分子筛吸附干燥氢气过程的数值模拟

分子筛对水有极强的吸附能力,在十分宽广的操作范围和动力学条件下,它都具有吸附容量高、吸附速度快、热稳定性能好以及操作循环稳定等特点,因此分子筛对氢气进行干燥的净化效果最佳.分子筛的吸附过程与很多因素有关,就分子筛吸附干燥氢气过程进行数值模拟,研究空塔气速对分子筛吸附速率和吸附床层温度的影响,从理论上给出分子筛吸附干燥氢气过程的工艺条件优化值.     

基于计算流体力学的平房仓通风系统数值模拟

针对平房仓常用的"U"型和"圭"型机械通风系统,在热湿传递偏微分方程的基础上,根据局部热质平衡原理,建立通风冷却干燥过程中粮堆内热湿耦合传递数学模型.以高大平房仓为例,建立不同机械通风系统下通风冷却过程中粮仓的三维物理模型;以相同的送风空气量为入口边界条件,进行计算流体动力学数值模拟,分别从通风50 h后的压力场、温度场和能量损失3个方面对比研究了两种不同机械通风系统的特点.     

不同温度带多氯联苯土壤残留特征的数值模拟

为了解多氯联苯(PCBs)在不同温度带的环境分布行为及特征,采用ChnGIPERM(Chinese gridded industrial pollu-tants emission and residue model)模型,对PCB同系物单源以相同排放量向大气排放,进行了土壤残留特征的数值模拟,并根据不同温度带选取相应的受体点,进行环境分布行为及特征的分析研究.研究结果表明,PCB同系物在土壤中的残留量与离污染源的距离、理化性质及气象条件有关,随着距离的增大土壤残留浓度降低,气象条件会影响多氯联苯的分布状况.PCB同系物从土壤中的挥发与具有较强温度依存性的蒸汽压有关,低氯取代的PCB同系物因其蒸汽压大于高氯取代的PCB同系物,易于从土壤中挥发而导致其土壤中的残留量迅速降低.[OH]降解速率系数随着氯原子数的增多而降低,从而使长距离迁移过程中,高纬度地区随着氯原子数的增多而使PCBs土壤中的含量增高.     

某影城放映厅气流组织的数值模拟研究

针对武汉汉口繁华地带某影城放映厅内热环境不舒适的情况,应用CFD软件F luen t对该放映厅内的气流组织进行了数值模拟,给出了室内的温度分布情况,分析了存在的问题及原因,然后选取不同的送风速度和送风角度,模拟室内的气流分布状况,得到了比较满足人体热舒适要求的送风速度和送风角度.     

叶轮式颗粒流量计工作过程的数值模拟

用颗粒离散法数值模拟循环流化床中测定物料流率的叶轮式流量计工作过程。数值模拟结果表明颗粒质量流率与叶轮转速基本呈线性关系，这与实验所得到的结果相吻合。研究了叶轮的叶片数目和角度对颗粒质量流率与叶轮转速关系的影响。     

熔融碳酸盐燃料电池的计算流体力学模拟

为研究熔融碳酸盐燃料电池内发生的传热传质和电化学反应等物理化学过程，建立了一个三维数学模型.模型综 合考虑了电池内的流体流动、传热、多组分传递、电化学反应及电压-电流关系等.利用计算流体动力学（CFD）技术对数 学模型进行了数值模拟计算，得到了不同流动形式（顺流、逆流和叉流）电池内的温度和组分的体积分数等的详细的空 间分布，分析和讨论了相应的传递机理.结果表明阴极的出口温度大于阳极，且逆流方式有利于降低出口温度；化学反应 速度主要取决于阳极燃料气体的体积分数.     

数值模拟分析在锅炉改造设计中的应用

以某直流锅炉为例,采用气－固两相流动数值模拟的方法,将数值计算得到的该炉改造前、后炉膛各截面煤粉颗粒的速度分布、浓度分布及湍动能分布进行对比,分析了改造前造成水冷壁高温腐蚀的原因,验证了改造方案的正确性,认为改造方案可以从根本上解决水冷壁高温腐蚀问题,数值模拟的结果与改造前、后的实际检查情况完全吻合,表明对炉内气固两相流动数值模拟是正确的。     

生物质混燃特性的数值模拟与实验研究

为探究生物质混燃特性,以圆筒形燃烧室的锅炉为例进行数值模拟与实验研究。选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为混燃燃料,利用FLUENT软件分别对4种单一生物质在燃烧室中心截面上的温度分布进行数值模拟,并根据模拟结果进一步将燃烧室中心截面温度最高的玉米秸秆和最低温度的稻秆混合燃烧模拟和实验研究,来研究不同质量掺混比、一次风速和一次风温对生物质混燃的影响。研究结果表明：4种生物质分别燃烧时,燃烧室中心截面上最高温度的排序依次为：玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆,玉米秸秆的最高温度相比另外3种生物质高100 K以上,玉米秸秆与稻秆的最佳质量掺混比为7:3,最佳一次风速、一次风温分别为48 m/s、1 300 K,且在最佳混燃参数下,生物质混燃提高了生物质单燃的燃烧特性,有效地解决了生物质单燃时热值较低的问题;并通过混燃实验研究了玉米秸秆与稻秆在最佳混燃参数下的燃烧特性,验证了其模拟值与实验值之间具有良好的一致性。     

淬火过程中工件温度场和应力场的数值模拟

本文综述了淬火过程中工件温度场、相变过程及应力场和残余应力场的数值模拟研究。     

玄武岩纤维成型区粘性流动过程的数值模拟

玄武岩纤维的成型过程是制备玄武岩纤维的关键，研究其流动、传势规律及参数变化对提高玄武岩纤维质量，减少断丝，增加纤维强度具有重要意义。通过建立成型过程中流动和传热的数学模型，在合理简化后进行数值模拟，得出了玄武岩纤维丝根处的温度、速度、粘度的分布以及丝根的几何形状。计算结果显示：丝根呈圆锥形，距离漏嘴2.5mm左右处为上丝根和中丝根的分界点；上丝根丝根的半径变化率大于中丝根的半径变化率；丝根的几何尺寸与漏嘴直径及最终纤维直径有关；中丝根区的速度、温度、粘度的变化率最大，是纤维成型的主要区域；纤维的固化点取决于纤维与周围环境的换热条件。     

旋流器流场的数值模拟及对流场特性的分析

旋流器内的流场对分离性能有很大的影响,由于受到各种因素的制约,各使用条件下的旋流器内部流场不可能完全由试验的方式来确定,因此采用数值模拟不失为一种有效的方法,在此液相采雷诺应力模型（RSM）和SIMPLEC算法,对水力旋流器内部流场进行了数值模拟计算,根据计算结果对旋流器内三维速度分布提出了一些新的认识,并分析了旋流器内出现速度缓变区原因,这将导致颗粒富集而出现高浓度区进而影响分离效率;此外,模拟结果显示除了进出口区域外,在分离主体部分的流场也存在着不对称性和不稳定性,这种不对称性和不稳定性受进口速度、进口结构布置以及旋流器锥角的影响;模拟结果还显示在空气柱中心处从底流口至溢流口方向上存在着压力梯度,这将是空气在空气柱内流动的推动力之一,以上的这些特性对进一步充分认识旋流器的分离机理提供了一些依据。     

浮头式换热器的结构改进及流场模拟分析

为了消除传统浮头式换热器浮头端存在的流动死区,本文采用数值模拟软件ANSYS FLUENT,对浮头式换热器壳程流体的流动进行数值模拟,模拟结果证明浮头式换热器浮头端管箱内存在介质流动的死区,同时提出了4种改进结构,并利用ANSYS FLUENT对改进后的换热器壳程流场进行模拟分析,结果表明,4种结构均可有效消除流动死区,而浮头端与壳程旁路相连,有流出旁路的结构最能保持壳程内流体流动,也最为合理。该结构对提高换热器的换热效率,减少换热器故障具有十分重要的工程意义。     

摩擦液柱成形过程的二维CFD数值模拟

采用Gambit软件建立了摩擦液柱成形（FHPP）过程流场的二维轴对称模型,运用商业计算流体动力学软件Fluent对FHPP稳态阶段塑性金属的流动情况进行了数值模拟。通过改变模拟过程中的单一关键参数而保持其他参数不变,分别讨论了金属棒和孔洞之间径向间隙、材料粘度、金属棒转速、金属棒进给速度以及基材孔底形状等对理想金属塑性流体流动成形过程中速度场和压力场分布变化的影响。结果发现,塑性金属材料的压力分布主要受进给速度（即轴向力）和材料粘度的影响,与金属棒的旋转速度和径向间隙关系不大;而速度分布受进给速度以及径向间隙的影响不明显,但与金属棒的旋转速度关系密切,尤其是靠近速度入口面以及金属棒附近的材料受旋转作用影响显著;通过改变基材孔洞底部的形状,可以改善塑性金属材料的流动情况,同时也揭示了实验过程中孔洞底部存在缺陷的原因。     

Application of Computational Fluid Dynamics to analysis of metallurgical process for continuous casting tundishes

A series of simulations by mathematical and physical modeling on fluid flow, mass and heat transfer in continuous casting tundishes have been carried out. It was found by computational fluid dynamics (CFD) simulation that in most cases tundish flow must be treated as a non-isothermal reactor due to the existence of temperature difference between the transport ladle and the tundish. The critical conditions when the non-isothermal flow in the tundish can not be neglected have been found by CFD simulation and water modeling. A direct measurement in a 40 t tundish has confirmed the simulation results.     

气固流化床中流动特性的数值模拟

给出了适于浓密气固流化床的双流体力学模型,采用ＩＣＥ和改进的ＩＰＳＡ算法,对均匀布风气固流化床中的流动特性进行了数值模拟,得到了均匀布风自由鼓泡流化床中的一种流动结构。计算结果与实验结果表明,所采用的计算模型和数值方法具有较高的可靠性。     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

基于气体动理学格式的平板绕流数值模拟

介绍了基于Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）模型的气体动理学格式Gas Kinetic Scheme（GKS）数值算法。给出了平板绕流的物理模型以及边界的处理方式,同时进行了算法准确性验证。对不同雷诺数条件下的单平板绕流进行数值模拟,随雷诺数的增大,涡不断被拉长,逐渐失去对称性,形成卡门涡街;对Re=300的前后平板绕流,当板间距较小时流场处于对称尾流区,没有涡的脱落,当板间距较大时会形成卡门涡街;对Re=300的上下平板绕流,当板间距较小时流场特征与单平板绕流相似,当板间距较大时会形成两列涡,在下游较远处开始逐渐合并。     

基于FLUENT的架空天然气管道泄漏数值模拟

建立了天然气管道在空旷地面发生泄漏的三维模型,对高速泄漏区域进行了网格细化。利用 CFD商业软件 FLUENT 6.3对泄漏过程进行模拟,考察了大气风速、泄漏初速度和泄漏口形状（圆形和菱形）对泄漏的影响。模拟结果表明,风速对天然气泄漏喷射射流角度有较大影响,扩散范围随扩散高度而增大;泄漏初速度对天然气喷射高度有较大影响,扩散高度随泄漏初速度的加快而变高;圆形泄漏口的硫化氢泄漏范围最宽。研究结果对加深长输天然气管道泄漏扩散规律的认识、事故的预防具有一定的意义。     

阀门内流场数值模拟分析研究

文章在讨论阀门流量系数计算原理的基础上,给出了阀门内流场数字模拟分析方法。利用COSMOS/FloWorks实现球阀的流量系数计算分析,计算分析验证了应用CFD技术所计算阀门流量系数的准确性,并揭示球阀内流场压力的分布情况规律,为现实的设计生产提出了一种较为简单易行的计算阀门流量系数的方法。