脉冲排气系统三维非定常流动的计算研究

采用三维非定常流动计算对某大功率六缸柴油机的脉冲排气系统进行了研究。计算物理模型采用Fluent多面体网格单元,排气管进口边界条件由发动机工作过程模拟软件GT-Power给定,湍流模型采用标准k-ε模型;结合对排气管开启、关闭时刻点以及排气最大流量点的分析,探讨了该脉冲排气系统的流动特性;并提出了优化方案。     

新型除尘脱硫一体化装置内部流场的数值模拟研究

以一种新型除尘脱硫一体化装置为研究对象,利用通用的流体计算软件Fluent对其三维流场进行模拟。通过分散的颗粒随机轨道模型,利用单元内颗粒法对粉尘颗粒进行追踪,采用带旋流修正的κ—ε方程模型模拟气相流场。分析了中心筒孔径大小及长度对流场均匀性的影响,并使用提出的截面速度不均匀性系数进行了定量分析,从工程实际出发,确定孔径Ф为1200mm、中心筒长度为400mm时为最优;模拟计算值可作为新型除尘脱硫一体化装置运行优化的依据。     

水蒸气对液体燃料高温分解碳黑形成影响的研究

考察了水蒸气的加入对液体燃料高温分解时碳黑形成的影响。采用直接测量碳黑沉积质量的方法,得出水蒸气能够抑制液体燃料中碳黑颗粒形成的结论,并总结出碳黑在图壁表面沉积的一些规律特征。在进行实验的同时,采用Fluent软件,模拟了两种实验工况下炉内的碳黑颗粒浓度场,证实了实验结论。最后,给出了计算公式,选取合适的待定参数,则计算结果与实验结果符合很好。     

不同进口形式方形分离器气固两相流动的数值模拟

利用CFD计算软件Fluent6.3,采用雷诺应力模型(RSM)计算了4种不同进口形式方形分离器的气相流场及阻力,采用颗粒离散模型计算了不同粒径颗粒的运动轨迹及方形分离器的分离效率等参数.模拟预测结果表明:方形分离器内部除外旋流和内旋流主流外,还存在一些对分离效率有重要影响的局部二次流,如:分离器内排气管高度空间内的纵...     

生物质颗粒链条锅炉降低一氧化碳排放技术的数值模拟研究

生物质颗粒的挥发分含量远高于煤炭,导致燃烧后产生的烟气中一氧化碳含量严重超标。采用在链条锅炉喉口处增设二次风,在炉膛内设置双层炉拱等措施,一方面能加强炉内的氧气与不完全燃烧物质充分反应,另一方面可以有效延长烟气在炉膛中的停留时间,极大促进烟气中一氧化碳的燃尽,进一步提高锅炉出力及热效率。采用Fluent计算软件,针对采用此种改进结构的生物质颗粒链条锅炉进行了数值模拟。主要对炉内气流分布规律、气流充满度等进行了分析和探究,并通过热态实验加以验证。发现采用增设二次风和加装双层炉拱等措施后烟气中一氧化碳含量显著下降(达到国家排放标准),从而验证了此种改进措施的有效性。所得出的结论可以用来指导实际工程设计。     

秸秆颗粒冷态压缩成型过程的比能耗回归分析

对5种秸秆颗粒冷态压缩成型过程进行开式试验研究,将其压缩成型过程分为松散、过渡、压紧和推移4个阶段,回归了不同阶段的压力方程,采用Matlab软件计算出整个压缩成型过程中的比能耗值。以小麦秸秆为例,采用二次回归通用旋转组合设计,建立了压缩速度、物料含水率2个因素与比能耗的数学模型,结果表明,压缩速度的影响比含水率大,且二者均为负效应。     

基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管超温特性研究

提出一种基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管壁温度数值模拟方法,对某660 MW超临界切圆燃烧锅炉壁温进行了计算分析。以均匀外壁温为边界条件,利用Fluent软件模拟了煤粉气固流动、燃烧和辐射等过程,获得了炉内不同位置受热管的传热热流。再以热流分布为边界,采用MATLAB软件建立了工质流动及气-壁-汽换热方程组,Fluent软件重新计算的壁温边界。通过编写模型间的网格映射函数,实现壁温的耦合计算。研究表明:壁温计算值与实测值的最大相对误差在2%以内;炉膛出口残余旋转使水平烟道左侧和右上方热流较大,高温再热器和末级过热器的外壁温沿炉宽方向呈双峰分布;高温再热器整级受热管出口壁温的峰谷差值远高于末级过热器,实际运行中应特别注意高温再热器靠烟道左侧管屏外圈管子向火侧弯头处的超温。     

四角切园煤粉锅炉局部富氧燃烧技术仿真研究

某公司170t/h四角切圆煤粉锅炉运行过程中发现排烟飞灰含碳量及NOx浓度高、煤粉燃烧效率低、炉堂壁易结焦等问题,为此在浓淡燃烧技术的基础上提出用富氧风作为炉顶燃尽风和贴壁风的分级燃烧新思想,借助Fluent仿真软件,对工况前后煤粉锅炉炉内速度场、温度场及煤粉颗粒轨迹进行数值仿真计算与调整。结果表明,调整后的四角切圆煤粉锅炉采用富氧局部助燃技术,可有效改善炉内动力场特性,提高炉内燃烧的稳定性能,对降低NOx的排放浓度有着非常积极的作用。     

链条锅炉复合燃烧炉内特性的数值模拟研究

本研究以某化工厂1台35t/h链条锅炉为物理模型,使用Fluent软件计算流体力学软件对链条锅炉采用复合燃烧技术改造前后炉内速度场和温度场特性进行数值模拟计算。计算结果表明:链条锅炉采用复合燃烧改造后,煤粉气流可以明显加强炉内的扰动,炉内温度分布更加均匀,火焰在炉膛内充满度更好,炉内烟气温度整体升高了约100~200K,高温区达到1500~2000K,提高了链条锅炉的热效率和锅炉出力。     

三维数字岩心的重构及孔隙网络模型的孔隙度分析

数字岩心和孔隙网络模型是多孔隙级微观渗流理论研究的基础,为精确反映三维多孔介质孔隙体之间的连通性,根据二维数字岩心构建原理,采用Matlab软件重构三维数字岩心,研究了压实因子与成岩增量因子在三维数字岩心构建中的作用,并采用离散概率统计理论分析了三维数字岩心孔隙度,得出同一三维数字岩心局部孔隙度的差异随所取计算单元的划分边长增大而减小。     

300 MW单炉膛循环流化床锅炉二次风射程的数值模拟

针对大型循环流化床中二次风射流的特性,采用Fluent数值计算软件对300 MW单炉膛大型循环流化床锅炉炉膛进行了数值模拟,研究了二次风口高度、二次风射流角度、二次风风速、一次风风速和炉内颗粒浓度对二次风穿透性和气固两相混合的影响.结果表明:二次风射流深度随着一次风风速的增大和颗粒浓度的提高而减小;当二次风射流速度增大时,射流深度增加;二次风射流角度和二次风喷口位置也会影响二次风射流深度.     

环境风对新型空冷单元换热特性影响的研究

针对由环境风所造成的直接空冷单元热风回流、传热恶化等问题,以某600MW直接空冷机组为例,采用Fluent软件分别建立传统A字形与新型圆台形空冷单元计算模型。在添加常见挡风墙的前提下,对两种空冷单元的换热特性进行对比研究。着重分析了不同环境风速下,两种空冷单元的温度分布,最高温度、平均温度及高温区域的变化趋势。并从风机风量与换热量两个角度,对其进行对比。结果表明:在不同环境风速下新型圆台形空冷单元换热表现更稳定、抗环境风干扰性更强。无论是经济性还是安全性较传统A字形空冷单元都具明显优势。     

垃圾焚烧电厂飞灰在固定床中烧结的数值模拟

针对某垃圾焚烧飞灰固定床烧结无害化处理炉,建立了炉内流动、传热传质和燃烧的数值模型．利用Fluent软件对设计工况下的烧结炉进行数值模拟,采用多孔介质模型来计算炉内气体流动和压强分布,采用缩核模型来描述炉内物料的燃烧反应过程,得到了炉内气流速度场、温度场、气体组分分布以及烧结物料的温度分布．结果表明：鼓风进入风口0．2m后,速度变化平缓且分布较为均匀;物料的燃烧反应主要发生在风口中心线以上0．3～0．55m的区域内,物料下行至风口中心截面时已经燃烧完全;当掺煤量为12％、物料直径为16mm、过量空气系数为1．2时,炉内物料的温度为1138～1400K,完全可以满足无害化烧结工艺的要求．     

基于全局反应EDC原理的循环流化床燃烧模拟

采用欧拉-欧拉双流体模型,用基于全局反应的涡耗散概念方法描述循环流化床内挥发份均相燃烧反应,用Fluent软件结合UDF(用户自定义函数)热态模拟得到炉内流动和燃烧状况,模拟得到的沿炉高气温分布和出口烟气组分与实验值吻合,验证了模型的准确性,并且采用EDC-G方法优于采用ED-FR方法。在此基础上,分析了炉内颗粒速度和浓度分布,得出炉内主要气体分布。得到沿炉高反应速率分布曲线,C和O_2反应速率高于C和CO反应速率,密相区CO与O_2反应速率高于CH_4与O_2,稀相区CH_4与O_2反应速率高于CO和O_2反应速率。     

转底炉内温度场及流场的数值模拟

利用Fluent软件建立了转底炉炉内温度场及流场的数学模型,采用κ-ε模型,辐射模型,非预混燃烧模型模拟炉内的辐射传热和湍流流动,分析了烧嘴和助燃风喷嘴的选择与布置对炉内的温度及速度分布的影响.结果表明,转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧嘴供燃料,炉膛下部布置喷嘴供助燃风能获得很好的温度场和流场来满足工作需要;还原段选择蓄热式烧嘴供给燃料,即满足了高温还原的温度要求,也达到充分回收利用烟气余热的效果.     

两种工况下进气相对湿度对燃料电池性能影响的研究

为研究进气相对湿度对燃料电池在不同工况(工作温度为70℃,进气相对湿度为40%和100%)下的影响,提出了进气加湿效率(Inlet Humidification Efficiency,IHE)模型。该模型将燃料电池总的水含量分为两部分:外部进气加湿携带的水和内部电化学反应生成的水,由此推导出进气加湿效率公式。建立几何模型并划分计算网格,将进气加湿效率模型导入计算流体动力学软件(Fluent)中进行计算。建立燃料电池测试系统,对工作温度为70℃,进气相对湿度分别为40%和100%的工况进行了试验。对IHE模型、Fluent模型和试验值进行比较分析,结果表明:当电池工作温度为70℃,电流密度为350 m A/cm2,进气相对湿度为100%时,IHE模型精确度比Fluent模型提高了37.4%;当进气相对湿度为40%时,进气加湿效率为34%。     

四角切圆水平浓淡锅炉炉膛数值模拟对比分析

本文采用数值计算方法分析在四角切圆水平浓淡煤粉燃烧器结构下煤粉锅炉的炉内流动特性。采用Fluent软件得到不同工况的对比结果。本文对水平浓淡煤粉燃烧器的改造优化提出了参考建议。     

凝汽器管板强度的矩阵位移分析法

采用力学中的矩阵位移法,将HEI标准中所提出的管板梁条力学模型进行了单元离散分析和整体解析,以矩阵位移法为内核算法,在VS2010环境中使用VB.NET语言编写了专用计算软件,并对HEI中的实例进行计算。计算表明:软件计算输出的最大弯矩、最大应力及最大挠度数据与HEI算例中给出的结果相比,相对误差在1%以内;与采用ANSYS-APDL计算的弯矩值相比,自编软件计算的弯矩结果误差在1%以内;在凝汽器管板强度分析计算中采用矩阵位移法对管板梁条力学模型进行求解是可行的。     

高温大容量AQC余热锅炉CFD计算

针对高温大容量AQC余热锅炉内部烟气流动进行数值模拟,获得锅炉内部速度、温度等流场参数。根据CFD仿真技术特点,采用"3D模型构建、ICEM网格划分、Fluent三维数值模拟"协同作业,利用高性能并行计算技术,对锅炉内复杂烟气流动求解计算。计算结果验证原有计算方法及计算软件应用于高温大容量水泥窑余热锅炉计算的准确性。     

基于CPD模型数据的煤粉单步热解模型

基于化学逾渗脱挥发分(CPD)煤热解模型数据,以单步热解模型为基础建立了煤热解新单步模型.新模型的特点是指前因子与活化能随煤粉颗粒升温速率的变化而变化,而不再是常数;实际挥发分析出量同样与升温速率和热解温度相关联.利用实验数据对新模型进行了验证,并离线计算、比较了新模型与现有单步模型的计算结果.在此基础上,通过编写UDF将新模型添加到商业CFD计算软件Fluent平台上,利用新模型对煤热解实验结果进行了模拟与对比.结果表明,与Fluent默认单步模型相比,模拟得到的挥发分析出量及热解速率与实验结果更接近.