滚筒冷渣机料床温度分布及传热性能研究

为了分析滚筒内高温灰渣的传热过程,研究了不同转速及灰渣填充率下水冷滚筒中循环流化床锅炉高温灰渣的冷却过程,得到了不同转速下的最佳灰渣填充率.结果表明:灰渣料床内存在"高温核心区",其位置与"运动核心区"近似一致;被动层内灰渣运动圆周方向上,同一颗粒轨迹线上灰渣温度近似相等,可根据灰渣距筒壁的径向距离划分等温带;传热速率随灰渣填充率增大而增大,但增大速率逐渐减缓;随滚筒转速的增大,最佳灰渣填充率先增大后减小,在5r/min下,最佳灰渣填充率最大,为28.7%.     

流化床煤燃烧与气化过程中的辐射换热

流化床反应器中颗粒与颗粒之间的传热在一定程度上决定了化学反应的速率及反应的中间历程。本文通过对气固流化床乳化相中颗粒群结构的进一步认识，建立了颗粒间的辐射换热模型，比较了不同颗粒直径、不同床层温度水平及不同流化工况下颗粒间辐射换热与通过气膜导热份额的大小，并预测了流化床反应器中反应颗粒与惰性床料之间的温差，对于流化床反应器选择合理的运行工况和进行操作参数优化具有参考价值     

钢管光亮退火炉数学模型及主要影响因素分析

在炉内传热机理研究的基础上,结合实际生产过程中的热电偶实验,建立了钢管光亮退火炉热处理过程数学模型。在验证数学模型正确可信的基础上,分析了钢管的尺寸规格和钢管的运动速率对钢管温升和径向温差的影响。结果表明,钢管壁厚和运动速率是影响钢管温升和径向温差的主要因素。     

循环流化床锅炉密相区内颗粒的横向扩散研究

以热粒子作为示踪粒子，用热电偶测量示踪粒子沿径向的变化，在长900mm、宽100mm、高5200mm的循环流化床密相区进行了颗粒的横向扩散的研究。循环流化床密相区内颗粒横向扩散可用一维扩散模型来描述，模型的计算结果与实验数据吻合很好。根据实验数据拟和得到颗粒的横向扩散系数Dsr，实验表明随着流化风速的增大和静止床高的增高，横向扩散系数Dsr增大；随颗粒粒径的增大，横向扩散系数Dsr减小。最后给出了以流化风速、静止床高和颗粒粒径为影响因素的横向扩散系数Dsr的经验式。     

生物质层燃燃烧过程中的影响因素分析

针对生物质层燃燃烧过程,综述了生物质燃料物理性质、供风以及炉排运动形式对层燃燃烧过程影响的研究进展;归纳了颗粒粒度大小、密度和全水分对燃烧过程的影响,操作因素中风量分配、风速、空气预热对燃烧的影响和不同炉排运动对料床上颗粒混合状况和燃烧的影响。当前,层燃燃烧过程的影响因素分析,多数都是基于固定床或者移动炉排开展的实验,对于由炉排运动引起的燃烧过程中料床上颗粒混合、颗粒粒度大小分布、孔隙率、料床厚度不均匀性等规律的研究,还处于初始阶段。     

二氧化硫在石灰石脱硫剂内部的扩散特性分析

通过对克努森数的计算，判别了SO2气体在煅烧后石灰石颗粒内部的扩散形式，由于分子自由程远大于孔径，故努森扩散在孔内传质过程中起控制作用。通过对扩散系数与本征动力学反应速度系数的比较，认为SO2气体通过固体产物层的扩散，对固硫反应起控制作用。文中还讨论了温度、NaCl催化、增湿活化等因素对孔结构和扩散的影响。     

纳米通道内纳米流体流动特性的分子动力学模拟

利用分子动力学方法对铜-氩纳米流体和基础流体在不同剪切速度下的纳米尺度的Couette流进行模拟计算。结果表明:在纳米尺度通道内,纳米流体流动过程中颗粒存在旋转运动和平移运动,从而加强湍流效果,强化传热并影响整个流动区域内的流动速度分布,造成纳米流体速度呈非线性分布。壁面和纳米颗粒表面都会形成一层排布更为规则的液体原子吸附层,吸附层内液体分子在流体流动过程中一直伴随着壁面和纳米颗粒进行运动,且吸附层具有"类固"特性,可以增强纳米流体的传热能力。     

煤粉复合旋流火焰燃烧特性研究（2）：数值模拟

本文数值模拟了煤粉旋流火焰燃烧过程，燃烧数值计算包括理论物理模型建立，数值方法两个大部分，计算模型处理了气相湍流与燃烧、气固两相流动、煤颗粒燃烧过程和辐射传热等物理化学过程，以ｋ－ε模型模拟湍流流动；ＰＤＦ法模拟气相扩散火焰燃烧；颗粒运动计算颗粒运动少颗粒湍流浓度方程模拟颗粒湍流扩散；通量法计算火焰辐射传热，煤粉颗粒复杂燃烧模型计算了颗粒尺寸、形状变化和颗粒孔隙内部燃烧、表面平度对整个颗粒的燃烧过程影响。计算获得了气相速度分布场、气相ｋ和ε分布场、气相温度场、气相组份场和颗粒浓度场及运动过程，揭示了煤粉复合旋流燃烧特性。     

管内湍流传热传质耦合对过饱和度的影响

为了探究湍流情况下水汽相变传热传质耦合对管道内过饱和度的影响，使用Fluent用户自定义标量(UDS)对传热传质耦合模型进行计算，研究了在不同径向位置、空气温度、壁面温度、空气流速及湿度等因素下耦合项对管道中过饱和度分布的影响。结果表明：沿径向不同位置处，耦合项对过饱和度的影响有所不同；随着温差的增大，耦合项对过饱和度的影响也会增大，当温差增大到一定程度时，耦合项的影响不可忽略；在不同的进口空气流速及湿度下，耦合项对过饱和度的影响基本相同，温差的大小直接决定了耦合项对过饱和环境的影响。     

煤在燃烧过程中灰层有效扩散系数的实验研究与应用

搭建了大颗粒热重实验台,通过测量焦炭反应速率得出有效扩散系数的变化规律.将有效扩散系数的实验拟合表达式应用于整体层燃模型,得到改进的层燃模型,并对改进前后层燃模型的预测结果与实炉测量结果进行了比较.结果表明:不同煤种的有效扩散系数均随着反应的进行而减小,且与灰层厚度之间符合指数关系;煤种和温度是有效扩散系数的重要影响因素,无烟煤的初始有效扩散系数比烟煤的小,有效扩散系数的下降速率比烟煤快;反应温度高于灰熔点时会引起烧结现象,使有效扩散系数减小;考虑灰层生长对有效扩散系数影响的模型可以更准确地预测床层燃烧的气体产物分布和燃烧速率.     

SO_2气体在微孔CaO脱硫剂颗粒内的Knudsen扩散

从稀薄气体效应出发,通过对SO2气体分子在CaO脱硫剂颗粒内微尺度孔隙中气体动力学扩散机制的描述,对有效扩散系数进行了修正,建立了基于团聚体概念的Knudsen扩散数学模型,利用误差函数进行求解和简化,得到其函数关系.模拟分析显示:SO2气体分子通过Knudsen扩散向颗粒一级气孔、二级气孔内渗透时,分形孔隙和较大的一级气孔孔隙率都能增大气体向内扩散的阻力,促使径向SO2浓度分布梯度增加.结果表明,分析气体在CaO颗粒内扩散时,忽略气固化学反应等因素而只考虑Knudsen扩散是可行的.     

过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响

为研究过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响,建立了4种不同径向长度的过渡流道模型,并借助ANSYS软件对离心泵进行了全流场的数值模拟。根据数值模拟结果,对比分析了泵外特性曲线和设计工况下过渡流道内部的流动状态。研究表明:额定工况及小流量工况下,径向长度对离心泵外特性的影响不大,但在大流量工况下,随着长度的减小,离心泵的扬程和效率均有所降低;过渡流道径向长度为510和610 mm的离心泵,扬程与效率的波动不大;过渡流道扩散段内部的回流和漩涡较为明显,且小径向长度过渡流道扩散段内部的回流和漩涡更为明显。     

废弃物颗粒在非均匀布风流化床中的横向扩散特性

在试验基础上，分析了非均匀布风流化床中废弃物的横向扩散系数。表明配风方式对于燃料颗粒的扩散有很大影响，A字型布风板的横向扩散系数最大，V字型布风板较小，鼓泡床最小。同时发现内旋流床中沿床宽的扩散系数值有较大不同，并给出了不同布风方式流化床中废弃物的横向扩散系数公式。     

颗粒粒径对层燃炉煤层NO_x析出影响的研究

为探究煤颗粒粒径对层燃炉煤层NOx析出特性的影响,在层燃单元体实验台上进行了不同煤种不同颗粒粒径(5-10 mm和12-20 mm)的燃烧实验。实验中测试了煤层表面NOx浓度和O2、CO2、CO、H2浓度,并对比分析了颗粒粒径对层燃炉燃烧特性和NOx析出特性的影响,以及CO对NOx析出特性的影响。结果表明:NOx浓度沿炉排呈现双峰分布的特点,且第一个峰值大于第二个峰值,燃烧初期挥发分氮被氧化形成大量NOx;小粒径煤颗粒延长了燃烧时间;大粒径煤颗粒灰层扩散系数更小,在燃烧前期析出较少NOx,但在燃烧后期析出较多NOx;煤层表面CO和NOx有很好的关联性,CO浓度峰值正好对应NOx浓度的谷值,CO强化了焦炭与NO的异相还原反应。     

层燃式焚烧炉中垃圾团块内部温度场分析

建立了层燃式焚烧炉中垃圾团块的圆柱状多孔介质模型,得到了不同烟速、烟温和不同垃圾尺寸下的轴向、径向有效导热系数,并用二维非稳态传热分析方法,求得了垃圾团块内部的温度场和中心点的升温时间曲线。     

基于COMSOL的果糖脱水传热传质数值模拟

利用COMSOL软件对果糖脱水反应中的多孔介质催化剂层在9μm×9μm尺度下通过分形理论建模,模拟转化过程中放热化学反应与多组分流动耦合传热传质的协同作用。结果表明:该体系中易结焦区域为大块催化剂颗粒后方以及进出口温差约为0.056℃/cm~2。同时采用多组进口流速、孔隙率、催化剂形状探究该体系中流场与温度场、浓度场的协同作用。结果表明:流场与温度场和浓度场存在协同作用,具体体现在低孔隙率和方形催化剂条件下出口生成物浓度更高;随着流速的增大,进出口温差先增后减,这是体系从扩散为主转化为对流控制导致的结果。     

低直径比柱状颗粒固定床化学链燃烧的数值分析

随机固定床化学链燃烧氧化反应非常复杂，固定床中载氧体结构对床层内的流场和化学反应均有较大的影响，而流场与化学反应之间又相互影响。利用数值方法对低直径比实心圆柱和开孔圆柱两种载氧体颗粒的固定床的径向孔隙率、流动压降、传质传热以及反应特性进行分析。结果表明，采用开孔圆柱载氧体的固定床，由于其径向孔隙率较大，流动压降更小，组分以及反应产生的热量能够在整个床层内迅速传递。开孔圆柱结构载氧体能够显著地改善颗粒的内扩散现象，使得床层达到最大温升和Cu转化为CuO的时间大大缩短。     

WZ003089 碳石墨料坯焙烧炉内热交换分析

碳石墨料的焙烧过程特点是必须把料坯装在一个密封箱中，并在箱内料坯的周围放入填充物，以防料坯被氧化。填充物常用碎焦或石墨屑等。炉内必须严格保证均匀加热和一定的加热速度。并对该热工过程进行了研究，认为传热是分为两步：第1步为外部热交换，热量由热源传给箱体的外层，为对流和辐射热交换；第2步为由箱体表面传至料坯表面，为散料层中的热交换。研究表明，内部散料层的热阻要比外部热交换的热阻大很多倍，因此，系统的热交换限制环节是散料层中的传热。加大填充料粒度可减小散料层热阻。图3参8     

动力电池内部温度梯度反演计算

电池在充放电过程中内部温度的分布特征对于锂离子电池热管理系统的设计十分重要。根据电池的物理结构,将圆柱型电池内部平均分成若干等温层,建立了电池沿径向的产热和传热模型,将测试获得的电池表面温度和热流密度作为边界条件,假设热量从中心向外传递过程中等温层之间的热流密度线性增加,提出了一种计算电池沿径向内部温度分布的方法,并在电池内部中心放置热电偶,验证了该方法的准确性。计算结果表明,电池内部温度并非线性分布,在靠近电池中心位置处相邻等温层之间的温度梯度较小,而在靠近电池表面区域附近相邻等温层之间的温度梯度较大。该计算方法在20～40 ℃环境温度区间内具有较高的精度,而在−10 ℃环境温度下误差会偏大些。     

间接空冷三塔合一的数值模拟

以600MW间接空冷设备为例,采用数值模拟方法分析了三塔合一的污染物扩散、环境影响、结构优化问题。结果表明:受环境温度影响,空冷塔传热量冬季最高,夏季最低;随环境风速的增加,迎风面传热增强,侧风面与背风面传热减弱;与烟囱相比,采用空冷塔排烟,污染物扩散更广、受环境风影响更小;脱硫塔排烟口越高、口径越小,烟气扩散越广;外部挡风墙可减小环境风对塔侧的压制,内部挡风墙可削弱塔内热空气的旋转。