高浓度二氧化碳烟气辐射换热特性分析与计算

介绍了常规辐射特性计算方法、逐线计算方法和基于光谱法窄谱带模型的Leckner方法,采用Leckner方法对二氧化碳烟气辐射特性进行计算并与常规计算和逐线计算进行比较,结果表明由于范围限制常规方法不适用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算,Leckner方法能保证足够精度,较之传统方法有着更广泛的适用范围,可用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算;采用Leckner方法计算表明,在高浓度二氧化碳烟气中,发射率随烟气温度的增加而降低,随辐射层厚度的增加而升高。     

混合气体谱带模型的修正

针对目前气体辐射特性计算模型存在的不完善因素，本文通过考虑滤长、温度总压以气体成份对总辐射特性的影响，提出了用谱线增宽程度和指数宽带参数对现有的混合气体谱带模型进行修正。并从两个方面对模型的正确性进行了验证。结果表明，本模型的计算结果与实验数据吻合良好。     

混CO2气井相态特征

通过实验对不同含量CO2天然气偏差因子、密度的相应高压物性变化规律进行相态变化研究,针对沿井筒相态的关键参数压力、温度等变化规律复杂,而多个参数关联起来变化可能性更多,不可能通过实验一一测定,对不同含量CO2气井应用常规天然气井压力温度计算模型加不同CO2含量状态方程修正偏差因子,从而通过数值方法对非线性方程编程计算压力温度分布,并进一步计算相态参数偏差因子、密度分布.通过相关实例研究混CO2气井相态特征,得出混CO2气井流动气柱时成饱和蒸汽相、不饱和蒸汽与气相分布;而静止气柱时成液相、液气过渡相、气相,呈现重上轻下的倒置现象,实验结果与相关油田测试结果比较,相态特征基本吻合.     

燃烧过程中气体辐射特性分析

水蒸气、二氧化碳和一氧化碳是燃烧过程中的气体生成物,对燃烧系统内的辐射换热有重要影响。比较2个窄谱带数据库参数,即SoufianiTaine数据库和RiviereSoufiani数据库,针对参与性气体的非灰辐射特性,采用统计窄谱带模型考察水蒸气、二氧化碳和一氧化碳3种气体的光谱透射率。结果表明,基于RiviereSoufiani数据库的计算结果与逐线法基准解吻合较好,SoufianiTaine数据库偏差较大。引入离散坐标法,利用2个窄谱带数据库和统计窄谱带关联K模型,研究一维、二维和三维火焰的辐射换热情况,比较发现,采用2个数据库所得的辐射热流和辐射密度差别不大,仅在温度跃变处相差较大。     

富含CO_2天然气井井筒偏差因子的计算方法与应用(英文)

以富含CO2的天然气为研究对象,选偏差因子（Z）作为修正参数,结合基于质量、动量、能量守恒原理及传热学理论的预测井筒流体压力、温度分布的数学模型进行了计算,通过实验数据筛选出验证计算偏差因子（Z）的状态方程并得出适合于富含CO2气井参数计算的模型,计算表明PK状态方程适用于CO2含量小于40％的情况,并以实验数据为基础,通过数值插值方法,即三次样条插值计算出不同压力、温度下的偏差因子,最后通过建立模型计算了在不同管径、不同C02含量、不同产量等情况下压力、温度、偏差因子在井筒中的分布情况,发现管径对各参数影响较小,CO2含量和产量对各参数有一定影响,进一步分析了流动气柱井筒各参数变化与地层传热等热平衡原理的相关规律．     

大气压冷炬转动温度和振动温度二维分布研究

通过线阵式光纤光谱仪测量N2+第一负带系(B2→X2)的(0,0)带振转谱线和N2的第二正带系(C3∏u→B3∏g)的顺序带组,分别利用玻尔兹曼图解法和斜率法,得到等离子体的转动温度以及振动温度径向和轴向的二维空间分布.实验结果表明,转动温度和振动温度在空间的不同位置存在不同的梯度和单调关系.转动温度在径向中心位置存在极大值,向两侧单调递减,并沿轴向位置迅速衰减.振动温度在径向中心位置存在极小值,向两侧单调递增,并在轴向位置基本保持恒定.     

气固循环流化床碳化室局部CO_2摩尔分数的研究

在内径0.1 m,高1.0 m的碳化室(浓相区)和高3.0 m上升段的气固循环流化床反应器内,分别以混合气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))和CaO颗粒(平均粒径0.85 mm)为气相和固相,采用不同温度、表观气速和CaO颗粒循环速度,对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了系统研究。应用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了模拟计算。在模拟计算过程中,通过自编C语言程序,将CaO与CO2反应的动力学模型与Fluent 6.2中的传统模型结合。模拟结果显示:最佳反应温度为925K;表观气速为0.10 m.s-1;CaO的循环速度为0.12 m.s-1。在较低温度下,碳化室内不同高度局部CO2摩尔分数的模拟结果与实验数据吻合良好。随温度增加,计算值与实验值误差增大。     

基于非线性徐变模型的DAPEIN重力坝温控仿真

目前常采用线弹性徐变模型进行混凝土坝施工期温度应力的仿真分析.当混凝土应力较小时,采用线弹性徐变模型是可行的,但当混凝土应力超过相应龄期抗拉强度的一半时,混凝土的徐变变形与应力之间呈现出明显的非线性关系.改进的非线性徐变模型能考虑徐变变形与应力的非线性关系,将改进的混凝土非线性徐变模型应用到缅甸DAPEIN大坝的施工期温度应力仿真分析中,仿真结果表明,采用线弹性徐变模型与改进的非线性徐变模型计算的徐变温度应力差别较大,采用传统线弹性徐变模型计算的温度应力偏大.     

辐射废锅内高温高压合成气的辐射特性

以Edwards的指数宽带模型为基准,研究了含一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的整体煤气化联合循环系统(IGCC)气化炉出口合成气在高温高压环境下的辐射特性,计算出了混合物在不同气体温度、压力、壁面温度和射线行程长度下的总吸收比和总发射率,并将低压下的值与Hottel线算图进行了对比,对比结果良好.针对一工程实际IGCC(压力3.5MPa、平均温度约1300K)辐射余热锅炉,选用了合理的辐射与对流换热模型,将指数宽带模型应用于炉内换热计算,结果显示:辐射换热是炉内主要换热方式,辐射换热可达总换热量的70%左右,炉膛出口烟温计算值与现场值符合较好.     

格栅湍流激励下的螺旋桨宽带非定常力特性

为了研究船舶推进器低频宽带辐射噪声的激励源特性,本文采用相关方法对一模型十叶桨在格栅湍流下产生的脉动推力宽带谱进行了计算,评估了不同工况下脉动推力中各成分的相对量级,与实验测试结果的对比验证了计算方法的可靠性。并从螺旋桨的运行工况、来流特性和桨叶自身几何参数3个方面入手对宽带非定常力演变特性进行了研究,结果表明：相似工况下叶频宽带峰幅值与转速的二次方近似成线性关系;临界积分尺度与桨叶数呈反比;纵倾无法降低宽带非定常力,而多项式的侧斜角分布较线性分布对于叶频宽带峰的控制效果更好。     

二氧化碳在水中扩散系数的实验测定和计算

当二氧化碳注入海底后,液体二氧化碳或者二氧化碳水合物能否稳定存在,其中重要的参数之一就是不同情况下二氧化碳在液体中的扩散系数。在水温4～30℃,压力为1MPa下,用自制的实验设备测量了二氧化碳的扩散系数。结果表明,在高压条件下,扩散系数是一个与浓度有关的量。根据短时间内扩散量与时间平方根之间存在着线性关系,引入不定函数描述与浓度有关的扩散过程,得到了二氧化碳-水体系与浓度相关的扩散系数的数据,并拟合得到了所研究情况下二氧化碳的扩散系数与温度、浓度等因素之间的计算式。     

含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

针对当前电力系统中弃风现象严重以及二氧化碳排放量高的问题,提出一种含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济调度模型,引入经济折算系数将二氧化碳排放量折算到经济维度和系统的运行成本共同组成综合成本最低的目标函数,并考虑含电转气的电力系统及天然气系统的能流模型与安全约束,用内点法予以求解。采用修改的IEEE 30节点电力系统和比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过比较4种不同模型下的综合成本与二氧化碳排放量,验证所提模型能有效兼顾系统运行的低碳性和经济性,同时大大提高消纳风电能力。取不同经济折算系数会得到低碳性与经济性不同侧重的最优调度结果。     

不可逆四热源吸收式制冷机的最优性能

为从热力学角度获得吸收式制冷机更为有用的性能上界,建立其四热源循环模型.该模型将吸收式制冷机视为一个由不可逆卡诺热机驱动的不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,考虑热阻及工质内部耗散的不可逆性.运用优化理论,推导出:制冷量与性能系数间的基本优化关系;总热导率在各换热器间的最优分配关系;最大制冷量及相应性能系数的一般表达式.与三热源制冷循环模型相比,四热源制冷循环模型更接近于实际的吸收式制冷机.     

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。     

含固体微粒悬浮液的化学吸收动力学的研究

以氢氧化钙悬浮液吸收二氧化碳气体为例,对固体粒子参与化学反应的气液固三相反应过程进行了研究,提出气液固三相反应动力学模型,为验证模型的正确性,对上述反应过程的速率进行了实验测定,实验结果与模型计算结果相吻合。     

食品级二氧化碳提纯塔优化控制模型

利用相关系数阵的条件数研究 CO2 影响因素之间的复共线性 ,利用对数回归方法建立成品 CO2 浓度与影响因素之间的非线性回归模型。结果表明 CO2 影响因素之间的复共线性可以忽略。经检验 ,回归方程与回归系数均有较好的显著性。回归模型拟合程度较好 ,对实际生产具有指导意义。同时 ,利用改进单纯形法寻找 CO2 浓度达到 99.5%左右时的最佳控制点 ,得到了令人满意的结果     

Atmospheric CO2 retrieval with a look-up-table based method by combining near and thermal infrared spectra

In order to precisely retrieve the atmospheric CO2 , a retrieval method based on both near infrared （NIR） and thermal infrared （TIR） is established firstly. Then a look-up-table （LUT） based fast line-by-line radiative transfer model （RTM） was integrated into the retrieval procedure to accelerate radiative transfer calculations. The LUT stores gas absorption cross-sections as a function of temperature, pressure and wavenumber. It could greatly reduce calculating time in radiative transfer compared to direct line-by-line method. Then retrieval was simulated using NIR, TIR and both bands. The retrieved CO2 profiles suggest joint approach could reconstruct CO2 profile better than those using NIR or TIR alone. Joint retrieval using both bands simultaneously could provide better constrain to CO2 vertical distribution in the whole troposphere.     

刚性挡土墙地震主动土压力的拟动力学分析

采用拟动力学方法的基本假定,考虑地震加速度的放大效应,利用水平层分析法,求得在地震荷载作用下随地震时间变化的主动土压力强度的分布解.将最危险滑动面倾角和合力作用点高度与传统方法进行比较,分析合力作用点时程曲线的特征,探讨水平加速度系数及加速度放大系数对土压力分布的影响.结果表明：采用该方法计算得到的滑动面倾角和合力作用点高度大于传统方法计算值;合力作用点高度在地震时是不断变化的;水平地震加速度系数及加速度放大系数均对土压力分布有很大影响,不考虑加速度的放大效应是偏于危险的.     

散毛纤维超临界二氧化碳染色

以活性分散翠蓝2G-SF和改性散毛纤维为原料,以超临界二氧化碳代替传统染色中的水作为染色介质,研究了压力、温度及时间对上染率的影响,得出最佳工艺条件:压力27MPa,温度120℃,时间90min。利用超临界二氧化碳对散毛纤维直接染色可达到传统水浴染色效果,并具有染色工艺流程短、纤维染色质量好、环境效益显著等特点。     

Time-varying diffusion characteristics of different gases in coal particles

Based on the analytical solution of gas diffusion in spherical coal particles with a constant diffusion coefficient, a calculation method of time-varying diffusion coefficient is proposed by constructing objective function. The time-varying diffusion behavior of methane, nitrogen and carbon dioxide in the coal particles was studied. The results show that with the increase of diffusion time, the diffusion coefficients of methane, nitrogen and carbon dioxide gas in the coal particles exhibit an attenuation characteristic, eventually approaching a limit value individually. The diffusion coefficient of carbon dioxide is larger than methane, and the diffusion coefficient of nitrogen is smallest. Significant phenomenon of limited diffusion was observed for coal of strong adsorption capability. Through the analysis of the diffusion coefficient of gases at different diffusion time, a mathematical model describing the time-varying diffusion characteristic of gases is obtained. The implementation of mixed gases to replace coal bed methane has a very important practical significance.