标准κ-ε模型与RSM模型在离心泵三维模拟中的比较

基于FLUENT数值模拟技术,对IS80-65-160离心泵内部流场流动情况进行分析研究.采用三维非结构四面体网格对模型进行离散处理,分别采用标准κ-ε模型与RSM湍流模型及SIMPLEC算法,对设计工况和多种非设计工况进行了整机定常计算,以考察标准κ-ε模型与RSM模型对离心泵内流场模拟计算的适用性.在处理叶轮与蜗壳间动静耦合流动的参数传递和相互干扰问题时,采用"冻结转子法".最终在数值模拟的基础上,通过计算得到基于这两种模型的扬程、轴功率、效率曲线,并将其与试验曲线进行对比.研究表明:两种模型都能较好的模拟离心泵内部复杂的内部流动,但基于标准κ-ε模型的计算曲线与性能试验曲线更为接近,且耗用的计算时间比RSM模型更少.     

华北某城市公路污染物排放对小区的影响分析

用描述湍流运动的κ-ε双方程模拟,模拟某城市以公路为线源污染物对某一个典型新建居民小区的影响,得到大气流场、污染物浓度场.分析研究建筑物周围的流场和污染物浓度场的分布情况,从而得到指导小区规划和建设的理论依据.     

不同湍流模型模拟无限空间淹没圆射流的比较分析

采用计算流体动力学分析软件Fluent,选择标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型以及Realizableκ-ε模型,通过改变速度入口边界条件对气体无限空间淹没湍流圆射流进行数值模拟,将6种情况进行比较,且与实测值及理论值进行比较。结果表明,3种湍流模型均不同程度地反映射流规律,其中,标准κ-ε模型的模拟效果最好,且满足指数分布的速度入口边界条件较符合实际情况。     

湿法脱硫喷淋空塔流场数值分析

通过国际流行的商用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件Fluent及其前处理软件Gambit对湿法脱硫立式喷淋空塔的流场进行数值模拟.计算中选用k-ε模型作为计算模型,用SIMPLE算法进行计算.计算结果表明,喷淋塔的烟气入口角度对流场内烟气分布具有较大的影响,通过分析比较找出最佳角度范围.得到的结论和现场运行所出现的问题基本吻合,这说明应用k-ε模型用于脱硫塔流场的计算,从理论上对脱硫塔流场做出预报是可行的.此结果对现场运行及喷淋塔的改进具有一定的指导作用.     

氨法烟气脱硫喷淋塔烟气流场的数值模拟

利用Fluent 13,采用标准k–ε模型和QUICK三阶差值的SIMPLE算法对某600 MW机组的氨法脱硫喷淋塔烟气流场进行数值模拟。在不考虑喷淋液离散相对烟气的影响情况下,对比分析了不同的烟气入口角、塔径与烟气流动高度比、出口方式和流场优化环位置对烟气流场的影响。结果表明,烟气入口角的增大、径高比的减小、顶出口方式和优化环与喷淋液膜区距离的增大,都可以使烟气流场更加均匀。为氨法脱硫喷淋塔的设计和运行提供一定的指导作用。     

湿法脱硫喷淋空塔流场数值分析

通过国际流行的商用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件Fluent及其前处理软件Gambit对湿法脱硫立式喷淋空塔的流场进行数值模拟．计算中选用k-ε模型作为计算模型，用SIMPLE算法进行计算．计算结果表明，喷淋塔的烟气入口角度对流场内烟气分布具有较大的影响，通过分析比较找出最佳角度范围．得到的结论和现场运行所出现的问题基本吻合，这说明应用k-ε模型用于脱硫塔流场的计算，从理论上对脱硫塔流场做出预报是可行的．此结果对现场运行及喷淋塔的改进具有一定的指导作用。     

一种固体火箭发动机燃烧室内流场的仿真研究

给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与非平衡化学反应之间的耦合.计算结果表明:燃烧室内漩涡运动呈现出一定的时间与空间分布,轴向加质导致燃烧室截面上流场轴向速度分布的不均衡.     

液柱塔内流场和SO2吸收的CFD模拟和优化

为提高湿法烟气脱硫液柱冲击塔的脱硫效率，研究了塔内流场分布情况及其对SO2 .吸收的影响.塔内烟气流场分布的数值模拟以雷诺时均的纳维 斯托克斯方程为基础，采用拉格朗日离散相模型,计算了石灰石浆液液滴的运动轨迹以及气液两相之间的相间作用.分析了液柱冲击塔的烟气流速、液气比以及入口几何结构对塔内流场分布的影响，并研究了流场分布对SO2 吸收的影响. 数值结果表明，浆液的喷淋对于烟气的流动具有整流作用.浆液喷淋量一定时，随烟气流速增大，塔内烟气迹线分布情况趋于均匀.塔内流场的分布可以通过采用倾斜的入口来改善，当入口倾角为4°时，塔内流场分布相对比较均匀.     

四角切圆燃烧锅炉底层燃烧器区域流场数值模拟

基于控制容积法,采用RNGκ-ε湍流模型对某600 MW四角切圆燃烧锅炉的底层燃烧器区域流场进行了数值模拟.通过比较和分析不同射流速度的流场发现:射流速度影响实际切圆直径和动态旋转切圆气流的旋转流动速度;射流末段上游区域和动态旋转切圆中心均存在回流,这将有利于烟气与一次风的混合.     

混合对流作用下小室流场和温度场的数值模拟

建筑空调为人们提供清洁舒适的室内环境。本文在Ｂｌａｙ等人实验研究基础之上 ,采用标准关键词模型和壁面函数法 ,对具有混合对流作用的小室流场和温度场进行数值模拟 ,经与实验值对比发现 ,标准κ-ε模型可以较为准确模拟混合对流作用的流动与传热问题 ,速度值的最大偏差为 0 . 0 43ｍ ｓ,温度最大偏差值为 1 . 1Ｋ ;浮升力对ε方程中源项的影响可以不计     

脱硫塔流场的数值模拟

以湿法脱硫塔为研究对象,以紊流模型及颗粒轨道模型为理论基础,利用FLUENT软件计算了脱硫塔内的三维流场.从计算结果来看,脱硫塔塔形、烟气进口形式、脱硫层布置形式等对脱硫塔内的流场都有较大的影响.     

烟气催化脱硫反应器化学反应的数值模拟

烟气催化脱硫反应器主要通过在含有脱硫催化剂的填料表面发生脱硫反应,实现降低出口烟气的SO₂浓度,使之达到排放标准。为了准确预测脱硫率,需要探明脱硫反应器的主要结构和操作参数对其的影响。借助于ANSYS软件,利用脱硫有效容积逐渐减少的稳态计算方法,模拟反应器内的非稳态流动和催化氧化反应,可以探明烟气SO₂浓度、空速和填料高度对脱硫率的影响,找到反应器脱硫率随时间变化及出口SO₂浓度随时间变化的规律,并通过流动模拟数据和实验结果的对比修正适合催化脱硫的计算模型。研究结果表明：在脱硫催化剂加热阶段对脱硫速率的影响较大,会使脱硫率降低;进口烟气SO₂浓度的增加会使反应器脱硫率下降、出口SO₂浓度增大;空速对脱硫率有较大的影响,过高或过低的空塔气速均不利于脱硫系统的运行;催化剂床层高度越高,脱硫率越高。因此,考虑到实际工业操作中烟气加热催化剂阶段的影响,对反应速率常数表达式进行温度修正,所得的结果可与工业试验数据很好的吻合;将实际工况中反应表面的减少简化为反应空间的减少,并将床层划分为若干个子空间,采用逐渐减少计算域催化反应总空间容积进行非稳态流动和化学反应模拟是可行的;为了达到较高的脱硫率,空速在0.2~0.3 m/s的范围内选取较为合适;催化剂填料床层高度适宜的范围为1 600~1 800 mm。这些为工程设计提供了重要的依据。     

超重力法炼厂干气MDEA选择性脱硫实验研究

炼厂干气含有大量H₂S和CO₂ 组分,为了提高炼厂干气脱硫效率,提高胺液选择性吸收脱硫的效果,采用超重力旋转床作为吸收脱硫反应器代替传统板式吸收塔进行实验研究。考察了旋转床转速、胺液流量以及吸收温度对脱硫脱碳吸收效果的影响。实验得出较优的操作条件:在干气流量4500m3/h,压力0.8MPa,胺液流量8m3/h,转速800r/min,吸收温度42~45℃的条件下,可以获得较好的吸收效果,吸收后干气中H₂S体积分数为0.01%,满足后续硫含量排放要求。结果表明,吸收剂在反应器中的停留时间越短,H₂S的选择性吸收效果越好;采用旋转床反应器可以代替传统板式吸收塔是可行的。     

生物滴滤法脱除废气中SO2工艺的研究

优化生物滴滤塔的性能,以提高其对SO2废气的处理效率．在单因素实验的基础上,以气体流量、SO2浓度、温度及pH值作为考察因素,通过设计正交试验,研究其脱硫最佳工艺条件;在最佳工况条件下探讨不同入口浓度、不同填料层高度及喷淋量对脱硫效率的影响．结果表明,各因素对SO2去除率影响大小次序为SO2浓度〉温度〉气体流量〉pH值;最佳工艺条件为气体流量0．9m^3／h,SO2浓度1000mg／m^3,pH值2．3～2．4,温度28℃．脱硫率随填料层高度增加而增大,30L／h喷淋量的脱硫效果较优于24L/h,并且生物滴滤法比较适合于低浓度脱硫．     

动力波洗涤器的数值模拟研究

对动力波洗涤器进行了数值模拟研究,依据流体动力学原理建立气液固三相耦合模型：即质量、动量、能量和湍动能耗散输运方程,在构造脱硫装置的网格模型基础上,通过有限元数值计算方法,借助流体软件计算了脱硫反应器在不同的液体与气体流量时压力损失,将模拟值与实测值进行了对比,误差较低,表明本模型及其参数具有一定的准确性和可靠性。     

基于双流体模型的烟气喷动床脱硫过程的数值模拟

以气固两相流体动力学为基础,采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论,引入复相催化脱硫反应动力学模型,对喷动床应用活性炭颗粒脱硫的过程进行模拟。获得了喷动床具有喷射区、环隙区和喷泉区的流动状态,分析了床内气目的速度矢量分布及SO2质量分数的分布情况。结果表明：喷动床内环隙区脱硫效果最好,且流经环隙区烟气量占总进气量的60％-859／6,说明喷动床内特有的流动状态有利于烟气的脱硫。当表观速度由1.099m／s减小到0.732m／s时,喷动床的脱硫效率提高25％。因此在保证喷动床稳定工作的情况下,适当减小入口的烟气速度,有利于提高活性炭喷动床的脱硫效率。     

入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟

利用FLUENT软件对三种不同入口位置的喷淋塔的内部两相流场进行了三维数值模拟。在计算中气相采用标准k-ε模型计算,SIMPLE算法。重点研究了不同入口位置的喷淋塔内的流场及压力的分布情况。计算结果表明,对同一喷淋塔,入口位置不同对塔内流场有很大的影响。此结果对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值。     

电站锅炉SCR脱硝系统导流板的设计与优化

为了优化某燃煤电厂选择性催化还原（SCR）脱硝系统的流场,研究不同导流装置的设计对该系统内流场的影响.基于fluent软件,对SCR脱硝反应器的流场进行数值模拟,应用可实现（Realizable）k-ε双方程模型计算气体的湍流运动,采用物质输运方程预测烟气组分的混合,研究反应器原设计方案下的速度场和浓度场信息,并通过优化导流装置对SCR脱硝系统结构进行优化.研究表明：优化后可以保证系统内烟气速度标准偏差小于10%,浓度流场小于5%;有利于减少SCR系统的压降,优化后压降小于800 Pa;同时将数值模拟结果和试验数据进行对比,得到了较好地吻合.     

进气方式对液柱喷射试验塔内部流场的数值模拟

以新型液柱塔的实验装置为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部气体流场进行模拟,气流湍流由k-ε模型描述,预测了不同进气方式下的气相湍流流场分布及沿塔高方向不同截面上的气速分布。模拟结果表明,不同的进气口形式对气速分布影响很大,可通过改进进气口结构对塔内气流分布进行优化。模拟得到了最佳进气口形式:开口窄边弦径比d1/D=0.3,宽边弦径比d2/D=1。     

虾米腰弯管内置导流板优化

为研究虾米腰弯管内流场分布,改善管内流场均匀性,采用Realizable k-ε模型对加装导流板前后的弯管内湍流二次流动进行三维数值模拟研究。结果表明：虾米腰弯管内未布置导流板时,在流体转弯后水平直管段出现较大范围的低速区,同时出现回流现象,气流分布极不均匀且阻力损失较大。布置导流板后,能有效改善弯管内流体的流动特性并降低系统能量损失。分析不同数量、不同结构、不同布置方式的导流板对弯管内流场均匀性、进出口压降的影响,提出虾米腰弯管内导流板最优布置方式为：导流板的数量为3块、中心角为60°、导流板均靠后布置。