催化裂化烟气轮机内催化剂结垢研究进展

为了全面了解国内外烟气轮机内催化剂结垢研究现状并有效指导实际工业装置操作,对催化烟气轮机内结垢问题进行详细综述,并对未来研究方向进行展望。结果表明:烟气轮机内催化剂结垢过程可分为烟气轮机内气、固相流动,催化剂颗粒碰壁沉积,高温下催化剂烧结相变3个部分;烟气轮机内气-固两相流场的数值模拟技术已经成熟,多种碰撞沉积经验公式为壁面上催化剂颗粒积累过程提供了广阔的研究思路,但与结垢相关的动力学研究仍需深入;发展一种既能满足烟气轮机工况又能缩短结垢周期的实验方案是解决颗粒结垢问题的必要过程,颗粒结垢与流场特性关系的研究直接关系到烟气轮机结构优化设计,是改善催化剂结垢现状的有效手段。     

粗糙接触面旋转铰间隙碰撞动力学建模与仿真

运动副间隙会导致机构关节间发生碰撞接触,粗糙的运动副接触面会对含有间隙的机械系统动态特性产生较大的影响;针对机构中常见的旋转铰结构特点,建立了一种兼顾能量损失和粗糙接触面动力学特性的碰撞模型,并考虑了接触面形貌的影响。分析了碰撞速度、恢复系数以及粗糙度等因素对接触碰撞力的影响规律,以曲柄滑块机构为研究对象进行动力学建模,仿真结果发现,随着碰撞速度和恢复系数的增大,碰撞力和碰撞变形逐渐增大,碰撞持续时间缩短;随着微凸体粗糙度的增大,碰撞力和碰撞变形逐渐减小,碰撞持续时间缩短;曲柄滑块机构的间隙越小,滑块承受的碰撞力越小,运动副内碰撞发生的频率越高。研究结果表明所建立的模型能够完善碰撞力模型,为机构设计提供参考,有利于工程实际应用。     

充分发展圆管流流速分布统一模型及其平均流速位置的研究

本文深入研究了圆管内充分发展紊流流速分布规律,通过对近壁区紊流粘性系数的分析,得出一个新的适用于光滑管和粗糙管的壁面律,并导出在整个管截面上连续、适合各种粗糙度条件的流速分布统一模型。由此求解截面平均流速点位置的结果表明,可通过测量一个点流速的方法来测出流量。     

文丘里粉体喷射器内部颗粒运动特性的联合仿真

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)耦合方法,对文丘里粉体喷射器内部5种不同粒径球形颗粒组成的颗粒群的气力输送过程进行数值模拟;分析颗粒的运动轨迹,发现部分颗粒在吸收室的底部聚集,颗粒在文丘里喷射器内部的运动集中分布在输送管道的中下部位,小尺寸颗粒速度较快,颗粒尺寸越大,颗粒与颗粒碰撞次数越多,颗粒与壁面碰撞次数越少;采用离散单元法-有限单元分析(DEM-FEA)耦合方法对颗粒与壁面碰撞引起的壁面应力变化进行分析。结果表明,喷射器在喷嘴出口处附近和吸收室底部出现应力峰值。     

粗糙壁面通道内的流动研究

通过对流动中熵产的数值计算,研究了管道和平面通道内流动中粗糙壁面对摩擦的影响.研究表明,在层流流动中壁面粗糙度的影响也是值得重视的,尽管这种效应以往常常被人们所忽视.除了可得到摩擦因子之外,由于可以得知流场中壁面粗糙单元附近的耗散分布,因此可深入理解这一物理现象的本质.为了对粗糙壁面通道内的流动进行简明的描述,需要对壁面位置和粗糙度参数进行合理的选择,并对各种选择方案进行了讨论和评价.     

含煤粉层的刨头-滑架体三维粗糙接触碰撞特性研究

三维间隙导致刨头-滑架体产生复杂的接触碰撞现象,煤粉层加剧了系统的动态特性.基于刨头与滑架体之间的几何结构特点,提出将三维多面体碰撞检测降维到二维多边形碰撞检测的方法,综合考虑表面粗糙度、煤粉层的影响,引入粗糙界面接触力模型以及含煤粉层接触力模型,并通过试验测得恢复系数,构建了刨头与滑架体间三维接触碰撞动力学模型,采用...     

烟气轮机内不同粒径颗粒运动规律的数值研究

基于欧拉-拉格朗日模型,对催化裂化烟气轮机内部气固两相流动特性进行数值研究;采用k-ε湍流模型和离散相模型对不同粒径颗粒在烟气轮机内的运行规律进行模拟。结果表明:烟气流道内气相速度和压力的分布是导致固相颗粒与叶片表面发生碰撞和沉积的主导因素;在动叶压力面内,粒径大于5μm的颗粒更容易与叶片表面发生碰撞,且随着粒径的增大颗粒更倾向于和叶片底部发生碰撞。     

小麦颗粒弯管流动特性数值模拟研究

目的 为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法 以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行数值模拟,分析小麦颗粒在流经弯管过程中及弯管后直管中的小麦颗粒密度分布、气固两相速度、小麦颗粒与壁面剪切力和颗粒相湍动能。结果 经过仿真分析和实验验证,小麦颗粒在流经弯管过程中,其颗粒相体积分数、气固两相速度、颗粒和壁面剪切力以及颗粒相湍动能4个方面随着流入弯管的角度变化而改变;由于颗粒-颗粒、颗粒-管壁之间的碰撞摩擦,小麦颗粒在流出弯管后随着输送距离的增大其各项参数逐渐减缓。结论 采用FLUENT软件进行仿真得到了弯管内小麦颗粒的流动特性,并通过实验验证了仿真的可靠性。此次研究结合气固两相理论,为弯管气力输送设计的研发和优化提供了理论基础。     

模型表面粗糙度对冷却塔风荷载的影响

采用两种粗糙条数量和五种粗糙条厚度分析模型表面粗糙度对冷却塔风荷载的影响,应用本征正交分解法(POD)进行风压点的加密和重构,分析不同粗糙度下冷却塔的风压分布和总体受力,并将试验结果与规范、以往的实测和风洞试验结果进行比较.研究发现:冷却塔模型的表面越光滑,喉部附近B层测点最人负风压的绝对值越大;当模型表面粗糙条数量增...     

基于格子玻尔兹曼方法的低We数液滴铺展凝固模拟研究

为了研究3D喷墨打印中液滴在壁面的铺展、凝固现象与机理,基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM),建立了三维多组分相变模型,模拟计算了单液滴在低We数条件下与低温基板碰撞后的演变过程。在模拟过程中考虑了壁温、壁面润湿性等因素对于液滴的铺展、凝固的影响。模拟结果表明,在非润湿性壁面,液滴铺展产生震荡阻尼现象,通过改变壁温控制液滴凝固速度可以达到阻碍或者促进液滴铺展;而在润湿性壁面,凝固会阻碍液滴铺展,液滴最终铺展因子随接触角减小而降低,并且与壁温成正比关系。此外,壁温在低于一定范围后才会对液滴形貌(铺展因子、接触角)造成明显影响。