燃煤电站SCR内烟气流场及还原剂浓度场模拟与优化

利用数值方法对燃煤电站SCR内烟气流场与还原剂浓度场的改进进行研究,依次定量研究了喷氨格栅(AIG)、导流板;AIG、导流板、整流栅;AIG、导流板、整流栅、混合器3种方案在氨氮比不均匀性、速度不均匀性、温度不均匀性、压降、入射角5方面性能的变化.结果显示,AIG、导流板的配置中,涡旋与二次流造成催化剂入口界面上速度不均匀性及入射角过大.催化剂上方增加整流栅可抑制涡旋与二次流.AIG后增加混合器,可在保持流场稳定的基础上,减小氨氮比不均匀性.最后通过冷态模型及电厂现场反馈信息验证了数值模型的正确性与可靠性.     

导流板布置方式对矿用主要通风机扩散器性能的影响

为了研究导流板布置方式对矿用主要通风机扩散器性能的影响,采用RNG k-ε湍流模型对扩散器内部加装导流板前后3种进口速度所对应的内流场分别进行数值模拟,考察了导流板中心角与起始角对扩散器性能的影响规律。结果表明:未安装导流板时,扩散器内部存在较严重的流体积聚现象,制约了其性能的提高;对于所研究的3种进口速度,当安装的导流板中心角较小时,其起始角越大,扩散器的扩散效率越高,但对于部分起始角出现了因导流板头部上下两侧压力不均而形成的二次流,使流动损失增大;随着导流板中心角的增大,扩散器内部的流体积聚现象逐渐得到改善,二次流也逐渐减弱,当中心角达到60°时,扩散效率最高。     

预热催化氧化反应器导流系统的数值模拟与优化

针对反应室入口截面的气体速度分布均匀性对预热催化氧化反应器的氧化效率和运行稳定性的影响,利用CFD软件对预热催化氧化反应器反应室入口的导流分配系统进行模拟计算,确定了扩张段的最佳导流分配方案。结果表明：未加导流板时的原模型在反应室入口处,速度呈现出周围低、中间高的趋势,速度梯度比较大,反应室氧化床入口截面的速度分布不均匀性系数为0.8左右;布置了水平导流板之后,反应室纵向速度分布略微改善,反应室入口处截面的速度分布不均匀性系数降低到0.5左右;增加垂直导流板改装成网格状导流板后,反应室入口处整个截面的速度分布均匀性明显提高,不均匀性系数降低到0.2左右。     

基于FLUENT的静态充填混合器流场分析

针对用高水膨胀材料和浆料管道自流输送设计出静态充填混合器。利用计算流体力学的方法和多相流理论,建立浆料在混合器内的流动控制方程,在三维软件中建立流体模型进行数值计算。通过分析混合器内流场在各个方向的不同截面,得出浆料入口与混合器底部距离为1 m时最有利于浆料均匀混合,其流场涡流数量多且均匀,速度适中,湍流强度高,各截面均有混合效果,出口不容易堵塞。     

导流板对袋式除尘器流场影响的数值分析

袋式除尘器的内部流场是否均匀与气体进入袋室前的分配状况有很大关系,其中导流板对其影响较大。借助Fluent软件对添加导流板前后的流场进行数值模拟,结果表明:导流板对流场有明显的影响,添加导流板后袋室内气流的速度场分布更为均匀,滤袋出口流量的不均幅值大大降低。     

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。     

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。     

浮选柱旋流段入料方式对流场的影响

基于CFD方法,采用RSM湍流模型,对实验室旋流-静态微泡浮选柱进行了单相流数值模拟研究,通过PIV实验验证了数值模拟结果与实验一致,并在此基础上研究了循环流量和旋流段入料方式对流场的影响。结果表明:随着循环流量的增加,旋流倒锥段和柱浮选段内的轴向速度和切向速度均增大,循环量一定时,随着入射角度的增大,旋流倒锥段内轴向速度逐渐由"W"形向"U"形转变,切向速度呈下降趋势,柱浮选段内轴向速度和切向速度均降低,当入射角为90°时降低最明显,切向速度基本降至0m/s,旋流倒锥段内湍流耗散率随着入射角的增大而增大。入射角较低时,增大角度可增加微细粒矿物和粗粒级矿物的浮选概率,其中入射角为60°时最佳,继续增加入射角度,旋流矿化方式转变为管流矿化方式,不利于旋流段按粒度差和密度差分选,从而降低分选效率。     

差速式抽采瓦斯稀释混合器运行特性

针对煤矿抽采瓦斯混兑稀释通入热逆流氧化装置氧化处理的需要,采用漩涡强制混合的思路,设计了差速式抽采瓦斯稀释混合器。采用数值模拟方法研究了混合器后管道内CH4的浓度分布,并针对煤矿现场运行参数波动的实际情况,研究了内外管道速度比、入口CH4浓度等运行参数以及抽采瓦斯与空气流量调节系统对混合效果的影响。研究结果表明,混合器后CH4浓度从管路中心到壁面逐渐降低,CH4分布的均匀性逐渐提高;内外管道速度比越小,混合气体浓度分布就越均匀;抽采瓦斯浓度变大导致不均匀性系数增大,而采用抽采瓦斯及空气流量自动调节系统时抽采瓦斯浓度越高则不均匀性系数越小,采用抽采瓦斯及空气流量自动调节系统可确保差速式抽采瓦斯稀释混合器有效促进CH4均匀分布。     

基于FLUENT的矿用静态混合器内流场模拟

为解决煤矿新型超高水填充浆料的井下400 m混合问题,采用固液两相流理论与计算流体力学(CFD)方法,建立填充浆料在混合器中的流动控制方程;采用三维软件(UG)建立模型,并导入GAMBIT进行混合器的三维网格划分,在FLUENT中的3D单精度解算器中进行数值模拟。通过分析静态混合器中各截面的流动状态,获得静态混合器在既定条件下的最佳长度和浆料的出口速度。     

综放开采散体煤岩运移速度场分布特征研究

为了研究综放开采散体煤岩运移速度场分布特征,基于散体介质流理论的学术思想,采用三维数值模拟和理论分析相结合的方法,重点考察了综放支架对煤岩运移速度场分布特征的影响。数值模拟结果表明,正常放煤循环时散体煤岩运移速度场演化可分为二次松散区形成阶段、稳定放出阶段、二次松散区破坏阶段;理论分析表明由于支架掩护梁摩擦系数较小导致掩护梁附近颗粒加速度增大,二次松散区呈现出向支架前方超前发育的特征。     

SLK分级机新撒料装置与进风管整流数值研究

对SLK分级机的悬浮式气流撒料装置进行了分析,发现该结构存在着送料筒的气流均匀性较差等不足。针对其存在的不足设计了新型气流撒料装置。进风弯管作为新型气流撒料装置的核心部件,其整流效果对于送料筒内气流均匀分布有着重要影响。借助于Fluent软件模拟两种弯管模型的速度场,研究其对偏移气流的整流效果。模拟结果表明,收缩管后加延伸管的模型2比仅具有收缩管的模型一对于入口不均匀气流的整流效果更好。     

采场充填体脱水的三维模拟(一)

本文介绍了已充填采场的充填和脱水的计算机模型,原先开发了一个二维模型,适用于二维采场几何形状和均匀充填体的简单参数模型;本模型是这个二维模型的发展。根据获得的大量现场数据,开发了新的三维模型,其目的是增加若干功能、使模型能更切合实际地模拟实际采场的脱水。特别是能模拟几何形状不规划的采场和不均质的充填体,能预测采场中指定地点的压力与流量。因此,对于在现场条件下使用来说,它比原来模型具有更大的潜在能力. 采用基于单元的方法建立采场几何形状和充填体中的水流模型。也可以建立在空间上和时间上有变化的采场充填体的沉积模型。既可在饱和状态下,也可在部分饱和状态下进行水流模拟。不饱和区的模拟,采用与问题相适应的尺度,尽管采用大时段和大单元尺寸,仍特别注意保持数值的稳定。模型测试表明,扩展为三维并增加部分饱和水流区,对于模拟充填体脱水过程是极其有用的。文中举一个例子说明模型的应用。     

某钢厂110m2烧结机高温SCR脱硝系统烟气流场优化研究

针对某钢厂110m²烧结机脱硫脱硝系统运行过程中出现SCR反应器内脱硝效率偏低问题,进行了烟气流场模拟,建立了SCR脱硝系统数值计算模型,从流场优化方面展开研究,分析脱硝效率低的原因。通过对导流板的改进优化气流分布,为后期整改提供理论参考,同时对催化剂活性进行了检测。     

进料井结构对进料井内流体流动影响的数值模拟研究

采用FLUENT软件,对4种不同结构的进料井中的流体流动进行了数值模拟,研究了进料井内的流线分布、固相体积分数分布和出口平面速度分布。研究结果表明,进料井结构对进料井内流体的流动特性有较大的影响。双口切向进料没有折流板进料井比单口切向进料没有折流板进料井内物料分布的对称性要好,但是两者出口平面处的最大速度相同,都为进料速度的75%。进料井内有折流板可以有效降低物料流出进料井的最大速度,增加折流板后,单口切向进料井和双口切向进料井出口平面的最大速度分别为进料速度的45%和55%。并且单口切向进料井有折流板时,物料分布的均匀性和对称性效果要优于双口切向进料井有折流板的效果。     

JJF浮选机气-液两相流流场特性研究

为深入研究 JJF 型浮选机的流场特性及气泡分布均匀性,基于标准 k-ε 湍流模型和 Euler-Euler 双流体 模型,结合 CFD 理论对气-液两相流流场特性进行数值模拟,研究了 JJF-0.2m³自吸气浮选机的速度场、压力场、气 含率以及气泡分布均匀性。模拟结果表明：转子转速提高,平均气含率随之提升,形成的气泡越多;气相、液相的速 度矢量图基本一致,沿中心转轴呈对称式分布,混合流体流动形成大范围的涡流,形成的气泡更多;槽内压力主要 集中在竖筒与循环筒上,内部存在较大的周向流,转子区域压力降低,转子使用寿命增加;转子区域的气含率随着 高度的增加而增加,达到最大值后逐渐降低并趋于稳定,达到稳定状态下的气含率分布均匀且对称,气泡分布均匀 且对称,转子与定子区域的气泡在运动过程中与矿浆充分混合,有利于气泡和矿粒间的接触、碰撞和黏附,气泡矿 化效果提高,进而可以提高浮选生产效率。     

旋流浮选机流场数值模拟研究

以旋流浮选机为模型,使用FLUENT数值模拟软件,运用RSM湍流模型和MIXTURE多相流模型,对旋流浮选机内部流场进行了数值模拟,并结合理论和工业试验,分析了旋流浮选机的速度场、压力场对浮选的影响。数值计算结果表明,旋流浮选机能有效地提高分离效率并减少运行能耗,双层入口结构能增强二次矿化能力。     

矿井主要通风机扩散器结构优化及实验

根据工程现场实际,利用重整化群（RNG）湍流模型进行了倾斜式扩散器28个工况的数值计算分析,基于相似准则进行了该扩散器5个工况的模型实验分析.通过对比分析2种研究手段的结果,指出倾斜式扩散器的结构与来流速度分布不匹配.利用构建的非均匀平面来流与虚拟汇的速度势叠加方程,构造出节能型扩散器轮廓线;借助数值计算与模型实验,指出该型扩散器的最优断面系数值为2.28.通过对比分析节能型扩散器的模型实验及数值计算结果,得出该型扩散器的结构与来流速度分布基本匹配.     

氧气顶吹自热炉熔池内速度场温度场数值模型

结合我国引进氧气顶吹自热熔炼技术处理二次铜精矿直接生产粗铜的实际，探讨纯氧自热熔炼熔化机理。在冷态模型试验和热态试生产的基础上，建立了氧气顶吹自热炉内高温熔体的速度场和温度场数值模型并进行数值计算，结果与实测值基本吻合。此模型可以用于指导生产过程的自动控制。     

不同入口偏心距旋风筒内流场的数值模拟

采用数值模拟方法对不同入口偏心距的旋风筒内气相流场进行了分析,重点考察了入口偏心距对流场非轴对称特性的影响。通过分析速度场、顶板下二次流和环形空间内的短路流,以及筒体内涡核的分布特征,发现随着入口偏心距由零逐渐增大,在偏心距e=16 mm之前流场分布的非轴对称性得到改善,同时削弱了顶板下方上灰环的存在以及短路流造成的尘粒逸出现象,涡核偏离几何中心的平均距离也逐渐减小;随着偏心距继续增大,以上参量的分布特性又复变差。