脉动气流回收蛭石的实验研究与数值模拟

蛭石的低成本高效率回收是后续加工利用的关键环节.分析了蛭石原矿的粒度组成与组分特性;采用脉动气流分选装置对0.5～1.0mm的蛭石原矿进行了实验研究.结果表明:当给料量为13.98kg/h,脉动气流最大速度为2.36m/s,脉动频率为1.165Hz时,分选效率可达91.16%,蛭石品位为91.51%.采用Fluent6.3软件中的标准k-ε湍流模型与Eulerian多相流模型,模拟了蛭石分选回收过程中的气固两相流动.模拟结果表明:3.434s时,蛭石精矿主要分布在分选柱顶端出口1.2～1.8m范围内,平均体积分数大于40%,6.008s时,脉石尾矿基本分布在底端排料口0～0.3m范围内,平均体积分数大于25%.脉动气流可以在较短时间内实现蛭石原矿的高效分选回收,实验与模拟结果基本一致.     

冲击荷载下混凝土破坏过程的数值模拟

目的 探究冲击荷载作用下混凝土内部真实的破坏机理以及在不同应变率下混凝土强度随应变率的变化规律.方法 基于离散单元法,采用细观二维梁-颗粒模型BPM(Beam-Particle Mode in Two Dimensions)模拟了三种不同应变率下混凝土材料的动态响应.结果 从混凝土破坏图形可以看出.冲击荷载下混凝土的破坏过程实际上是混凝土内部的原生裂纹的激发、扩展、贯通直至整体结构的破坏.从混凝土应力-应变曲线可以看出.混凝土是率敏感性材料,其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大.结论 模拟结果和试验结果在达到峰值应力前的曲线基本吻合,说明梁-颗粒模型可以用来模拟混凝土在冲击荷载下的动态破坏,其结果是可靠和准确的.     

阻尼式脉动气流分选装置的流场分析

实现颗粒按密度为主导的分离是气流分选研究的关键．对于传统气流分选，运动颗粒的空气动力学特性，即颗粒的沉降末速是影响气流分选的主要因素．理论上在稳定的上升流中，无法实现颗粒按密度为主导的分离．阻尼式脉动气流分选机气流在局部产生加速效应，可以使颗粒按密度分离．通过阻尼式脉动气流分选机流场模拟实验，揭示了气流在阻尼块附近的流场特性，得出了气流在阻尼块上部区域存在明显加速效应的结论，为脉动气流分选效果优于传统气流分选提供了理论依据．实验室实际物料分选实验表明，阻尼式脉动气流分选装置比传统气流分选机有更优越的分选效果，总分选效率提高6％～8％．     

空气分离装置的模拟计算

采用ASPEN系统模拟软件对某空分流程的设计工况和实际工况进行了模拟计算,其结果可以为空气深冷分离的设计和操作提供可靠的参考数据．     

空分装置的模拟计算与调优

采用ASPEN系统模拟软件对某空分流程的设计工况和实际工况进行了模拟计算,为了提高空分装置的氧气产量,确定了模拟调优技术路线,经过调优,氧提取率可达78％。     

电子废弃物脉动气流分选的实验研究

金属与非金属材料的分离是电子废弃物资源化的关键环节．探讨了脉动气流分选机理,利用高速摄像机和颗粒高速动态分析系统,研究了在1．0和2．0Hz频率下,脉动气流分选机中物料颗粒的分选过程．结果表明,颗粒的位移、速度、加速度呈现明显的周期性变化,并且周期与脉动气流的周期一致．物料颗粒通过不断累积脉动气流的加速度效应实现按密度分离．采用脉动气流分选机对2．0～0．5mm粒级的废弃电路板破碎物料进行了分选实验,并利用Design—Expert6．0软件进行了正交实验设计和分析,得出了分选效率与不同操作变量之间的二次方模型,结果表明气流速度和脉动频率以及两者的交互作用对分选效率具有显著影响,操作条件优化后,分选效率达到89．97％．     

气流组织形式对室内空气环境影响的数值模拟

以计算流体力学和传热学为基础,利用FLUENT软件建立了四种典型气流组织形式的物理及数学模型,运用Κ-ε模型对室内气流组织进行了三维数值模拟.对各种气流组织形式下建筑物室内的流场、温度场及浓度场的数值模拟结果进行分析比较.结果表明:置换通风在温度场、速度场、污染物浓度场、通风效率及人体热舒适性等方面均优于混合通风的几种气流组织形式.     

阻尼式脉动气流分选装置分选机理的基础研究

对于传统气流分选装置，物料的沉降末速是决定不同组分有效分选的主要因素．因颗粒的沉降末速与颗粒的密度、粒度和形状有关，故影响传统气流分选装置有效分选的因素较多．阻尼式脉动气流分选装置是一种新型的气流分选机．在传统的气流分选机中加入阻尼块，将在分选装置中形成气流的加速、减速区域，所产生的脉动气流可实现物料在分选装置内按密度有效分离．实验选用两种粒度相近、密度不同的示踪颗粒作为被分选组分，实验研究表明，与传统气流分选相比，阻尼式脉动气流分选可获得更高的分选效率和更宽范围的操作条件。     

圆台形空冷单元供风方式优化数值模拟研究

鉴于圆台形空冷单元换热中存在的诸多问题,保证空冷凝汽器单元的安全长久运行,通过在冷却壁面下部添加引风环,风机从侧面进风来改善圆台型空冷单元的换热效果。首先利用Fluent软件对出风口狭缝宽度以及倾斜角度对空冷单元换热特性的影响进行模拟分析,确定较优宽度与倾角,得出针对单个空冷单元较优的侧面供风结构;其次将空冷岛分散供风改为集中供风,将新型供风方式下空冷单元换热特性及经济性与原有供风方式进行对比,得到换热性能较好、经济性较好的供风方式。     

燃油锅炉配风器流动特性数值模拟研究

采用κ-ε模型,对配风器内回流区分布特性进行CFD模拟研究,以优化配风器结构,达到最优回流区分布.研究结果表明:入口角度减小,回流区尺寸减小,配风器沿程压损减小;入口速度降低,回流区尺寸减小,配风器沿程压损减小;压力增大,回流区尺寸增大,压损增大;流场温度增大,回流区增大,压损减小.     

旋流器固-液分离的数值模拟

为研究旋流器固-液分离性能,采用欧拉模型与离散相模型相结合的方法,对旋流器内部流场特征和分离效率进行数值计算。结果表明:砂粒粒径大于10 μm时主要分布在外旋流场;入口流量为9 m³/h时,旋流器的分离效率最大;砂粒粒径>30 μm时,旋流器分离效率趋近于100%,粒径为40 μm时分离效率达到最大为97.5%;砂粒浓度由1 g/m³增至8 g/m³时,粒径为10 μm的砂粒分离效率增加了9.7%,砂粒浓度为10 g/m³时,旋流器分离效率下降。通过数值计算得到了旋流器的最优工况。