硅热法炼镁中影响还原真空因素的分析

1 前言 硅热法炼镁,目前国内普遍采用硅铁还原煅烧白云石工艺。还原反应是在真空条件下进行的。真空度的好坏直接影响还原过程的反应温度和粗镁质量。真空度越高(相应的剩余压力越低),得到的粗镁越致密,镁收率也越高。因此,控制好真空度对还原反应至关重要。     

多种复杂化学反应动力学统一的数值模拟

研究各种经典复杂化学反应动力学方程如简单级次反应、平行反应、连续反应和对峙反应等的求解方法时,可以发现它们之间存在共同点,并得到统一的求解形式.文中给出了将多种复杂化学反应动力学的求解统一起来的方法,并用C++程序语言,编制了可以求解物理化学教学中各种经典复杂化学反应动力学方程的数值模拟程序.使用该程序,只要根据具体情...     

镁钙砂细粉碳酸化反应的热分析动力学研究

采用单一扫描速率法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性动力学研究提供相关信息。结果表明:镁钙砂中的MgO仅发生轻微碳酸化,因其碳酸化温度较低、反应量较小,且反应产物MgCO3在400℃后即开始分解,因此不会对镁钙砂中CaO的碳酸化反应产生太大影响;镁钙砂中CaO碳酸化反应的最大转化速率出现在700℃左右,碳酸化反应前期(相对转化率约小于38%)机理可用n=2的Avrami-Erofeev成核生长模式(机理)函数描述,后期(相对转化率约大于38%)则可用Ginstling-Brounshtein三维扩散模式(机理)函数描述。     

热法磷酸塔内流动与燃烧过程的数值模拟

在全面考虑燃磷塔内燃的燃烧、湍流流动及辐射传热等物理机制的基础上,给出了燃烧塔内磷燃烧过程的数学模型和数值模拟方法。针对云南省磷化工中试基地所提供的燃磷塔的设计结构,进行了磷燃烧过程的数值模拟;模拟结果给出了燃磷塔内的速度场、温度场和各组分浓度场,所预报的壁面热流值与现场试验结果符合较好。     

Al-Si-Fe合金真空热法炼镁过程动力学

采用收缩未反应核模型研究Al-Si-Fe合金真空热还原煅后白云石制镁过程动力学,考察了制团压力、还原温度(T)和添加氟盐对镁还原率(R)的影响. 结果表明,在40~150 MPa内,制团压力越大,镁还原率越高;添加氟盐可加快还原反应速率,提高镁还原率. 确定了还原过程最佳工艺条件为：还原温度1413 K、还原时间(t) 120 min、真空度4 Pa、制团压力150 MPa、CaF2添加量3%. 在1373~1413 K内,还原过程为一级反应,由还原剂通过固体产物层的内扩散步骤控制,宏观动力学方程为1+2(1-R)-3(1-R)2/3=0.194exp(-8.38×103/T)t,表观活化能为69.7 kJ/mol.     

渣油催化裂化提升管反应器组成分布的数值模拟

在流动模型和集总反应动力学模型的基础上,将流动、传热、反应综合考虑,建立了渣油催化裂化提升管反应器的数学模型,通过对4套不同工况进行数值模拟,考察了反应器内气相组成分布和催化剂颗粒的温度、速度分布,得到了与工业装置基本一致的提升管出口参数,从而验证了模型的可靠性.     

变换反应的数值计算及模拟分析

介绍变换工艺操作条件控制的重要性,提出了通过对化学平衡常数Kp,平衡变换率Xp的数值计算,得出变换反应最适宜温度Tm;通过对AspenPlus软件中RGibbs反应器的应用,对变换反应进行模拟,以优化生产工艺,为变换工艺操作条件的合理选取提供依据。     

化工业硅热法产镁的动力学数学模型构建与数值模拟计算研究

以实验方法获取化工业硅热法产镁中的反应动力学基础数据,基于数据处理分析,明确更加精确化的动力学模型,通过转变其为数学模式,以切实应用于数值模拟计算,最终获取传热与化学反应耦合反应下,化工业硅热法产镁球团反应转化率与温度实时分布曲线。通过数值模拟计算,得出结论,在生产2h之后,球团的最低温状态便会达到1203K状态,而在4h之后,物料均还原率则会高达67%左右。     

回转窑传热模型与数值模拟

对回转窑内传热过程进行了分析 ,在已有研究基础上归纳了各项换热系数的关联式 ,尤其结合热渗透模型完善了回转壁面与料床之间传热机制的研究 ,并提出通用的计算关联式。进而提出了内热式炉型的一维轴向传热模型 ,并根据已发表的试验数据验证了该模型和各换热系数的适用性。计算表明在窑内低温段 ,物料的受热主要来自其覆盖的回转壁面对其加热 ;而在高温段 ,气体的辐射热量成为加热料床的主要热源。此外 ,由物料进口端沿轴向窑壁散热增大 ,在窑内高温段窑壁的散热甚至高于物料吸热量 ,因此在回转反应器的设计中应充分考虑窑壁散热造成的热效率降低并采取相应措施。     

硅热法炼镁原理及工艺研究

以白云石为原料，用硅铁作还原剂，生产金属镁有其独特优势，本文就其生产原理及工艺进行十分详细探讨，为推广应用提供依据。     

催化重整集总动力学模型研究进展

催化重整集总动力学建模为重整工艺模拟和优化提供理论基础,模型为模拟重整反应过程,预测产品分布和产品性质提供计算工具。从催化重整集总动力学模型的集总划分、建模数据来源、参数估算以及重整流程模拟等方面,综述模型的发展历程和现状,并展望催化重整集总动力学模型的研究前景。重整模型越来越倾向于开发连续再生装置模型以及不断优化算法,更加的精细化、精确化,不仅能够降低生产成本,更能满足各种环保和生产要求。     

橡胶硫化过程数值模拟研究进展

硫化作为橡胶制品成型过程中的关键工序,决定着制品的使用性能与尺寸精度,通过模拟仿真技术有助于实现对硫化过程的精确控制以及减少能量消耗。基于此,从微观尺度和宏观尺度两个层面综述了橡胶硫化过程数值模拟的研究进展,重点分析了理论与经验硫化反应动力学模型的发展现状。最后,指出了橡胶硫化过程数值模拟的发展方向与趋势。     

高压电场强化空气对流传热实验及其数值模拟

以空气为实验介质,对水平光管、横纹管、缩放管和螺旋槽管的强制对流传热进行了高压电场强化实验,研究了高压电场强化传热的一些基本规律。实验验证了当外加高压大于15 kV后,对强制对流传热有较好的综合传热效果,最大强化率达2.8,而阻力系数的增大倍数在1.5—1.9。并对横纹管进行了数值模拟,从场协同的角度研究了速度场与温度场夹角对传热膜系数的影响。结果表明,速度、温度梯度的大小,及两者夹角的余弦值均会影响传热效果,在三者的值都是最大的位置,其传热膜系数也最大。     

厚壁橡胶制品非等温硫化过程模拟与实验研究

橡胶的硫化反应过程对制品的最终性能起决定性作用,而厚壁橡胶的硫化是典型的非等温硫化过程,通常难以通过实验测得的等温硫化曲线来直接确定制品的最佳硫化工艺。因此,利用数值模拟技术来研究硫化过程对于橡胶的成型加工具有重要意义。鉴于此,基于传统硫化动力学模型,通过引入初始硫化参数并将反应级数视为温度的二次函数,构建了精度更高的改进硫化模型,同时将橡胶热物性参数视为硫化度和温度的函数,基于C语言和FLUENT预定义宏编写了UDF子程序,实现了橡胶制品硫化过程传热与硫化的耦合模拟。针对典型厚壁橡胶制品的平板硫化成型,通过测温实验和不同硫化程度制品拉伸、DSC测试与断面形貌观测,验证了耦合算法对温度场和硫化度模拟的可靠性。该方法对指导厚壁且结构复杂橡胶制品硫化成型更具实际意义。     

湿工况下平翅片传热传质实验与数值模拟

研究了湿工况下2排错列平翅片管换热器,迎面风速在0.77～3.06 m·s^-1范围内的传热特性：潜热换热量先是随迎面风速的增加而增加,当迎面风速增加到一定值后,潜热换热量受迎面风速的影响很小;与干工况相比,湿工况下空气侧的对流换热系数有所增加。在实验研究的基础上,为降低数值求解的难度,引入了“壁面反应”来模拟水蒸气在冷壁面的相变传热、传质过程,建立了湿工况平翅片管换热器空气侧三维传热、传质的简化模型。得到了湿空气的温度分布及水蒸气组分分布,并用场协同理论就迎面风速对传热、传质的影响进行了分析。将数值计算的结果与实验数据进行了对比,两者吻合很好。     

流动液膜的数值模拟研究综述

液膜流动现象广泛存在于自然界中,作为一种高效传热传质技术,其在化工等领域有着广泛的应用。近几年来,国内外学者越来越热衷于运用数值模拟技术来研究液膜的流动特性及传热传质特性。本文归纳分析了数值模拟研究中液膜自由液面的追踪方法。总结了不同壁面结构、不同壁面倾角、液体物性、液相流量与气相流速4个方面对液膜的流动特性的影响规律,以及改变壁面倾角、入口雷诺数、入口添加扰动时表面波呈现的波动特性。此外,还论述了流动液膜的传热传质特性的研究现状。所得结论对流动液膜的数值模拟研究具有一定的参考价值,最后提出了用数值模拟方法研究液膜流动的缺陷与不足,展望了更加科学合理地研究流动液膜的方法。     

内置螺旋弹簧换热管内流动与传热三维数值模拟

为研究内置螺旋弹簧换热管单管强化传热原理,采用Fluent软件对内置螺旋弹簧换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟,考察了弹簧的应用对管内流场、压降和换热性能的影响,并分别取螺旋弹簧节距p分别为2 mm、4 mm、5 mm初步研究了弹簧的节距对强化传热效果的影响。模拟结果显示：弹簧管内流体呈螺旋流动状态,管壁附近流体切向速度和径向速度有一定程度的提高,从而加剧了管内流体的混合及边界层的扰动,充分换热,弹簧管进出口温度差较光管有所增加,最高增加了0.9 ℃;相同雷诺数条件下,内置螺旋弹簧换热管Nu数均高于光管,而压降和阻力系数相比光管有明显增加,随着弹簧节距减小换热增强而摩擦阻力系数增加。     

洗涤冷却管内热质传递的实验研究及数值模拟

为了研究新型洗涤冷却室洗涤冷却管内热质传递,对新型水煤浆气化炉洗涤冷却室进行了热模实验研究,并借助F luent流体仿真模拟计算软件,建立了洗涤冷却管内气液二相流热质同时传递过程的数学模型,模拟值与实验值吻合较好。研究结果表明:对于一定的合成气量,存在一个最佳的冷却水量。洗涤冷却管上部0.2 m区域内合成气温度下降梯度最大,即该处气液热质同时传递最为剧烈。比较建模所选用的4种辐射传热模型,结果显示,采用Rosseland辐射模型的模拟结果与实验结果最为吻合。     

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比。在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2—2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右。采用计算流体力学软件F luent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟。结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热。对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%。