蒸汽在PM表面凝结的紊流布朗核聚并理论与数值模拟

以增加了蒸汽入口的脱硫塔喷淋空间为研究对象,构建PM相变核聚并反应器,研究了超细颗粒物凝结长大机制与脱除效果。通过建立超细颗粒物相变凝结增长动力学模型,同时引入全范围内超细惯性粒子的紊流聚并和布朗聚并核模型,研究蒸汽相变耦合紊流布朗运动脱除超细颗粒物的作用。进一步利用商业软件Fluent的UDF功能,将超细颗粒物相变凝结增长动力学模型写入颗粒群平衡模型中,探索了超细颗粒物在反应器内的沿程反应机理。结果表明:对比不添加蒸汽的超细颗粒物脱除效果,添加蒸汽可有效增加喷淋空间过饱和度,超细颗粒物在反应器入口的布朗运动和紊流运动较明显,大大提高了超细颗粒物的脱除效率。     

提高燃煤超细颗粒物聚并效率的撞击流场仿真

采用颗粒物聚并的方法可以有效地减少燃煤电厂超细颗粒物排放,对于超细颗粒物的聚并过程,增加微颗粒的停留时间可显著提高微颗粒物的聚并效率。提出改进型撞击流应用于聚并反应器,并改进了传统的撞击流流型以提高微颗粒的停留时间。气固两相流数值仿真研究结果表明,与传统的撞击流相比,改进的撞击流在聚并反应器中能扩大超细颗粒在流场中的活动范围,并能极大地增加超细颗粒在流场中的停留时间,可显著提高燃煤超细颗粒物的聚并效率。     

用多重蒙特卡罗算法研究超细微颗粒物同时发生的凝并和破碎

超细微颗粒物的尺度分布由通用动力学方程（GDE）描述，该文发展了求解同时考虑凝并和破碎的GDE的一种多重Monte Carlo（MMC）算法，该算法可以抛弃当前Monte Carlo算法中广泛采用的“子系统”的概念，引入了加权的“虚拟颗粒”的概念，且基于时间驱动，模拟过程中保持虚拟颗粒数目和计算区域体积不变。首先详细描述了MMC算法，包括时间步长的确定方法、同时处理凝并和破碎的方案、凝并和破碎事件发生的判断准则、凝并伙伴的确定、处理凝并和破碎事件的后果时保持虚拟颗粒数目恒定的方法等：然后利用MMC算法对几种特殊工况进行了数值模拟，模拟结果与理论值符合很好，验证了MMC算法的计算精度，且该算法具有较小的计算代价。     

烟气流速和装置元件角度对细颗粒湍流聚并的影响

颗粒物湍流聚并技术是促进细颗粒物脱除的有效手段。通过数值模拟研究在一种装置内颗粒物在湍流作用下的聚并特性,考察气流速度和装置元件角度的影响。模拟结果表明:聚并的效果随着流速的增大而提高,也随着元件迎流角度接近90?而提高。原因是:上述装置结构和流速的变化提高了元件的尾涡强度,使湍动能耗散率增大,也使颗粒之间的碰撞概率增大。     

可吸入颗粒物在不同温度差下的运动特性研究

应用CFD软件求解三维湍流N-S方程,对不同温差下竖直矩形管道内气固两相流场进行三维数值模拟计算。通过数值模拟,得到由于温度场的不同,使气固两相流的速度场发生改变。通过得到颗粒物的体积浓度的分布,分析在温度场中由于存在热泳力,从而对颗粒物浓度分布产生影响,并得到对不同粒径的颗粒物的浓度分布影响的规律。     

用重振化群湍流模型模拟圆环管煤粉浓淡分离器内的分离湍流流动

用重振化群湍流模型（ＲＮＧｋ－ε模型）模拟计算旋流燃烧器一次风管中浓淡分离器内的湍流流场。在柱坐标系中采用人工压缩法和时间相关法配合使用的方法求解控制方程,将计算结果与实验结果和标准ｋ－ε模型进行比较,表明ＲＮＧｋ－ε比标准ｋ－ε能更有效模拟分离流动。     

凝并元件结构优化对气固两相流流场及颗粒凝并效果的影响

湍流凝并技术是通过物理或化学作用促使小颗粒凝并成大颗粒,然后采用传统的除尘技术脱除,从而降低超细颗粒物排放。本文采用欧拉-拉格朗日法结合O’Rouekr碰撞模型,模拟了不同凝并装置结构下,单通道区域内气固两相流的流场与超细颗粒物的凝并过程,比较了两种不同开槽方式下超细颗粒物凝并的效果,进一步优化了凝并元件开槽结构。模拟结果表明,凝并元件开槽可增加入射颗粒沿高度方向的碰撞概率,增强颗粒的凝并效果。采用半圆形槽对凝并元件的开槽方式和位置优化后,通道出口处粒径为2.5μm的超细颗粒物数量占比降低,粒径大于5μm的大颗粒物数量占比和通道出口处颗粒的最大粒径均有所增加,增强了凝并器的凝并效果。     

装置元件排列间距和颗粒浓度对细颗粒湍流聚并的影响

通过数值模拟研究锯齿形元件组成的细颗粒聚并装置的湍流聚并特性,考察元件的排列间距和气流中颗粒物浓度对湍流聚并的影响。计算采用RANS模型,并获得了实验的验证。模拟结果表明,元件阵列的排列既不能过于紧密也不能过于稀疏,需要兼顾空间利用率、元件产涡的耦合作用和流动阻力三方面的考虑。实际应用也需要考虑颗粒浓度的影响,模拟发现:浓度越高,颗粒的湍流聚并效果越好;当浓度足够高时,Z形锯齿元件组成的聚并装置能聚并近50%的小颗粒,具有实用价值。     

湍流聚并器流场和颗粒运动轨迹模拟

颗粒物聚并技术是强化对超细颗粒粉尘收集的有效方法。基于FLUENT软件对聚并器内流场和颗粒轨迹进行了数值模拟。对流场模拟的结果表明,聚并器内的涡发生装置可以产生不同尺度的涡,为超细颗粒的碰撞聚并创造了条件。分别在不同流速、不同粒径以及有无荷电的情况下模拟颗粒在聚并器内的运动情况。结果表明,流速越大,颗粒受湍流影响越大,发生碰撞聚并的几率也就越大;大颗粒受湍流影响较小,小颗粒较容易受到湍流的影响,从而大小颗粒之间发生明显的相对运动,增大碰撞聚并几率;荷电可以使粒子间的引力明显增强,使湍流对粒子运动的影响更明显,有效地增加粒子的碰撞几率。     

Spalart-Allmaras湍流模型在混流式长短叶片转轮流场计算中的应用

采用Spalart-Allmaras一方程湍流模型对混流式长短叶片转轮进行了流场计算,并与标准k-ε湍流模型计算出的流场及实验数据进行比较,以验证SA湍流模型在转轮流场计算中的应用.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用SA一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行了离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算,得出了在不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,其计算结果与相关文献中的报道吻合.比较发现与标准k-ε湍流模型计算出的叶片表面压力分布规律完全相同,其偏差在设计工况附近时较小,偏离设计工况越远偏差越大,且压力偏差较大点位于计算结果并不准确的区域,故可认为SA一方程湍流模型与k-ε湍流模型的模拟结果相似.实际计算还发现采用SA一方程湍流模型进行计算时容易收敛,因此SA一方程湍流模型可以成功地应用于混流式长短叶片转轮流场计算,且具有一定的优越性.     

基于电湍耦合凝并机制的PM2.5捕集增效装置的开发及应用

常规电除尘器存在PM_2.5荷电困难的技术瓶颈,电湍耦合凝并技术可经济高效实现PM_2.5凝并,帮助电除尘器对PM_2.5高效脱除,在众多颗粒凝并技术中工程应用价值最高。对烟道PM_2.5捕集增效装置进行结构优化,确定双极荷电区、湍流聚合区关键部件结构及主要参数,总烟尘可减排20.3%,PM_2.5减排30.1%;研发出封头PM_2.5捕集增效装置,确定双极异性荷电颗粒最佳掺混方案,总尘可减排17.3%;与旋转电极+低低温电除尘器耦合后,PM_2.5可减排37%;多种布置及组合方式,可灵活适应工程实际条件的不同需求,满足燃煤电厂PM_2.5治理的环保急需。     

球磨方式对锶铁氧体粒度分布及磁性能的影响

以梅山MYF30H永磁锶铁氧体预烧料为原料,分别采用滚筒球磨机和砂磨机进行球磨制备铁氧体材料。粒度分布、X射线衍射(XRD)和磁性能分析表明,与滚筒球磨相比,砂磨机磨出的料粉平均粒径较细,且粒度分布比较窄;但砂磨料粉中过细颗粒要多于滚筒球磨料粉,其样品矫顽力明显小于采用滚筒球磨机球磨制备的样品。制备高性能的磁性材料,特别是高矫顽力的磁性材料,预烧料适宜采用滚筒球磨方式进行二次球磨。     

颗粒相双尺度湍流模型及其在提升管稠密两相流中的应用

稠密两相流动是当前国际上的研究热点,大多数湍流模型都基于单个时间尺度及长度尺度,然而实际的湍流脉动包含了很宽的涡旋尺度范围及时间尺度范围。为了较合理地模拟湍流脉动及其所造成的各向异性,基于多尺度概念,该文建立了颗粒相的双尺度湍流模型,包括颗粒相大尺度脉动湍动能方程,小尺度脉动湍动能方程,大尺度脉动能量传递率方程,小尺度脉动耗散率方程等。利用该模型对循环流化床提升管内的稠密气固两相流动进行了数值模拟,所得颗粒浓度及速度分布和实验数据吻合较好,该模型的结果较kf-ef-kp-ep-q两相湍流模型的结果有所改进。     

Investigation onto nanometer millisecond delay charges

ABSTRACT

In this paper, through a new manufacturing process to obtain ultrafine milliseconds detonators, and then test its key performance parameters. An important factor influencing the delay precision detonator is determined by orthogonal experiments, thus optimizing formulations to expect to get a better precision detonator recipe. Through the analysis of the ultrafine particle size testing and the volume delay testing of the drug, the method of improving the accuracy of the delay detonator is put forward, and the technical feasibility experiment is used to verify that the ultrafine drug can improve the precision of the delay detonator in milliseconds.     

纳米SiO2/低密度聚乙烯复合介质的击穿特性

聚合物纳米复合介质的击穿强度与纳米填充颗粒的质量分数、粒径和表面处理密切相关。以不同表面处理的纳米SiO2颗粒为填料,制备了不同填充质量分数、粒径的纳米SiO2/低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)复合介质,测试了其在交流、直流正极性和直流负极性3种不同类型电场下的击穿场强。结果表明:在所研究范围内,填充纳米SiO2颗粒可以提高低密度聚乙烯的击穿场强,并且随着填充质量分数的增加,复合介质的击穿场强有升高的趋势。纳米颗粒填充质量分数相同时,在12~16 nm粒径下,复合介质的击穿场强有随纳米SiO2粒径的升高而降低的趋势;在7 nm小粒径下,可能由于纳米颗粒容易团聚,导致击穿场强较粒径大时要低。另外,纳米SiO2颗粒表面经疏水性处理后,能够有效提高复合介质的击穿场强。     

循环流化床飞灰分离装置的数值模拟及计算

运用脉动频谱随机轨道模型（ＦＳＲＴＭＯＤＥＬ）计算循环流化床锅炉飞灰分离装置的Ｕ型分离器、下排气旋风分离器的颗粒运动轨迹，并且针对不同分离器的特点，采用了不同的数值模拟方法来计算分离器内气体流场分布。计算结果表明，采用的方法较好地模拟了不同类型分离器内气体流动与颗粒的运动轨迹，数值计算与试验值较为吻合。     

不同间断比尺下微波诱发岩石损伤的离散元模拟研究

针对微波诱发岩石损伤已取得不少研究成果,但现有的成果大多是基于连续介质理论。本文采用基于离散单元法的PFC2D数值软件,对由石英和斜长石两相物质组成的材料在不同间断比尺和照射时间下的微波诱发损伤进行了数值模拟研究。研究结果表明:采用离散单元法能很好地模拟微波诱发材料损伤的微裂纹的萌生、发展、贯通过程;微裂纹起源于高吸收相石英晶体的外边界且围绕着石英晶体向四周不断扩展、延伸进入斜长石晶体,最终呈现放射状的网络张拉裂纹。微波损伤数值模拟结果中的裂纹符合试验作用下的裂纹分布形态,研究结果对于采用离散单元法进行微波诱发损伤数值模拟提供了一种新方法。     

用SAXS研究超细镍粉的粒度分布

本文应用X射线小角散射的分割分布函数法,研究了超细镍粉的粒度分布。