ADU凝胶球干燥设备的研制与应用

为解决ADU凝胶球在低温干燥过程中的温度不均匀、温度控制不准确，以及干燥过程中水分释放速率不均匀等难题，吸取国内外先进技术，结合电阻真空干燥设备的特点，提出了滚筒式干燥结构，实现ADU凝胶球批次连续生产。该设备方便实用、安全可靠、性能良好，设备主要由上料装置、加热炉体、出料装置、旋转装置、倾翻装置、真空系统和底座等组成，前期通过设备设计和建模验证等方式确定了该设备的最佳结构型式，后期在试验阶段，干燥效果达到了理想的工艺要求，炉温均匀性达到±5℃,符合ADU凝胶球加热均匀性的工艺要求，成功研制ADU凝胶球干燥设备，实现了设备产能提高和低温恒压干燥的目标。     

工业催化剂及其载体焙烧设备进展

焙烧几乎是所有固体催化剂及其载体制备的最后环节。焙烧温度对催化剂的结构性质、物相、晶粒大小、表面酸性以及强度、比表面、孔分布等性质具有重要影响,并最终影响催化剂的综合性能。从实验室少量焙烧到大批量的工业生产,即从小容积、温度场均匀、浓度场均匀和间歇操作的实验室焙烧装置放大到温度场和浓度场尚不十分清晰的工业焙烧设备,有必要研究设备变化的工业放大效应。在催化剂工业生产中,有微波焙烧炉、厢式焙烧炉、回转式焙烧炉、网带式焙烧炉、流态化焙烧炉、立式焙烧炉、隧道窑、梭式窑、辊道窑等多种焙烧窑炉可供选择。厢式炉不适于连续生产,网带式炉不适于高温焙烧,对于大批量催化剂的高温焙烧往往采用隧道窑和连续式回转炉。通过炉体自身的旋转,回转炉能促使物料颗粒之间的相互混合,而隧道窑则不能;回转炉炉体不漏风,物料床层截面主体温度均匀,而隧道窑中易出现窑车下部漏风、窑车自身蓄热等问题,从而引起预热段断面的上下温差;此外,隧道窑温度分布不均匀。微波炉具有加热速度快等优点,是近年来发展较快的焙烧方式。     

塔式锅炉炉内烟气流动的非线性特性分析及热偏差控制

为研究炉内烟气非线性流动的初值依赖特性问题,从具有对称结构的塔式四角切圆锅炉中抽象出一个几何结构和边界条件完全对称的三维简化锅炉模型,采用数值模拟研究了同时启动、对角启动和顺序启动3种启动方式对炉内流场、温度场及炉膛出口处热偏差的影响,并分析了各截面的速度场、温度场、速度分布不均匀系数和温度偏差系数。结果表明：相较于传统的四角同时启动方式,采用顺序启动和对角启动方式能够改善炉内烟气流场和温度场的偏斜情况,并能有效减小炉膛出口处的热偏差。     

基于CFD的焙烧炉技术改进

基于计算燃烧学的原理和CFD软件对燃烧重油的焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场的分布规律,分析了结构因素对焙烧炉内流动和燃烧分布的影响.从炉子结构的设计角度提出了解决炉内温度场、流场的分布不均匀的方案.研究表明,在设计焙烧炉时合理地布置拉砖的位置有利于改善炉内流动和燃烧的分布.     

高温空气燃烧燃气热态试验炉非稳态数值模拟

采用双方程湍流模型、概率密度函数(PDF)燃烧模型和离散坐标(DO)辐射模型，对采用高温空气燃烧技术的燃气热态试验炉炉内工况进行了非稳态数值模拟，预测热态试验炉运行时的炉内温度场、组分场和速度场，由数值模拟结果分析比较了不同喷口间距五喷口燃烧器对炉内工况的影响，为采用高温空气燃烧技术的燃气燃烧器设计提供参考。     

基于PDF模型的阳极焙烧炉仿真分析研究

为了探索阳极焙烧炉在焙烧质量方面存在的问题,研究分析了阳极焙烧炉现场实际情况,进行了模型简化处理和假设。借助商业软件Fluent,根据边界条件和模型近似假设,建立了阳极焙烧炉的物理模型。基于PDF(Probability Density Function)模型,结合计算传热学和计算流体力学的原理和数学模型,对焙烧炉进行了数值仿真分析研究。重点研究了火道内的流场、温度场和浓度场及其在火道内的分布规律,流场、温度场和浓度场之间的关系及其对阳极焙烧质量的影响。分析得到现有焙烧炉炉型存在的不足,     

切向燃烧煤粉锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

借助FLUENT CFD软件平台，对1台20MW切向燃烧锅炉炉内燃烧流动进行了三维数值模拟。计算了炉内流场、温度场、组分场，还对炉内污染物NO排放规律进行了计算。计算结果显示，整个炉膛空间存在旋转流场，直到炉膛出口还有旋转残余。炉内的温度场的最高温度出现在燃烧器区域，各组分浓度场与温度场都有很大关系，NO的生成主要是在燃烧过程中，沿炉膛高度浓度逐渐减小，与炉膛中氧气组分的浓度也有一定的对应关系。计算结果为工业运行、设计和改造提供了参考。图11参1表6     

阳极焙烧炉内煤气流动和燃烧的数值模拟

采用计算燃烧学的原理和模型以及CFD软件对燃烧煤气的阳极焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场、O2浓度场的分布规律,分析了这些因素对阳极炭块焙烧质量的影响。研究表明,在设计阳极焙烧炉时应考虑对气流分布有影响的各种因素。     

太阳电池生产用管式扩散炉的数值模拟————匀流板对流场的影响

以晶硅电池生产用管式扩散炉的内部流体状况为研究对象,用计算流体力学方法对管式扩散炉进行数学建模及流体力学数值模拟计算;对扩散炉内放置与未放置匀流板的流场状况进行对比研究;分析匀流板对扩散炉内部温度场、速度场、密度梯度场的影响及成因;认为装有匀流板的扩散炉内流体的速度场可给予硅片更为充足的磷源;发现匀流板附近存在着复杂的涡流区,认为该涡流区是决定扩散炉内温度场分布均匀程度的根本原因与关键因素。     

烧结-热等静压炉结构优化与仿真

通过对烧结-热等静压炉石墨发热体的优化设计,改善石墨筒内温度场的均匀性,以解决实际生产中存在的石墨筒内温度分布不均匀、底部空间和靠近两个炉门侧空间温度偏低的问题,并对石墨发热体改进前后石墨筒内温度场分布情况进行了数值仿真。结果显示,改进后石墨筒内及整炉烧结制品表面温度场均匀性得到明显的改善,减少了由于炉门处未布置发热体所带来的影响。     

涡轮叶栅三维气热耦合数值模拟

本文借助数值模拟技术,通过气动热分析耦合计算研究了某型航空用涡轮第二级静叶在绝热及实心叶片耦合换热情况下的流道温度场分布,并分析了流场结构,特别是对叶片温度场分布结果进行了分析。通过对三维计算结果的分析表明,耦合计算得到的流场温度场分布更符合实际。耦合与非耦合计算的差别主要体现在温度场的不同上,进而导致了马赫数、压力场、波系及临界流量的不同。因此在气冷涡轮设计中使用多场耦合技术进行数值模拟是非常必要的。     

钢管再加热炉炉内温度场和流场分布数值模拟

以某公司钢管再加热炉为研究对象,运用Fluent数值仿真软件对钢管再加热炉内温度场和流场进行了数值模拟,获得该加热炉的温度场和流场的分布图。计算结果为优化炉型结构提供了参考依据。     

卫生洁具辊道窑的三维数值模拟研究

利用FLUENT软件对48 m新型节能环保卫生洁具辊道窑进行温度场、流场三维数值模拟,研究了其在烧成带内的燃烧工况,研究了卫生洁具在烧成带内的平均温度与表面温度均匀性及流场分布,提出了一种能够分析炉窑内焙烧产品的表面温度分布均匀性的方法,并通过卫生洁具表面温度云图得出了其表面上下、左右温差,为实际辊道窑运行和优化提供有价值的理论指导.     

整体式太阳能空气集热器热性能研究

对一种新型的整体式太阳能空气集热器,根据简化的物理模型利用CFD软件对集热器内部的流场、压力场和温度场进行数值模拟分析,并与传统拼装式集热器阵列进行对比。结果表明,传统拼装式集热器阵列内部存在流动的滞留区,内部温度分布不均匀,吸热板有局部的高温区域;整体式空气集热器内部流场、压力场和温度场分布比较均匀,有明显的温度梯度,吸热板与空气能够更好的进行对流换热。因此,整体式空气集热器的热性能优于传统拼装式空气集热器阵列。     

铝电解质预焙槽气体焙烧流场与温度场数值模拟

应用κ－ε双方程模型和离散辐射强度法对铝电解槽气体焙烧的流场及温度场进行数值模拟。模型避免了辐射传热的空间积分运算，使温度场的求解简单方便。数值模拟所得到的温度场和流场与工业试验结果吻合较好。本文研究为铝电解预焙槽气体焙烧这一新的焙烧启动方法提供了理论基础。     

均热炉燃烧系统改造方案的数值模拟研究

应用高温空气燃烧技术改造传统均热炉燃烧系统,可以节约燃气的消耗率,提高炉内温度场的均匀性。本文通过数值模拟试验,研究了某厂均热炉应用高温空气燃烧技术改造后的炉内流场和温度场,从而提出了优化改造方案。     

层燃垃圾焚烧炉炉内燃烧工况的热态数值模拟

燃烧过程的数值模拟以计算机为桥梁,把燃烧理论、实验和燃烧设备三者有机地结合起来,对燃烧学的发展具有重要的科学价值和实际意义,目前已成为实验技术的有益补充。对垃圾焚烧炉的热态数值模拟主要包括对炉内的温度场的分布进行了数值模拟。根据垃圾焚烧炉膛的温度场分布可以判断燃烧工况的优劣,从而考核炉拱的性能。因此,对垃圾焚烧炉进行热态数值模拟具有极其重要的意义。对8个热态工况下的炉内温度场进行了数值模拟,其结果与热态试验定性一致,从而证实了热态数值模拟的可信性,对实际工程设计有一定的参考价值。     

旋流燃烧锅炉炉内温度场优化的数值研究

采用数值模拟方法对2台600 MW机组旋流燃烧锅炉炉内的空气动力场和温度场进行了分析研究.结果表明:采用旋流燃烧器可改善沿炉膛宽度方向的热偏差状况;运行中增加燃尽风量、减弱二次风旋流强度会导致炉膛出口烟温升高;通过合理组织燃烧器旋向,可使炉膛出口温度场分布更趋于均匀.     

闪速炼铅炉多物理场耦合模拟及可视化分析

采用计算机模拟的方法,对闪速炼铅炉进行了气粒两相流场、温度场、浓度场等多个物理场耦合模拟,着重研究炉内速度场的特性。采用传统的二维截面速度矢量图分析了两组截面的速度场,发现其对速度场信息描述不完整,而且难以对不同截面上速度矢量分布之间相互联系进行分析。借助可视化软件ParaView,提出了将立体流线、方向标识体和动画结合起来制作流线动画,对整个速度场进行分析,使问题得到有效改善。分析发现右侧喷嘴主流触底后斜向上喷射是影响速度场分布的重要原因。     

喷嘴位置对新型水煤浆气化炉内流场的影响

为了考察气化炉炉侧喷嘴入射角对炉内流场分布、压力分布和颗粒浓度分布的影响，对一种600kg／h的新型水煤浆气化炉炉内三维流场进行了冷态数值模拟。结果表明，喷嘴距气化炉顶部0．9m时，气化炉炉内流场分布最合理，压力分布和颗粒浓度分布最均匀。分析结果为气化炉的设计和运行提供了参考。