乏风氧化装置进气导流的流动均匀性研究

 运用计算流体力学（CFD）方法对乏风氧化装置内气流流动规律进行数值计算。研究不同导流板安置方式、板形、板长以及导流板数量对流动均匀性的影响。模拟结果表明：末端悬空的导流板对流动均匀性的影响明显好于末段封闭的导流板;弯板对改善氧化床内气流均匀分布的效果最明显,梯形板次之,直板最差;板长也是影响流动均匀性的重要参数之一,全板的流动均匀性最好,导流板相对板长越短,氧化床内气流分布均匀性越差;导流板的数量对流动均匀性也有较大影响,导流板数量越多流动均匀性越好,对应靠近入口处的氧化床内速度也越低。     

固定床气体预分流器的优化设计研究

固定床反应器效率高低主要取决于反应区内气体流动均匀程度,入口处气体预分流器的优化设计非常重要。本文以某轴流固定床入口段为研究对象,采用数值模拟方法研究了入口空腔内气体流动情况,对比分析了加设预气体分布器的优势,并对比研究了分流器侧壁面开孔的孔隙率、孔径、开孔位置以及分布器尺寸等对流场气流分布的影响,并在此基础上提出优化建议。     

无动力抑尘转运站结构中的气固两相流分析

基于CFD-DEM耦合方法对新型无动力抑尘转运站中两相流运动进行数值模拟,以优化转运站系统的结构,提高系统的抑尘能力。得到转运站中煤粉颗粒及气体在任意时刻的运动特征:包括煤粉颗粒运动形态、气流速度云图、气体流动轨迹。计算结果表明:无动力抑尘转运站结构中能形成稳定的旋涡气流场,这能有效地将细小的燃煤粉尘颗粒束缚住,防止粉尘的四处逃逸;在布置了挡帘的结构中,一部分旋涡气体与挡帘作用后回流,回流气体能进一步减小气流的速度,且含尘气流有更多的时间与挡帘和物料接触,从而使粉尘进一步沉降。     

脱硫塔烟气流场优化数值模拟

基于计算流体力学软件STAR-CCM+对喷淋塔内烟气流场进行了数值模拟。计算分析了净烟气出口位置、除雾器布置方式、加高塔体这三方面因素对塔内流场分布的影响,通过对流场及压降的模拟计算,得到优化净烟气出口布置、将除雾器由等高圆柱型改为台阶型、增大烟气入口与除雾器之间的距离,可使喷淋塔流场流动有所改善,烟气流场分布更加均匀。     

基于DPM的悬浮磁化焙烧主炉气固流动传热数值模拟

为探明悬浮磁化焙烧主炉内气相温度场分布、颗粒流动特性以及颗粒升温速率等信息,基于CFD理论,对悬浮磁化焙烧主炉内稀相气固流动以及传热进行三维数值模拟计算。文中气相计算采用欧拉方法,固相计算采用Discrete Phase Model（DPM）,并考虑气固两相之间的相互作用。结果表明,悬浮磁化焙烧主炉温度在径向呈现炉心温度高、近壁温度低的分布特征,在轴向逐渐趋于均匀。矿石颗粒进入主炉后,在气流的拖曳作用下迅速上升,1.0 s时颗粒可到达主炉顶部,1.2 s时颗粒在顶部弯管处出现逃逸现象;颗粒进入主炉后,自身温度迅速上升达到峰值。由于颗粒相和气相不断进行热量交换,在主炉上部低温区域,颗粒温度有所降低。颗粒在主炉内停留时间呈现“早出峰、长拖尾”的分布特征,其中95%以上的颗粒在1.2~3.6 s内完成逃逸。     

挡块式土工格栅受拉性能有限元分析

对新型土工格栅与挡块式土工格栅的作用机理进行了分析,推导出了摩阻力的计算公式,在现场试验提供的数据参数的基础之上利用ABAQUS有限元软件建立了计算模型。通过模型的计算结果,对土工格栅不同位移下的拉力与位移关系、挡块拉拔阻力效果以及筋土界面摩阻力分布进行了分析,研究得出挡块式土工格栅在处理新旧路基时优势明显,在普通土工格栅与挡块式土工格栅受拉位移小于2 mm且同等路堤高度时,拉力基本相同,随着拉拔位移不断增加,挡块的作用逐渐显现,拉力随着路堤高度H的增大而增大,且拉力随着位移的增大而逐渐增大。     

滤筒除尘器结构优化与流场研究

针对滤筒除尘器内部流场非均匀性,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent提供的标准k-ε湍流模型对滤筒除尘器内部流场进行数值模拟,发现原实验模型存在气流分布不均等问题。因此提出除尘器结构改进优化措施,并应用正交实验方法研究了结构因素对滤筒除尘器内部流动特征的影响。研究结果表明:适当增加灰斗挡风板长度E、增加气流均布板数量C及减小其角度D能够有效提高流场均匀性,并且灰斗挡风板的设置能够有效避免二次扬尘;导流板数A和角度B对气流均匀性影响较小;影响流场均匀性程度各因素的排序为EDCAB。     

贵州铝厂节能环保新型阳极焙烧炉

通过综合技术经济指标的分析 ,介绍贵州铝厂炭素阳极生产系统 3个焙烧系列技术改造过程及其效果。节能型环式焙烧炉阳极焙烧工艺 ,由于采用先进的重油燃烧控制技术 ,物耗、能耗水平均有较大幅度削减 ,有效地控制烟气产生量及烟气中污染物的排放量 ,最终减少了排入环境中的污染物总量 ,实现了清洁生产 ,确保了焙烧烟气的稳定达标排放 ,是清洁生产的先进工艺技术。     

贵州铝厂节能环保新型阳极焙烧炉

通过综合技术经济指标的分析，介绍贵州铝厂炭素阳极生产系统3个焙烧系列技术改造过程及其效果。节能型环式焙烧炉阳极焙烧工艺，由于采用先进的重油燃烧控制技术，物耗、能耗水平均有较大幅度削减，有效地控制烟气产生量及烟气中污染物的排放量，最终减少了排入环境中的污染物总量，实现了清洁生产，确保了焙烧烟气的稳定达标排放，是清洁生产的先进工艺技术。     

双辊铸轧1100铝合金铸嘴结构的优化设计

采用ANSYS FLUENT对双辊铸轧1100铝合金Hunter式铸嘴进行有限元模拟,研究铸嘴型腔结构对铝熔体流热场的影响,并对铸嘴结构进行改进边部挡块、增加主分流块尺寸以及增加圆角的模拟优化设计及实验验证。研究结果表明：在660℃-700℃温度范围内铝熔体粘度η与温度T的数学关系式为η=4.7892×10-3exp(3959.4208/T)。优化前铸嘴型腔内铝熔体流速、温度分布不均匀,且分流块间隙存在低温涡流区。采取四分之一椭圆边部挡块代替原有三角边部挡块,主分流块尺寸由140mm增加至160mm以及主分流块采取15°圆角,可使铸嘴型腔出口处铝熔体速度和温度波动范围显著缩小,提高铸嘴型腔出口处铝熔体流热场的均匀性。实验验证了铸嘴结构优化设计的可行性。     

带射流方腔内气固流动实验与模拟

使用PIV实验和数值计算研究了壁面射流下主流中的100μm颗粒运动分布。在气固两相主流中引入一股不含尘气流,能够影响颗粒在流道内的分布,形成沿流动方向和高度方向的不均匀分布。结果显示:射流速度越高,流场中心低浓度颗粒区域越大,射流孔后位置越远,流场中心低浓度颗粒区域越大,但壁面附近浓度增加。改善小颗粒的主动流动控制手段,为设计出高效的惯性粒子分离器提供依据。     

沉淀性浆体在水平管道内流动过程中浓度分布的近似解法

输送管道内的浓度分布与浆体的流动方式密切相关,是浆体输送设计时的一个重要参数。浆体在水平管道内流动时,其水平方向可视为均匀浓度分布,所以就有将该浆体流近似于二维稳定均匀流,并有根据扩散模式来计算浓度分布的论述。用扩散方程式规定的传统浓度分布方程式,虽然公式简便     

直通式下进风袋式除尘器内流场均匀性研究

针对直通式下进进风袋式除尘器在实际运行过程中,气流分布不均匀,滤袋使用寿命短的问题,采用CFD软件模拟分析在不同过滤速度(0.5 m/min、0.8 m/min、1.0 m/min、1.2 m/min、1.5 m/min)下袋式除尘器内气流分布和各滤袋气流分配情况。结果表明,过滤速度的增大会加剧入口处的射流作用,导致气流分布更为不均匀;后排滤袋过滤气体量过多,加速了滤袋破损;靠近壁面的外排滤袋处理气体流量总大于内排滤袋。模拟结果对进一步的优化设计有一定参考价值。     

基于CFD-DEM耦合方法的搅拌釜内固体颗粒分散过程数值模拟

使用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合方法分析立式搅拌釜溶液内颗粒团聚体的分散过程。搅拌釜釜壁挡板迎流面呈现上下分流的流场特征,且发生流场上下分流的位置为搅拌桨的安装位置。以轴向分区颗粒数量分布方差为指标定量地分析了颗粒在搅拌釜内分布的均匀性。结果表明:搅拌桨旋转造成的涡流是促使颗粒圆周均匀分布的动力,而釜壁挡板造成的轴向流动是促使颗粒轴向混合的主要原因。提高转速可以提高颗粒在溶液中混合的均匀性,但是当转速达到一定数值时,颗粒分散均匀性的提高效果减弱。     

煤田露头火区空气运动规律的模拟试验

利用自制的煤田露头火区模拟装置,对火区燃烧过程中的空气运动规律进行了研究。通过对模型中各点的温度、风速、压力进行监测,认为火区内进风通道的气体流动符合达西定律,回风通道气体流动符合窄缝流定律。通过改变进风口风速,分析了进口风速变化对漏风通道内气体流动速度的影响。上述分析结果可为煤田露头火区治理提供参考。     

蓄热式钢包烘烤器钢包内衬温度分布数值分析

为了分析蓄热式钢包烘烤装置的加热均匀性,在连续性方程、动量方程和能量方程基础上,建立了多入口、多出口的非稳态钢包烘烤数学模型。采用k-ε模型和修正的速度-压力耦合算法SIM PLEC,针对耦合流体流动、燃烧和换热过程,对不同气体预热温度下钢包内衬温度分布进行数值研究,并进行实验验证,数值计算结果与实验及工程现象基本吻合。研究结果表明,采用高温空气燃烧技术的蓄热式钢包烘烤器,能够有效提高钢包的烘烤速度和加热均匀性;气体预热温度越高,高温低氧燃烧特性越明显,包衬终点温度越高,温度均匀性也越好。     

煤自燃火区隔离工程采空区信息检测技术

针对房柱式采空区煤自燃火区隔离工程,需要对采空区煤柱分布、顶板垮落情况、火区燃烧范围、火势燃烧程度等信息进行检测,在对煤自燃火区隔离施工过程中,通过对采空区空间分布、温度和指标气体浓度等技术参数进行综合分析判断,为制定火区隔离工程技术措施提供科学依据并能够对火区隔离效果进行验证。     

火区巷道充注惰气过程的模拟研究

文章从化学流体力学基本定律出发 ,建立了火区巷道充注惰气流动数学模型 ,给出了数值模拟计算方法 ,并在火灾试验巷道内进行了充注惰气灭火模拟试验。试验结果表明 ,充注惰气使火区气体呈非稳定的紊流扩散流动 ,使火区快速进入熄灭、惰化状态。文中还对理论计算和模拟实验的结果进行了比较     

在多变情况下的矿井通风

本文对于井筒和通风巷道的气体,根据多变定律流动时所得出的一些结果,给予了一个简单的理论分析处理。这可以表示成:在井筒任一位置上,作用在 U 型玻璃管负压计两弯头(管臂)上的绝对压力的比率为一常数(负压计两弯头用管子连到井口和井底)。另外,还研究了垂直和水平的有摩擦流动的气流的多变关系以及在测量管里的静态无摩擦的空气柱的多变关系,并对水平有摩擦的多变定律进行了演算。用 U 型负压计和管子联合测量表明:垂直井筒与假想的处于水平状态的井筒,在同一点上用 U 型管测得的摩擦流动的能量损失是相同的(在每一情况下,温度和其他条件应是相同的)。得出了静态空气柱和摩擦流动气流柱的温度、绝对压力和比重(或密度)与井深之间的关系式。井筒中气体流动所得到的结果曲线,用PV 图示之。     

蓄热式钢包烘烤器钢包内衬温度分布数值分析

为了分析蓄热式钢包烘烤装置的加热均匀性，在连续性方程、动量方程和能量方程基础上，建立了多人口、多出口的非稳态钢包烘烤数学模型。采用k-ε模型和修正的速度-压力耦合算法SIM-PLEC，针对耦合流体流动、燃烧和换热过程，对不同气体预热温度下钢包内衬温度分布进行数值研究，并进行实验验证，数值计算结果与实验及工程现象基本吻合。研究结果表明，采用高温空气燃烧技术的蓄热式钢包烘烤器，能够有效提高钢包的烘烤速度和加热均匀性；气体预热温度越高，高温低氧燃烧特性越明显，包衬终点温度越高，温度均匀性也越好。