涂装烘干工艺车间风幕特性研究

针对涂装高温烘干室车辆连续进出操作的需求,在进口处设计一种隔断内外空气泄漏的顶吹式风幕.利用数值仿真的方法,研究某顶吹风幕热力参数对密封效果和节能特性的影响规律.研究结果表明:随着风幕入射角度的增大,实现密封效果所需要的最小风速有所降低;尽管提高风幕入射角度,所对应的最小密封风速较低,但是车间入口处的温度明显提高,热能浪费严重;此外,相比入射风速变化的影响,风幕入射角变化对密封效果的影响更为显著.在无车辆进出条件下,风幕入射速度为12 m/s、入射角度为45°时,可以同时达到较好的密封和节能效果.     

维生素低温蒸发结晶单元的自回热设计及分析

针对传统维生素生产过程中的蒸发结晶单元耗能高、排放量大的特点,提出了一种基于自回热原理(self-heat recuperation technology, SHRT)的改进设计.利用能量分析和(火用)分析的方法对系统进行分析.并研究了最小传热温差的特性,以及压缩机的绝热效率和闪蒸进口过热度对系统能耗的影响.结果表明,利用自回热思想改进的蒸发结晶单元比传统过程所需的输入能减少了73.0%,输入(火用)减少了68.3%.在文中的条件下,潜热比显热有更大的利用空间,利用的潜热占总循环热量的93.5%.同时,最小传热温差的增大虽然会使需要的换热器的面积减小,但也会导致更大的能量输入.系统的能耗随着过热度的增大而增大,随着绝热效率的增大而减小.     

电润湿效应下液滴动态接触行为分析

为研究电润湿条件下液滴动态接触行为的动态变化机制,采用动态接触角理论,建立电润湿下液滴的数值模型,并对液滴动态接触行为进行分析,系统地研究体积和壁面条件对液滴动态行为的影响。结果表明：当液滴体积从2μL增加到6μL时,液滴接触半径的最大振幅从0.16 mm增加到0.23 mm,当液滴初始角度从100°增加到115°时,振幅从0.13 mm增加到0.18 mm;同时,滑移长度从0.5μm增加到2μm时,振幅最大值从0.21 mm增大到0.29 mm。液滴体积越大、壁面的阻力越小和疏水性越强,液滴具有更高的动能以及更大的振荡幅度。此外,液滴初始动能越大,液滴的振荡更加剧烈。通过揭示液滴在电润湿过程中的动态接触行为机制,为通过电润湿效应改善微通道传热特性的研究提供理论依据。     

轴流式分离器的结构开发及综合性能评估

在分离器中安装内通道来减少粒子的二次夹带现象,提高分离效率。通过实验分析有、无内通道对分离器综合性能的影响,使用雷诺应力模型分析流体流场并通过离散相模型预测粒子的运动轨迹。结果表明：含有内通道的分离器最大分离效率为96.15%,压降为1 765 Pa,其可以抑制二次夹带现象,提高分离效率。但同时内通道增加了气流的沿程阻力和局部阻力,使压降高于常规分离器,增大了粒子在气流中的惯性,使粒子运动更加混乱。     

车辆涂装工艺烘干室气幕性能分析及优化设计

对烘干室气幕密封特性进行数值模拟研究,讨论送风速度和角度对气幕密封性能的影响.结果表明,相比上送风式气幕,改进型气幕密封性能较优,其上部喷口送风角度取35°～40°,速度取9 m/s,侧部喷口送风速度取3 m/s,角度取30°～35°时气幕密封性能最佳,密封效率为77.8％.若送风速度过小,无法形成完整气幕,而送风速度过大则存在射流高温气体冲击烘干室底部现象;烘干工件处于气幕喷口时影响气幕墙的形成,进口延长段温度升高36℃,故烘干作业时待烘干工件应置于进口延长段前段.     

空冷凝汽器翅片管换热器阻力特性数值研究

水资源的匮乏使节水性能显著的直接空冷式发电厂在缺水富煤地区得到了迅速推广.翅片管换热器作为空冷凝汽器的基本组成单元,其流动特性是决定空冷凝汽器运行性能的关键因素.应用计算流体力学(CFD)方法,对不同迎面风速下单排及双排翅片管换热器的阻力特性进行了数值模拟.计算结果表明:对于2种不同形式的翅片管换热器,空气侧流动阻力皆随着迎面风速的增加而升高;双排管的流动阻力略大于单排管,且随着迎面风速的增加,双排管管束相对于单排管管束的压力损失增幅呈上升趋势.通过比较不同数量网格模型的数值模拟结果,验证了网格无关性,证明了模拟结果可靠.研究结果对提高空冷凝汽器乃至空冷电厂的运行经济性都具有重要的参考价值.     

基于机械蒸汽再压缩的蒸发结晶单元改进设计

为了解决常规蒸发过程能耗高的问题,采用机械蒸汽再压缩(MVR)技术设计了一种维生素的蒸发浓缩、结晶方案。从能量和成本的角度分析了常规过程与MVR过程。相较于常规过程,MVR过程所需的热功率减少了90.1%,折合成标煤减少了72.5%。从成本的角度来看,MVR过程在年运行7200 h的条件下,年度化投资偿还成本减少了54.8%。定义了单位产出在蒸发结晶单元的投入成本,并研究了在不同运行时间下的变化。单位产出在蒸发结晶单元的投入成本随运行时间的增大而减小。在相同运行时间下,MVR系统的单位产出在蒸发结晶单元的投入成本要小于常规过程。     

填料加湿器内部通道传热传质特性的数值研究

采用一种新的二维模型对加湿器填料内水和湿空气直接接触传热传质过程进行数值研究,研究结构参数、进气速度和湿度对传热传质的影响,应用渗透传质理论精准预测水蒸气浓度场.结果表明:出口水蒸气的质量分数随进气速度增加而降低,随进气湿度增加而增加.基于结构参数改进得出最优填料通道结构.     

自回热甲醇精馏系统的设计与(火用)分析

为全面反映自回热甲醇精馏系统的用能情况及其相对传统系统的用能合理性,以热力学第二定律的(火用)分析为基础,用工艺用能三环节的评价方法对两系统进行了用能宏观分析,结果表明自回热系统净供入能比传统系统降低了86.43％,节能效果显著.另外,改进系统的有效(火用)转换率与(火用)循环利用率分别为93.18％和61.42％,远大于传统系统的63.66％以及1.38％;并且改进系统的净(火用)损比传统系统降低56.69％.同时,对自回热系统进行最小传热温差△Tmin特性研究发现△Tmin选取在8～11℃为宜.     

环境风对空冷单元运行性能影响的数值研究

通过加载汽轮机排汽在翅片管换热器中的凝结程序来模拟空气和蒸汽的换热过程,并利用FLUENT风机边界条件和多孔介质模型对空冷单元的空气动力特性进行建模,研究了环境风速对空冷单元风机风量的影响,分析了翅片管换热器换热量随环境风速及风温的变化规律,对比了加装挡风墙前后空冷单元运行性能的变化。计算结果表明：随着环境风速的增大,风机进口处不断扩大的负压区导致风机风量及换热器换热量的下降;环境风温的变化改变了换热器冷端的进口温度,使换热器换热量发生变化。挡风墙削弱了空冷单元热风回流率,但同时降低了风机的风量,两方面的相互作用最终使换热器的换热量几乎没有变化。环境风对空冷单元运行性能的影响规律为进一步研究空冷凝汽器的运行性能提供了理论依据。