LPG储配站介质泄漏扩散过程模拟

以天津市某LPG储配站及其周边建筑物为原型建立数值模拟计算模型,运用ANSYS FLUENT软件模拟城市环境中LPG储配站液化石油气泄漏扩散过程。设置风速为3、6、8、12、15 m/s,环境温度为273、293、313、263 K,泄漏速度为10、50、100 m/s,分析不同泄漏位置情况下液化石油气泄漏扩散过程,得到不同因素对LPG泄漏扩散过程的影响规律。结合相关事故对导致LPG储配站发生泄漏事故的因素进行分析,提出预防措施。     

卧螺离心机太极型进料分布器磨损的实验研究

针对离心机太极型进料分布器,搭建了离心机动态图像高速捕捉可视化实验平台,获取了高解析的分布器内流体流动状态,并利用Tabakoff磨损模型分析了进料流量和转速对分布器磨损的影响。研究结果表明,磨损量E_r与流量和转速成正相关,并且对转速的变化更敏感。当转速从900r/min增大到2 100r/min时,E_r增幅达到230%。此外,在太极型进料分布器内部,只有凸形区域的撞击会对颗粒进行显著加速,同时也加强了该区域的磨损,而凹形区域的撞击对颗粒加速无效。因此,设计时减少对加速无效的磨损面积,以降低总磨损量。     

蒸养条件下锂渣复合水泥的水化产物与力学性能

利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS)及同步热分析(TG-DTG)等手段研究了掺20%锂渣复合水泥在80℃蒸养7 h、7 d和标养28 d条件下的水化产物与力学性能。结果表明:锂渣中SiO_2和Al_2O_3大部分存在于锂辉石中,而少量存在于玻璃体中,且锂渣中存在少量的碳酸盐。与纯水泥不同,锂渣复合水泥在以上三种养护条件下形成的C-S-H凝胶均主要为网状;此外,蒸养7 d时还有水化硫铝酸钙(AFt)和立方体CaCO_3生成,但无水化石榴石形成;蒸养28 d时,还有球形等大颗粒状C-S-H凝胶和立方体CaCO_3生成。蒸养可以促进锂渣和水泥的反应,尤其是锂辉石与水泥水化产物氢氧化钙的反应。在蒸养7 h和7 d条件下,锂渣复合水泥胶砂的抗折强度、抗压强度均明显高于纯水泥胶砂的抗折强度、抗压强度。     

粉煤灰-氢氧化钠浆液槽放大准则数值模拟研究

粉煤灰-氢氧化钠浆液槽固液两相混合效果对整条高铝粉煤灰制备氧化铝工艺生产线的顺利运行至关重要,以某单位生产现场浆液槽为基准建立了3个几何相似的搅拌槽模型,应用多相流模型对搅拌槽固液悬浮的放大准则进行了研究。模拟计算了达到均匀悬浮时搅拌槽内各项性能参数的变化情况,分析了不同放大方法的效果,计算得到一种适合于粉煤灰-氢氧化钠浆液槽固液悬浮的放大判据N∝D-0.842,在节省功耗的基础上可以使搅拌过程较好地重现。     

高铝粉煤灰预脱硅浆液过滤分离工艺优化实验研究

在高铝粉煤灰提取氧化铝工艺中,预脱硅后产生的脱硅粉煤灰浆液黏度大、过滤速度慢、含水率高等问题严重影响了生产效率。测试了脱硅粉煤灰浆液的基本物性参数,确定了最优的过滤介质类型和过滤介质再生方式,并通过添加表面活性剂的预处理操作改善过滤效果。研究发现脱硅粉煤灰浆液是一种高碱性、沉降性能差、胶体性明显、颗粒粗糙且平均粒径较小的混合物。在此基础上,通过重新选择过滤介质,将过滤速度提高至原来的1.3倍;选择了适宜于过滤强碱性、高黏度物料的表面活性剂,并确定当添加量为0.06%时,可显著降低物料黏度,提高过滤速度并降低滤饼的含水率。     

硅钙渣过滤脱水影响因素的实验研究

对高铝粉煤灰生产氧化铝联产硅钙渣进行物性分析的基础上,研究了过滤压力及颗粒粒径对滤饼含水率的影响.分析了季铵盐类表面活性剂FL02对硅钙渣滤饼含水率的影响并用红外光谱进行表征,分析作用机理.结果表明,硅钙渣为中等可压缩性物料;过滤压力取0.3 MPa时,硅钙渣滤饼含水率由49.73％降到44.56％;颗粒粒径为0.075～0.125 mm时,硅钙渣滤饼含水率最低为41％;加入季铵盐类表面活性剂FL02使滤饼含水率降低,最适宜添加量为0.75％(相对干固相的质量分数),硅钙渣滤饼含水率从44.71％降到39％,由红外光谱看出季铵盐类表面活性剂FL02的亲水基与硅钙渣表面羟基键合形成氢键,致使表面自由羟基数量减少.     

基于硅酸盐对建筑垃圾过滤分离的脱水机理研究

硅酸盐是典型的建筑垃圾,硅酸盐的脱水性能直接影响了建筑垃圾的处理效率.为探究硅酸盐结晶状态对脱水效果的影响,在不同的合成温度、合成时间条件下得到不同结晶状态的硅酸盐,并从宏观水平、介尺度水平和分子水平对所得的硅酸盐晶体的脱水效果加以分析.研究表明,在合成温度为200℃时硅酸盐结晶过程较复杂,是非晶态到晶态的过渡区,对应的硅酸盐晶体脱水效果最好.同时,在合成温度200℃、合成时间4 h得到的硅酸盐晶体过滤速度最快,过滤后滤饼含水率最低,而合成8h得到的硅酸盐晶体过滤效果较差,其原因是受微观形貌、层间水释放、比表面积和水分赋存状态的影响.     

玻璃态高聚物PMMA的应变软化—强化效应

讨论了玻璃态高聚物PMMA在单轴压缩下的受力变形行为。对加卸载循环的应力-应变曲线,建立了能作理论拟合计算的材料宏观本构理论模型和关系方程。拟合计算表明,理论和实测曲线吻合情况非常良好:相关系数>99.5％,最大应力偏差≯5MPa。着重讨论了屈服后的应变软化和强化效应。对于软化效应,提出了一种新的以粘弹变形的滞后松弛效应为内容的粘弹软化效应。对于强化效应,则讨论了取向强化和粘弹强化两种可能情况。在所研究的应变范围内,认为是粘弹软化和取向强化两种因素的抗衡,决定了屈服后应力-应变曲线的走向特性。     

基于UDF的二维管束流弹失稳模拟研究

针对现有流弹失稳模拟研究中的流固耦合模型存在计算精度较低、计算成本巨大的问题,建立了一种可以预测管束临界流速的二维单向流固耦合模型,该模型基于商用ANSYS Fluent软件,通过SST k-ω湍流模型进行流场计算,再由自编译的用户自定义函数（UDF）提取管子所受的流体力,并利用4阶Runge-Kutta法求解结构动力学方程实现单向流固耦合计算。利用该模型对节径比为1.5的转角三角形排布管束进行了流固耦合计算,得到了中心管的临界流速、振幅时程曲线及振幅频谱图,并通过水洞实验进行了验证。结果表明,本模型以较低的计算成本准确地预测了临界流速,同时也获取了管子真实的振动特征,模拟计算的中心管振幅时程曲线及振幅频谱均与实验相近。此外,模拟计算获取的阻力和升力系数数据表明,随着流速增大,阻力和升力系数时程曲线经历了从紊乱到规律的变化,换算流速达到2.44时,阻力和升力系数主频包含管子在静水中固有频率的成分。