回转式干馏炉内影响颗粒混合运动因素的数值分析

以水平回转式干馏炉为研究对象,采用离散单元法(discrete element method,DEM)建立颗粒运动模型,接触模型采用Hertz无滑动接触模型,分别对在其内设置不同形式抄板(直角抄板﹑弯抄板和直抄板)的混合效果和混合规律进行了数值研究。将大小颗粒间接触数与颗粒间接触总数之比定义为混合质量,并以此来衡量混合程度,同时分析抄板形式及转速对混合质量的影响。研究结果表明,干馏炉内设抄板时,混合趋于稳定的时间较短,抄板形式对混合质量的影响较小;随着转速的降低,混合质量曲线越平缓,波动幅度越小。研究结果对干馏炉的设计和优化具有一定的指导作用。     

油页岩在回转干馏炉内混合度与停留时间综合分析

运用相关性与多指标综合评分法,对影响油页岩与固体热载体在回转干馏炉内的混合度及油页岩在回转干馏炉内停留时间的各因素(抄板形式、填充率、回转干馏炉倾角、回转干馏炉转速)进行分析,结果表明:4个因素对停留时间及混合度影响由强至弱依次为倾角、转速、填充率、抄板形式,最佳工况组合为回转干馏炉倾角3.24°、回转干馏炉转速3.4r/ min、填充率20％、直角抄板.     

回转干馏炉转向及物料配比对停留时间的影响

物料在回转干馏炉内的停留时间影响油页岩固体热载体干馏技术的干馏效果及出油率。在油页岩固体热载体干馏系统实验台上,以油页岩颗粒与页岩灰的混合物为实验物料,采用示踪粒子方法研究了冷态条件下混合物的配比、回转干馏炉（带内部翻料构件）的旋转方向2种因素对混合物停留时间的影响。结果表明,混合比例的不同会造成颗粒平均粒径的不同,平均粒径较小的混合物料停留时间长;干馏炉因翻料构件的结构特性,旋转方向不同时能形成不同的颗粒运动模式,当工作在直角抄板模式时,较大的表面层颗粒滚落距离造成了较长的物料停留时间。     

撞击流气化炉内气固两相流动与颗粒附壁沉积数值模拟

对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与颗粒附壁沉积进行3D数值模拟。采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。根据液态排渣气化炉本身特点,描述炉壁熔渣流的形成过程,建立适用于液态排渣气化炉的颗粒附壁沉积模型,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,数值模拟再现了撞击流气化炉内分区流动的情况;射流撞击使颗粒在气化炉内分布较为均匀,撞击中心和撞击流股区域浓度略高;颗粒在炉壁沉积基本覆盖整个气化炉,不存在局部积渣;当气化炉操作压力达到 4.0 MPa时,渣口气流夹带颗粒量有所提高,气流流速的增大而提高,颗粒停留时间缩短,影响碳转化率。     

水轮发电机镜板和推力头热弹变形分析

介绍了ANSYS软件用于镜板和推力头的热传导和热弹变形计算的方法.考虑到镜板和推力头结构和受力周期对称的特点,取其Z分之一(Z为瓦块数)作为ANSYS有限元分析模型.推力头和镜板接合面为三维等效热传导单元和三维接触单元.镜板在力载荷作用下,周向变形的高点处在瓦上,低点在瓦间,径向变形在外径侧上翘;镜板在温度载荷作用下,周向由于恒温而不产生变形,径向变形为下凸.镜板面的综合变形为径向下凸,外径侧上翘,沿周向为波浪形.     

耦合喷水的旁路减温减压阀性能分析及优化

基于Euler-Lagrange两相流动模型,分析喷水减温时阀内的涡流特性与减温减压效果,针对涡流导致的汽液混合不均问题,在喉部加装旋流板以改善两相流动特性,提升了减温减压效果。结果表明:减温减压阀喉部会产生向上的射流,形成较大的涡流区。液滴在涡流区与蒸汽混合较差,减温效果降低。优化后的减温减压阀喉部旋流板形成的周向旋流可消除轴向涡流,促进汽液混合。加装旋流板后,温度均匀性系数提升20%,液滴蒸发速度加快,减温效果大大提升,在变工况时仍有较好的效果。应力分析表明加装旋流板后管道最大应力与出口应力减小,安全性较好。     

一种布置在ESP进口封头的微颗粒捕集增效装置研究和开发

微颗粒捕集增效技术是目前燃煤电厂PM2.5控制较为经济有效的技术之一,但适用场合有限。利用CFD软件,分析了电除尘器进口封头内三层多孔板对不同极性颗粒的掺混效果,分别计算了导流板、接电导流板、接电直板对不同极性荷电颗粒掺混的促进作用,并对其气流分布进行验证,开发出一种布置在电除尘器进口封头内的微颗粒捕集增效装置,并配置声波清灰。该技术已在国电谏壁电厂14号炉1 000 MW机组电除尘器上成功投运,提效程度显著。     

循环流化床锅炉炉内颗粒分布平衡模型

在对循环流化床锅炉炉内颗粒特性分析的基础上,提出同时以颗径和密度两参数来描述炉内颗粒特性。结合循环流化床锅炉特殊的炉内流体动力特性,建立了包括炉膛密相区和稀相区在内的循环流化床锅炉炉内宽筛分的颗粒分布模型,其中密相区假设为浓度分布均匀的湍流床,而稀相区则为和核心-边壁区的流动结构。模型同时耦合炉内颗粒所经历的爆裂、燃烧、磨损及气固分离等物理和化学过程。应用以所建的颗粒分布平衡模型为子模型的循环流化床唤炉总体数学模型模拟了一台12MW循环流化床锅炉燃用烟煤时满负荷运行的工况。计算时把炉内颗粒分为70档,其中颗粒粒径在0～8mm之间分为10档,密度在1100～2400kg/m∧3之间分为7档,模拟计算所得的炉内颗粒分布合理正确,与试验研究研究结果吻合良好,表明所建立的颗粒分布模型可以用来描述循环流化床锅炉炉内颗粒分布特性。     

基于关联维数和柯尔莫哥洛夫熵的双支腿流化床颗粒交换特性

引入混沌特征参数关联维数(D2)和柯尔莫哥洛夫熵(Kolmogorov entropy,KE),结合颗粒交换瞬时分布图,系统研究了流化风速、床存量对双支腿流化床颗粒在支腿间的混合交换特性及其影响规律。结果表明,双支腿流化床内颗粒在支腿间的交换具有混沌特性。D2和KE均可以表征支腿间颗粒混合交换行为。D2和KE均随着气速的增加先减小后增加,系统混沌程度先减弱后增强;D2和KE随着床料高度的增加均增加。支腿间颗粒交换方式包括单颗粒交换和颗粒团簇交换,颗粒团簇交换方式会促进系统D2和KE增加,促使系统更混沌。     

宽粒径分布流化床的微观尺度模拟与分析

采用计算流体力学-离散单元(CFD-DEM)耦合方法对三维宽粒径分布流化床进行数值模拟研究，对比了两种不同表观气速下流化床内颗粒的分离和混合情况，并对计算结果进行了详细分析。在宽粒径分布流化床内，存在不同程度的颗粒分层现象。当表观气速较低，处于最小颗粒的最小流化速度与最大颗粒的最小流化速度之间时，会出现明显的分层，整体上为大颗粒在下、小颗粒在上的分层结构，而当表观气速较高，大于最大颗粒的最小流化速度时，床内不再出现明显的分层现象。最后对两种不同表观气速下床内颗粒的分层和混合的详细运动行为进行了分析和讨论。     

改进二进制粒子群算法在配电网重构中的应用

将混合蛙跳思想引入粒子群算法,并结合遗传算法中的选择交叉操作,提出一种改进二进制粒子群算法,来解决配电网重构中的问题。并且动态调整粒子速度更新公式中的惯性系数,使粒子能够随更新次数的变化动态改变全局和局部搜索能力,防止算法早熟,以找到全局最优解。文章最后对典型IEEE33节点算例进行仿真,并与遗传算法进行对比分析,结果表明该方法不仅能有效避免算法早熟、快速收敛,而且稳定性好。     

Optimized Energy‐Saving Speed Profile in Linear‐Motor Railway System

The most striking characteristic of linear‐motor railway system is that the structure consists of a primary and secondary linear induction motor (LIM). The primary side of the LIM is installed in a rolling stock, and the secondary side of LIM is installed on the track. The magnetic attractive vertical force produced by the LIM increases the running resistance since this force is in the same direction as the gravitational force due to which rolling stocks gain weight virtually from the track side of view. In addition, the efficiency of the LIM has different characteristics of efficiency compared with the rotary motor. Previous studies have focused on the design method of LIM to improve motor efficiency and decrease energy consumption. However, it is a well‐known fact that this kind of approach requires hardware renewal which requests large amount of investments. The purpose of this study is to analyze these characteristics of LIM effects and design the optimal speed profile to minimize the energy consumption as a linear‐motor railway system. This smart and economic energy‐saving approach is based on the optimization of speed profiles of the linear‐motor railway system using dynamic programming.     

磨煤机内煤粉颗粒流的数值模拟

对磨煤机的三维几何模型进行了拉格朗日离散相模拟分析,得到了不同粒径、旋转分离器不同转速下煤粉颗粒的运动规律。研究了磨煤机内煤颗粒粒径和旋转分离器喉口尺寸对分离效率的影响,指出通过放大旋转分离器喉口尺寸,在不增加磨煤机压力损失的前提下可以提高煤粉分离效率及改善煤粉的细度分布。     

页岩颗粒在回转干馏炉内停留时间的正态性分析

搭建同转干馏炉冷态实验装置,并通过试验得出了不同回转炉转速、倾角、出料口直径等操作与结构参数下页岩示踪粒子停留时间,采用Shapiro-Wilk正态性检验方法对停留时间样本进行检验,并进行正态样本离群值判断与处理.结果表明,停留时间总体分布在检出水平β=0.05 下不拒绝正态性,对停留时间样本进行离群值分析能有效的剔除岐离值,使停留时间样本均值更接近其总体期望;通过不同工况下停留时间概率密度分布可以看出,停留时间总体均值及方差随转速、倾角的增加而减小.     

Numerical fitting‐based likelihood calculation to speed up the particle filter

The likelihood calculation of a vast number of particles forms the computational bottleneck for the particle filter in applications where the observation model is complicated, especially when map or image processing is involved. In this paper, a numerical fitting approach is proposed to speed up the particle filter in which the likelihood of particles is analytically inferred/fitted, explicitly or implicitly, based on that of a small number of so‐called fulcrums. It is demonstrated to be of fairly good estimation accuracy when an appropriate fitting function and properly distributed fulcrums are used. The construction of the fitting function and fulcrums are addressed respectively in detail. To avoid intractable multivariate fitting in multi‐dimensional models, a nonparametric kernel density estimator such as the nearest neighbor smoother or the uniform kernel average smoother can be employed for implicit likelihood fitting. Simulations based on a benchmark one‐dimensional model and multi‐dimensional mobile robot localization are provided. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于转差频率旋转坐标系的无刷双馈电机数学模型

由于无刷双馈电机功率绕组和控制绕组极数不同,两套绕组电流在电机气隙内产生的旋转磁场的转速不同,使得人们在建立无刷双馈电机数学模型时,通常建立两个旋转坐标系.为解决此问题,本文提出一种基于转差频率旋转坐标系的建模方法,将本是固定的控制绕组建立在以特定速度旋转的坐标系上,这种方法可以将无刷双馈电机数学模型建立在一个旋转的坐标系上.这种建模方法,解决了原来数学模型建立过程复杂,难以理解的问题,并为建立类似传统异步电机的矢量控制方法奠定了基础.     

Computational solution of the atomic mixing equations: special methods and algorithm of IMPETUS II

The IMPETUS II code simulates the atomic mixing and particle emission that occurs when a solid is bombarded by energetic particles (as in SIMS or SNMS). The underlying model consists of a system of partial differential equations that are solved by a finite difference method (FDM). Special techniques are also employed to model thin layers and sharp interfaces, to deal efficiently with wide homogeneous layers (when the solution is tending to a steady state), to model linear diffusion in order to smooth the sharp interfaces before they enter to domain of the FDM. In this paper the special techniques are described in detail. Results from test problems, demonstrating these techniques, are shown. An algorithm that describes the way the IMPETUS II code is structured is given. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟

采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明：由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。