新型喷雾造粒喷嘴内闪蒸过程数值模拟

根据戊烷闪蒸相变中的传质传热规律,改进了戊烷闪蒸过程的经验模型,并将其植入到CFD软件Fluent中,较为准确地预测闪蒸雾化的非平衡热力学过程。对新型喷雾造粒喷嘴内气液戊烷和沥青的三相闪蒸流动过程进行了数值模拟,结果显示:介质在新型旋流喷嘴内呈现分层流动,能够控制戊烷闪蒸速率,可以制备质量较好的沥青颗粒。     

氯化钙溶液喷雾闪蒸再生特性模拟及试验分析

燃煤电厂排放的烟气中含有大量水蒸气,氯化钙溶液循环除湿技术具有较好的除湿潜力。为了研究吸湿后的氯化钙溶液的再生性能,使用Matlab软件对液滴闪蒸过程进行了数值模拟,并搭建了氯化钙溶液喷雾闪蒸试验台。考察了闪蒸压力,溶液初始温度、浓度、溶液流量等因素对氯化钙溶液再生量的影响。试验结果表明了数学模型的准确性;溶液表面蒸气压和再生压力的差值以及溶液过热度是影响再生量的关键因素;闪蒸出口水蒸气经冷凝后Cl^–含量不足0.2 mg/L。浓度为35%的溶液在再生温度为60℃、再生压力为10 kPa、流量为0.2 m³/h的情况下,可以实现5 kg/h以上的水分回收量。     

脱油沥青喷雾造粒过程影响因素分析

利用重油梯级分离耦合萃余残渣喷雾造粒的方法将脱油沥青制成沥青粉,为脱油沥青提供了良好的应用前景.在连续溶剂脱沥青装置上考察了影响脱油沥青造粒的主要因素,原料为加拿大油砂沥青、委内瑞拉常压及减压渣油、中东减压渣油,溶剂为正丁烷、正戊烷、正己烷及其混合溶剂,萃取塔底温度分别为130、146、160℃,而副溶剂温度为130℃...     

加入环戊烷对超临界溶剂脱沥青加工加拿大油砂沥青的影响

在超临界溶剂脱沥青耦合脱油沥青喷雾造粒装置上,将加拿大油砂沥青分离为脱沥青油及脱油沥青,通过对比在正戊烷中加入体积分数10%环戊烷前后得到的脱沥青油及脱油沥青性质变化来考察环戊烷对溶剂脱沥青的影响。结果表明,加入环戊烷可以提高脱沥青油质量收率1%～4%,当收率为67%～71%时,2种溶剂得到的脱沥青油性质接近,但是脱油沥青软化点比加入环戊烷之前却可以提高3～13℃,从而能够生产出优异的沥青粉。     

基于超临界流体抗溶剂原理的造粒技术及其装置研究进展

超临界抗溶剂造粒技术由于具有操作条件温和、制得的微粒有机溶剂残留少、微粒粒径和形态可控等优点,已广泛地应用于药物运输体系的研究当中。本文简要介绍了超临界抗溶剂造粒技术的基本原理、装置组成和基本分类;从技术发展、喷嘴改进、技术结合、产品收集等方面,详细阐述了GAS、ASES、SEDS、SEDS-PA、SpEDS、SAS-EM、SAS-IJ、连续式RESS以及RESAS等基于超临界流体抗溶剂原理的造粒技术及其装置的改进过程;然后对目前其中存在的颗粒团聚、产品收集难和装置资源没有充分利用等问题提出了可能的解决方案;最后从数学模型的建立和规模化两方面,对超临界抗溶剂造粒技术基础理论的完善及其装置的改进进行了展望。     

超临界水氧化/气化反应器的CFD模拟研究进展

基于前期研究和国内外相关文献,分别从数学模型、物性数据和模拟实例三个方面回溯了CFD的发展历程,综述了最新研究进展.总结出RNG k-ε、EDC分别是纯流态、湍流-化学反应两种体系普遍采用且模拟效果最好的模型,但在面对水热燃烧、水膜形成和非均相催化等典型水热过程时,仍不能有效兼顾流体力学问题与化学反应问题;其次,超临界...     

闪蒸干燥器气相流场的模拟研究

针对目前旋流闪蒸干燥器的气相流场存在的一些问题,应用FLUENT6．0软件进行模拟,对平底、带叶片的旋流闪蒸干燥器的气相流场分布进行数值模拟和实验研究。并用实验数据对模拟结果进行了验证,取得了很好的一致性。同时,针对带气体分布器的闪蒸干燥器进行了模拟研究,分别对圆管形、圆锥形、方管形分布器进行模拟分析。结果表明,方管形干燥器能够使切向速度分布更加均匀,从而提高干燥能力。     

超临界水氧化/气化反应器的CFD模拟研究进展

基于前期研究和国内外相关文献,分别从数学模型、物性数据和模拟实例三个方面回溯了CFD的发展历程,综述了最新研究进展。总结出RNG k-ε、EDC分别是纯流态、湍流-化学反应两种体系普遍采用且模拟效果最好的模型,但在面对水热燃烧、水膜形成和非均相催化等典型水热过程时,仍不能有效兼顾流体力学问题与化学反应问题;其次,超临界水热环境下多相流体的基础物性数据匮乏是CFD模拟研究的另一瓶颈;最后,指出了开发新模型并结合原位探测实验新技术是未来的重点研究方向。     

复混肥高塔造粒数值模拟研究发展现状及展望

对比了复混肥与尿素高塔造粒的异同,分析了国内外尿基复混肥高塔熔体造粒数值模拟研究的发展现状,同时结合成熟的计算流体动力学(CFD)软件,对塔内流场及颗粒运动进行分析,提高了对高塔造粒过程的认知。     

数值模拟在超临界二氧化碳萃取辣椒油中的应用

建立了一套超临界流体萃取实验装置,研究了用超临界二氧化碳萃取辣椒油的实验条件。考 察了萃取压力、萃取温度、原料颗粒大小以及二氧化碳流量对萃取率的影响。基于萃取器单元的质量守 恒原理建立了微分方程,对一定萃取条件下的实验结果进行了数值模拟。     

Simulation of thermophysical flow in axisymmetric nozzle with expansion chamber

Axisymmetric nozzle flows with a free‐jet expansion are simulated considering several substances and several flow conditions, and the thermophysical properties in the nozzle and the free‐jet region are predicted. The present numerical method is based on the preconditioning method developed by Yamamoto and the mathematical models of thermophysical properties of the substances. As numerical examples show, gas flows of carbon dioxide, water, and nitrogen under a subcritical pressure condition are first calculated. Calculated distances to the Mach disk are compared with the experimental results, and also the density distributions are compared among these three substances. Second, carbon dioxide flows while changing the pressure from subcritical to supercritical values are calculated and the effect of pressure on the flow field is investigated. Third, flows of water vapor with and without nonequilibrium condensation are calculated and the effect of condensation on the flow field is investigated. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011     

矩形钢坯结晶器浸入式水口结构设计与优化

以某公司矩形钢坯连铸机结晶器为研究对象,利用数值模拟和物理模拟相结合的方法,对结晶器内钢液流动及温度分布进行系统分析,分别计算不同浸入式水口倾角、浸入深度、拉速等条件下结晶器内钢液流动状态及热流分布,并对相应的工艺参数进行优化. 结果表明,对于断面为150 mm′330 mm的矩形坯,最优的结晶器浸入式水口侧开孔形状为跑道形,内径30 mm,侧开孔角度25o.     

柱型水力旋流器柱段长度的研究

针对柱型水力旋流器,以能量损失最小和最佳分离效率为目标函数,运用Fluent软件进行数值模拟,获得旋流器柱段的最佳长度以及柱段长度和溢流管插入深度的最优关系。     

钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能研究

为了研究钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能,制备了全石型、粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型4种沥青混合料,采用热常数分析仪和矢量网络分析仪测试了沥青混合料的热参数和电磁参数,利用热电偶温度传感器和红外测温仪测试了沥青混合料的温度分布,并对比分析了COMSOL软件数值模拟温度场与试验温度分布;最后,采用三点弯曲破坏试验评价了沥青混合料的自愈合性能。结果表明:4种沥青混合料具有不同的微波吸收性能和传热性能,会对沥青混合料的加热速率产生一定影响;钢渣的掺入大大提高了沥青混合料的微波加热性能,且3种钢渣沥青混合料中粗石细钢型表现出较好的加热均匀性;COMSOL软件能够较好地模拟沥青混合料在微波加热下的温度分布;相比于全石型沥青混合料,粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型沥青混合料的自愈合性能分别提高了1.11倍、1.14倍、1.11倍,钢渣的掺入较好地提高了沥青混合料的自愈合性能。     

降低尿素中粉尘含量的措施

对尿素中粉尘的产生原因进行了分析,提出了相应的改进措施,通过更换喷头、减少喷头堵塞,解决造料塔底部尿素板结和尿素粒子固化不完全的问题,可有效降低尿素中的粉尘含量。     

JLG65-35节流阀油嘴的流场分布及磨蚀分析

采用Gambit建模,利用Fluent软件,以JLG65-35固定式节流阀为例,分析了12mm油嘴及其前后管汇壁面受携带固体颗粒的气流冲蚀磨损情况。数值模拟分析结果表明:油嘴体管汇内最易发生磨损的部位为油嘴体及前端直接受气流和固相颗粒流冲击的部位,易发生点磨蚀和线磨蚀;后端工艺管汇也受到气流和固相颗粒流的冲击,但弱于油嘴体及前端管汇。     

LM-S沥青改性剂提高沥青混合料黏附性能的分子模拟计算及路用性能考察

沥青与石料的黏附性大小直接影响沥青混合料的强度、稳定性、耐久性等性质。通过分子模拟计算的方法研究沥青与石料的黏附作用,计算比较沥青改性前后与石料间的黏附功,并与水煮法沥青黏附性实验结果及沥青混合料微观形貌研究结果进行比对;同时考察沥青改性剂LM-S对沥青混合料路用性能的改进效果。结果表明,采用LM-S改性后的沥青-石料体系的界面黏附功比基质沥青-石料体系提高了近26%,因而具有更好的黏附性;沥青混合料实验结果亦表明LM-S改性剂可显著提高基质沥青和SBS改性沥青混合料的高温稳定性能、低温稳定性能及水稳定性性能,其中动稳定度分别提高了162%和43%。     

浮式生产储卸油装置自动清洗中喷嘴射流的模拟分析

介绍了利用高压水射流对浮式生产储卸油装置中的储油舱进行清洗的工作原理,并将锥形喷嘴和锥直形喷嘴作了比较,着重对矩形出口喷嘴进行了数值模拟研究。该方法的应用将降低工作人员劳动强度,改善工作环境,有效缓解清洗过程中污染物排放引起的海洋环境污染问题,减少新鲜水的消耗量,降低清洗废水后续处理成本,彻底解决了传统工艺能耗高、清洗效果差、污染环境以及效率低等问题。     

单侧加热方形通道内超临界水传热研究

数值模拟了辅助冷却剂超临界水在单侧加热方形通道中的流动传热特性,从边界层厚度与近壁区湍动能两方面阐述传热恶化产生和恢复的机理。研究了不同工况（压力、入口温度、热通量、质量流量、流动方向和管径）下超临界流体常用传热关联式的适用性,发现Fan关联式预测精度较高。采用PEC因子对不同强化传热结构（双通道和凹槽）进行评价,发现上下双通道PEC因子普遍小于1,综合强化换热效果不佳,而偏下游的非对称倒角凹槽结构PEC因子为1.13~1.51,不同工况下均为最大值。场协同原理分析也证明偏下游的非对称倒角凹槽结构具有最佳的综合换热性能。