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％．     

空调挡水器汽水分离效果的数值模拟与测试

对蛇型和人字型2种常用挡水板在不同风速下的分离效率和阻力开展了分析和研究。在高风速环境下,使用Fluent软件建立了蛇型挡水板的二维平面模型,采用液滴轨迹、液滴出口直径分布作为评价指标,并设计了不同风速下的汽水分离测试实验,对所建立的二维平面模型进行了验证。对比数值模拟计算结果和测试结果一致发现,蛇型挡水板分离率高于人字型挡水板,阻力损失也较小。由此证明了模型的可靠性,以及蛇型挡水板的可行性和实用性。     

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％．     

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。     

医院手术室动态运行下的空气环境数值模拟

对某Ⅱ级医院手术洁净室动态情况下的空气环境进行了数值模拟,运用计算流体力学（CFD）方法探讨了排风方式和手术灯对手术室内气流特性与污染物分布的影响。结果表明,当室内为下部排风时,顶部送风气流的衰减程度和偏转程度相对最小,室内气流速度最大。手术灯的存在会破坏室内单向送风气流路径,从而增强气流的乱流特性;无论是手术室整体空间还是局部区域,在下部排风且有手术灯（Geo6）的情况下,手术室内的通风换气效果最好;无手术灯时,排风口位置越低,室内整体污染物浓度越高,而有手术灯时,排风口位置越高,手术台上方局部污染物浓度越高。     

Numerical Simulation Study on Wear of Spur Gears under Dynamic Conditions

A numerical simulation model is proposed to predict the wear depth of gears, where Archard''s wear equation and a nonlinear dynamic model are combined to establish a wear calculation model under dynamic conditions. The dynamic meshing force, determined by the non-linear dynamic model, and the sliding coefficient are used by Archard''s wear equation to calculate the surface wear. Then the dynamic meshing force and sliding coefficient would be recalculated according to the surface wear state. After repeated iterations, the simulation results show that the peak and fluctuation of the meshing force increase first, then decrease, and eventually maintain stability during the process of wear. As for the distribution of wear depth, its fluctuation also increases first and then declines. Finally, the distribution of wear depth becomes V-shaped. Comparing the trends of the two factors, it is clear that the meshing force and wear depth are closely related. Moreover, the wear rate maintains a higher constant value first and then declines to a lower constant value.     

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.