高炉回旋区数学模型与CFX的数值模拟

为研究高炉回旋区内的物理化学状态,分析了回旋区内存在的焦炭热解、水分蒸发、燃烧、气体湍流等化学反应,建立了基于颗粒轨道的湍流数学模型,并利用CFX对数学模型进行了数值模拟。模拟结果表明:回旋区内,气流呈双涡旋分布,气体速度大部分小于16 m/s,峰值温度在2 670 K左右;焦炭粒子数为1 000时,在水平面内CO2和CO气体的峰值浓度分别为17%和27.4%;高炉煤气流分布为中心气流弱,边缘气流强。数值模拟结果基本与高炉操作实践结果吻合,对进一步研究高炉回旋区提供了有意义的探索。     

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟

为更好地了解回旋区内气体、煤粉的各种经历效应，本文基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程，建立了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型。将所建模型分别对冷态模型内气粒两相流动和某企业750m^3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动和煤粉燃烧进行了数值模拟，并采用PDA对冷态模型内气粒两相流场进行了测量，结果表明，实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致，平均相对误差为11．6％；热态模拟的模拟结果与国外实验测量结果较吻合，平均相对误差约为15．8％。该模型能够较准确地预测风口回旋区内的燃烧情况，可以减少高炉操作费用，正确指导生产实践。     

高炉回旋区燃烧数值模拟研究

为研究回旋区内物理化学状态,对回旋区内存在的焦炭热解、水分蒸发、燃烧、气体湍流化学反应进行了分析,建立了基于混合颗粒条件的湍流数学模型,利用CFX进行了数值模拟.结果表明:回旋区内,气流呈双涡旋分布,气体速度大部分小于16 m/s,峰值温度在2 670 K左右,焦炭粒子数为3 000时,CO2和CO气体峰值浓度百分比分别为17.0%和27.4%,高炉煤气流分布为中心气流弱,边缘气流强.红外测温实验及大量操作实践验证了数值模拟结果基本是正确的,对进一步研究回旋区和创新高炉操作制度提供了理论依据.     

高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟

阐述了高炉回旋区运动及反应机理，建立了模拟回旋区的三维综合模型，模拟了回旋区内物理过程和化学过程，得到了焦炭颗粒的速度分布、回旋区内的温度分布和高炉风口燃烧带的温度及煤气成分变化．冷态模拟结果与实验结果基本一致，预报的温度分布符合实际工况。     

高炉回旋区的机理分析及三维数值模拟

阐述了高炉回旋区运动及反应机理 ,建立了模拟回旋区的三维综合模型 ,模拟了回旋区内物理过程和化学过程 ,得到了焦炭颗粒的速度分布、回旋区内的温度分布和高炉风口燃烧带的温度及煤气成分变化 .冷态模拟结果与实验结果基本一致 ,预报的温度分布符合实际工况     

高炉回旋区模型PDA测试及数值模拟研究

应用相似与模化原理建立了高炉回旋区三维冷态试验模型,并应用三维激光相位多普勒分析仪(PhaseDopplerAnalyzer,PDA)对模型内流场进行了测量,同时用所建立的数学模型对流场进行了数值模拟。研究发现:涡流中心速度梯度出现突增的现象,数值模拟与试验结果比较一致。     

基于多相流的高炉仿真模型研究

利用CFD(computational fluid dynamics)技术建立炼铁高炉内部二维数学模型，模拟了多相态在高炉中的运动及热传递情况。模型中包括气、液、颗粒和粉相态，对高炉中存在的主要化学反应做了简化处理。模型充分考虑了各相态之间的耦合作用，体现它们之间相互关系。能够预测当一种相态的参数变化时，其它各相所会产生的相应状态变化。通过计算可得到各个相态的稳态速度、温度等结果，尤其软熔带、回旋区等关键区域的仿真情况对高炉操作非常重要，为高炉的系统仿真和高效运行提供了有力工具。     

考虑颗粒对高炉风口回旋区湍流影响的气固两相模型

基于颗粒相欧拉模型,建立了考虑大颗粒对湍流增强作用的颗粒碰撞模型.该模型充分考虑颗粒尾迹对湍流的作用,并把作用结果以源项的形式加入原有模型;在对离散相进行模拟时,还考虑颗粒之间的碰撞作用.最后用该模型对高炉回旋区内的气固两相流动进行了模拟,模拟所得的颗粒平均速度和脉动速度分量与实验结果吻合良好.结果表明,考虑颗粒对湍流增强作用及颗粒之间作用后的新模型预报结果得到了明显改进.     

高炉风口多股流喷吹粉煤与空气流动数值模拟

为了揭示多股流喷煤枪喷吹粉煤－空气两相湍流流动过程流场分布情况,根据质量守恒、动量守恒、混合组平衡的基本规律建立了高炉粉煤喷吹三维气－粒湍流流动过程数学模型,采用K－ε-g方程描述风口风气－粒两相的湍流流动,并基于SIMPLE思想,通过对Euler坐标下节点离散化方程的耦合关系分析求解,对喷枪改型前后高炉风口内气－粒两相湍流流动进行了数值计算。结果表明：多股流喷煤枪能使粉煤颗粒流在风口内混合得更好。     

多股流喷吹粉煤时高炉风口内粉煤浓度场分布

为了揭示改型前，后2种喷煤枪喷吹粉煤气－粒两相湍流流动过程的浓度场的分布，根据质量守恒，动量守恒，混合组分平衡的基本规律建立了高炉粉煤喷吹三维气－粒两相湍流流动过程数学模型，采用k-ε方程描述风口内气－粒两相的湍流动，通过对Euler正交坐标下节点离散化方程的耦合关系分析求解，采有3组粒度不同的粉煤颗粒对喷枪改型前，后高炉风口湍流流动进行数值计算，计算结果表明：随着粉煤颗粒粒度的增加，多股流喷枪对风口底面的低浓度特性明显，当粒度为100μm，喷枪对风口底面的浓度为单股流时浓度的1／20；当粒度为75μm时，为1／10，当粒度为50μm时，为1／5，这与实验结果相吻合。     

A review of engine application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas

The application and fundamental study on turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas is reviewed in this paper.Discussions include the combustion characteristics of direct injection engine fueled with hydrogen enriched natural gas,visualization study of direct injection combustion of hydrogen enriched natural gas using a constant volume vessel,and the fundamental study of turbulent premixed combustion of hydrogen enriched natural gas.The effect of additional hydrogen on the combustion process of natural gas engine is investigated from the fundamental view of the interaction between combustion reaction and turbulent flow.     

Numerical Modeling of NO Formation during Packed-bed Combustion of Coke Granules

A comprehensive kinetic model of NO formation during coke combustion in packed-bed in presence of noncombustible particles was developed. The detailed homogeneous gas-phase chemistry (including 102 chemical reactions), heterogeneous gas-solid chemistry (including 11 reactions) of coke combustion and NO formation, and the heat and mass transfer were taken into account in the present model. The governing equations which are strongly coupled, non-linear and unsteady with 26 unknowns in total, were dispersed into differential equations with the finite differential method. Meanwhile, all the differential equations were numerically solved to give the time-histories and space-distributions oftemperatures of the bed and gas phase as well as the concentrations of all the gaseous species. By comparison, the experimental data were explained well by the calculated results. Based on the kinetic and mathematical model, the effects of O2 content of inlet gas, the initial chemical analysis of coke, bed-temperature and local reductive atmosphere (CO/O2) on NO formation during packed-bed coke combustion were numerically discussed. It was found that coke samples with a higher initial content of [N] and volatile matters, combusted under a suitable O2-containing atmosphere produced less NO emission. The reactions between CO and NO, catalyzed by high temperature surface of coke particles may be responsible for efficient reduction of NO.     

基于ANSYS和FLUENT的内燃灶进排气管设计

针对传统燃气灶和吸油烟机存在的诸多弊端,本文基于ANSYS和FLUENT给出了内燃灶的结构原理,建立了内燃灶进排气管结构模型,并对进气管和排气管内的气体进行流场和温度场的仿真分析,仿真结果表明,在两个管内部的形状突变处和靠近进气口处,气体处于紊流状态,在管内靠近出气口处是比较稳定的层流状态。这种层流状态有利于气体流通,但不利于排气管内部高温气体与外部进行热交换,大量的热通过排气管排出室外,不利于废气余热再利用;同时,经分析,理论废气温度与实验数据存在较大的偏差,可见排气管中废气温度的变化与原理样机实验结果中废气温度的变化相吻合。该研究对废气余热利用和内燃灶功能的实现具有重要作用。     

柳钢300m~3高炉炉墙结瘤和炉缸堆积的处理

柳钢3号高炉于1996年3月炉况失常,高炉北面炉墙结瘤和炉缸堆积。采取了下部吹透、上部放开的措施,同时适当降低结瘤部位的冷却强度,维持较高的炉温,取得了炉况顺行,高炉煤气流分布合理,节焦增产的冶炼效果。     

不同ω形凹坑燃烧室内湍流特性的计算

内燃机缸内流动是及其复杂的三维湍流流动,其流动具有强压缩性、强旋转和各向异性的特点。模拟和分析内燃机的燃烧和排放,需要对缸内湍流运动描述和模拟。把采用了应力张量和应变张量的三阶相关关系的一个非线性涡粘度湍流模型进行修正后应用于内燃机缸内湍流流动计算,用此模型对几种ω形凹坑燃烧室内燃机汽缸内的流动进行计算,特别考查不同结构燃烧室内各处的湍能的变化,给出了燃烧室结构对缸内湍能影响结果,结果表明,凹坑结构对内燃机缸内湍能的分布和平均湍能的大小影响很大,可适当调整燃烧室结构来改变缸内湍流结构。     

中心加焦技术在攀钢4号高炉的实验性应用

攀钢4号高炉从1994年5月开始采用中心加焦技术，在一定程度上改革了高炉顺行，改善了中心料柱的透气性，发展了中心气流，悬料次数明显减少，焦比明显降低，对改善各项技术经济指标取得了一定效果．     

柱形凹坑燃烧室内燃机缸内湍流流动的计算

内燃机缸内流动是具有强压缩性、强旋转和各向异性的复杂的三维湍流流动,对缸内湍流运动的正确描述和模拟,可正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放。应用经修正的RNGk-ε湍流模型对内燃机缸内湍流流动进行数值计算。计算不同结构的柱型凹坑燃烧室缸内流动,特别是对偏心圆柱凹坑燃烧室缸内流动的计算,给出了计算得到的平均湍能的变化及速度变化情况,结果表明,内燃机燃烧室构型对缸内湍流特性有很大的影响,适当改变缸内结构能有效改善缸内流动。     

燃烧室形状对甲醇发动机燃烧过程的影响

以甲醇发动机为研究对象,建立了三维数值计算模型,并对模型的有效性进行了验证,在此基础上,对直口、敞口和缩口3种不同形状燃烧室的工作过程进行计算,详细分析了燃烧室形状对缸内速度场分布及湍动能分布,火焰传播过程,燃烧压力、压力升高率、缸内温度及NO排放的影响.结果表明,直口燃烧室的燃烧持续期居中,并有适合的压力升高率,NO...