验方法与理论模型，从而得出煤粉气流着火的一些特性与规律，由于管内煤粉气流着火更接近工程实际，因此该实验方法比其它一些研究着火规律的方法有更多的优点，同时介绍了几种典型工业用煤在控制煤粉浓度、气流速度以及管壁温度时，管内煤粉气流的着火特性的试验结果，并与理论模型的计算结果进行了比较．比较表明，理论模型计算结果与实验结果相符．