回转窑中固体颗粒停留时间的研究

采用脉冲示踪法研究了回转窑内固体颗粒物料的流动模型，用正交实验法安排实验，实验证明固体颗粒在回转窑中的运动接近于平推流，用因次分析法建立了平均停留时间与影响因素间的数学模型．     

从窑内传热角度分析回转窑长径比对熟料烧成的影响

通过数值模拟的手段,建立预分解窑物料入窑后在回转窑内的气体、筒壁、物料的温度分布模型,计算了不同长径比回转窑内的温度分布,从其分布规律的角度来分析回转窑不同长径比对于熟料烧成的影响。研究发现,L/D较短的窑型其烧成带能够形成更为稳定的温度场,并具有更快的升温速率,对于熟料在足够停留时间下的保持较高烧成温度反应提供了条件,将会使得熟料中C3S矿物发育良好,这对于熟料烧成是有利的,并能有效地提高熟料质量。     

含钒页岩实验回转窑焙烧过程数值模拟

通过采用CFX软件,以实验回转窑内的气相场、颗粒相为研究对象,建立含钒页岩实验回转窑内焙烧过程的数值模拟模型,获得在正常的操作状态下窑内烟气温度场、流场、组分场、颗粒的运动轨迹的分布情况.计算结果显示,该窑内形成两个相对高温区,在焙烧带窑内的烟气及颗粒的运动速度增大,能较准确地反应窑内的焙烧过程,对研究开发高效的含钒页岩复合焙烧专用回转窑具有重要意义.     

回转窑内火焰温度热平衡法模拟计算

基于硅酸盐水泥熟料在回转窑内煅烧过程热平衡和物料平衡基本理论，建立起回转窑内燃烧模型。通过对回转窑煅烧过程中相关气体和固体的比热进行回归计算，建立和引用与温度相关的数学模型，提高了模拟计算的精确度。模拟推导出回转窑内燃烧火焰最高温度，并在实际生产过程中得到了验证，模拟计算结果与实际生产过程有较好的拟合度。     

载惰性颗粒喷动－气流干燥的实验研究

在实验室条件下研究了ＭｎＯ２浆料在载有惰性颗粒（玻璃珠）的喷动－气流干燥器中的温度，气流速度等条件对传热速率、产品含水和物料停留时间的影响，确定了这种干燥装置的适宜操作条件．     

流化床内细长颗粒＼惰性物料混合流化特性研究

将空气和惰性物料（石英砂）处理成连续相，采用欧拉方法计算，将细长颗粒（秸杆）视作离散相，采用拉格朗日方法追踪其运动轨迹，从而建立起固相分相模型．基于此模型数值研究了流化床内细长颗粒＼惰性物料混合流化特性．研究发现，在提升管内，由中心向壁面附近区域，细长颗粒的数量浓度有明显的增加；在充分发展区域，细长颗粒的数量浓度分布与...     

回转干馏炉内颗粒运动及停留时间分析

为了研究颗粒在倾斜的回转干馏炉内的运动及停留时间,采用离散单元法(Discrete Element Method,DEM)进行数值模拟.回转炉模型的倾角为3.24°,选取17 r/min、13.3 r/min、10 r/min、6.8r/min、3.4 r/min五种转速进行对比.结果表明:可以将示踪颗粒在干馏炉中的运动过程分成两个阶段.第一阶段为颗粒集中阶段,第二阶段为颗粒分散阶段.干馏炉的转动和干馏炉存在倾角分别造成了示踪颗粒的径向分离和轴向分离.随着转速的提高,平均停留时间减小,其减小的程度逐渐变小,经拟合后得出转速与平均停留时间的函数关系近似于指数函数;转速越高,示踪颗粒在干馏炉内的停留时间数据与正态分布拟合得越好,概率密度函数最大值随着转速的增大而逐渐降低.     

水平转弯颗粒流的离散元模拟

为了研究水平转弯输运物料时颗粒流的动力特性以及物料颗粒对输送带的作用机理,在离散元理论基础上,采用非线性HertzMimdlin接触模型,建立了水平转弯输运的离散元模型。以不同的角速度模拟测试颗粒平均速度,与计算的带中央切向速度相比,获得了一组比较接近的数字。说明所采用的接触模型和材料的物理参数是正确的。研究了两组不同的颗粒单元、4种滚动摩擦系数下的颗粒动力特性,发现颗粒平均速度与颗粒单元、滚动摩擦系数无关。通过输送带加速运行,模拟了料流分布以及料流对输送带外侧压力分布的影响。结果表明,随着带速的增加,带外侧平均压力逐步增加,而最大压力非线性地剧增。     

内外风量比对回转窑内烟气流场及其温度分布影响的研究

通过研究内外风量比对回转窑内火焰形状、烟气流场及其温度分布的影响,为优化燃烧器的操作参数提供依据.以一四风道煤粉燃烧器及Φ4m×60m的回转窑为对象,应用Fluent软件,建立了k-ε湍流模型,煤粉燃烧模型和辐射换热模型.研究了以煤粉为燃料,内外风量比分别为0.37、0.47、0.6和0.8时,回转窑内火焰形状、烟气流场及温度分布情况.结果表明,内外风量比为0.47时,回转窑内火焰形状成良好的棒槌状,火焰高温区达到2 000K,火焰温度分布符合水泥熟料煅烧的要求.计算给出了最佳条件下,沿窑长方向上的O2、CO、CO2的摩尔浓度分数分布,计算分析了喷煤管出口附近的内回流区和窑壁附近的外回流区,表明了在最佳操作参数条件下窑内流场分布和气体浓度场分布的合理性.     

水泥回转窑燃烧及传热的一维数学模型

建立了一种易于在线运行、综合考虑燃料性质与生产工况的水泥回转窑燃烧模型,火焰长度与窑皮长度相关联,燃烧热量分布则满足指数函数,结合传热、料层运动和矿物化学反应模型,构建了完整的水泥回转窑一维数学模型。在Matlab软件上采用后向差分方法求解,并与公开发表的数据进行对比,预测结果相对误差基本在5%以内,从而验证了模型的准确性。而且,进一步对国内某2 500t/d水泥回转窑进行了模拟预测,出窑气体温度1 117 K,料层温度1 716K,物料停留时间1 521s,熟料C3S、C2S、C3A、C4AF、f-CaO质量分数分别为59.0%、18.3%、8.1%、10.9%、0.6%,这与实际测试结果基本一致。     

基于拉格朗日粒子追踪的河流-洪泛区水流交互关系研究

为了获得洪水期主槽-洪泛滩地系统内水流交互关系,以美国内华达州塔基河迈卡伦河段为研究对象,采用拉格朗日粒子示踪方法获得了在强、弱2种漫滩条件之下,粒子的运动轨迹、停留时间分布及空间维度上的交换频率等特点.分析结果表明,高流量有效促进了主槽水流向侧向滩地传播的范围,并且流量越大,水流在系统内的平均停留时间越短,且参与系统内水流交换的水量占总过流量的比重越大;此外,流量对不同水体间粒子发生单次交换所需行走的纵向距离影响显著,大洪水时不同水体整体交换更强烈,但局部交换相对而言弱于小洪水情况,本研究方法和结论可以为河流系统的改造和修复提供参考.     

螺杆间隙及入口流量对三螺杆挤出机组合螺杆流场的影响

利用Polyflow软件,采用三维拟瞬态有限元模型,分析了螺杆间隙及入口流量对三螺杆挤出机组合螺杆聚合物流体的复杂流动和混合特性的影响。通过可视化云图分析了几何中心截面轴向速度、压力、剪切速率分布;采用粒子示踪技术,通过统计后处理曲线,分析了组合螺杆在不同条件下的轴向压力、轴向面拉伸率、混合指数 概率、分离尺度、累积停留时间概率函数、停留时间分布函数。结果表明,适当增大螺杆间隙能够增加停留时间,提高产品混合质量;入口流量较小时混合效果较好。     

NS-A型分解炉系统冷模试验结果与分析

利用NS—A型分解炉十分之一的冷态模型测试了炉、窑两路气的管道阻力特性，分解炉内的流场及物料停留时间．测试说明：1要注意调节炉、窑两路气的管道阻力．以满足需要的流量分配；2分解炉内气体流动几乎是平推流，返混小．固气停留时间比较小，要使燃料充分燃烧，必须考虑足够大的炉容；3由于炉内物料有分层现象．减小了分解炉的有效容积，因此设计分解炉要尽量避免该种现象发生．     

土地处理系统流态试验及异重流的影响

在土地处理系统的反应器中进行流态试验,考察适用于土地处理系统流态试验的方法,并挑选重现性好的示踪剂.试验结果表明,土地处理系统水流流态为推流式,体积效率达到95%以上,轴向扩散属于中等分散程度,但存在一定的滞留区.采用阶跃法进行流态试验会由于异重流的影响使试验结果不能反映出反应器的真实流态：采用升流式运行,升阶法会增加平均停留时间,具有很好的推流效果和很低的扩散系数,降阶法则相反;降流式运行,降阶法增加了平均停留时间,有更大的体积效率,升阶法则降低了水流推流效果.因而阶跃法不适合土地处理系统的流态试验.脉冲法采用罗丹明B作为示踪剂的试验结果比NaCl具有更好的重现性、更加准确.     

煤-电双目标下基于有模型强化学习的回转窑工艺参数优化

基于煤-电双目标下回转窑工艺参数优化问题,提出了有模型强化学习的解决方法. 首先,以固定时间间隔为单位对历史工艺参数和运行目标进行数据处理与聚合. 其次,搭建概率神经网络建立回转窑控制参数与影响参数、运行目标值的关系模型,该模型被用作为后期强化学习框架中的奖励模型. 然后,利用基于模型的离线策略优化的强化学习算法构建控制参数推荐智能体,同时优化回转窑生产过程的煤电消耗. 最后,给出一个案例证明所提方法对回转窑工艺参数优化的适应性、高效性.     

SK静态混合器内停留时间分布的影响因素分析

采用脉冲示踪法对SK静态混合器内停留时间进行了实验测试,设计混合正交实验并且采用极差分析方法研究各因素对停留时间分布的影响。结果表明,影响平均停留时间的各因素大小依次为流速、管径、截面、旋片排列方式;影响方差的各因素大小依次为管径、截面、流速、旋片排列方式。从停留时间分布曲线中可以看出,在相同流速和直径下,沿着轴线方向,静态混舍器内流动趋于活塞流。采用幂函数形式对混合元件数、管径及流速等对平均停留时间的影响进行了量化分析,并针对Di=40mm的静态混合器对此幂函数的正确性进行了验证,平均误差为12％。在较低流速下,由于“壁流”的影响靠近混合器入口处方差值偏大。总的来说,方差分析结果与停留时间分布曲线分析结果相一致。     

回转干馏炉油页岩颗粒停留时间分布

搭建回转干馏炉冷态实验装置,通过实验研究了回转干馏炉5种转速n =17,13.3,10,6.8,3.4 r·min-1及3种倾角α=216°,3.24°,4.33°,在不同出料口直径/干馏炉内径Dc/D=0.4,0.56时,对油页岩颗粒停留时间分布的影响.结果表明:油页岩颗粒在回转式干馏炉内的停留时间随转速、倾角及Dc...     

水力机械泥沙磨损的数值模拟

作者对低浓度沙水 (平均固体容积浓度Cv<1%,或含沙量低于 2 0kg/m3 )中运行的水力机械的泥沙磨损进行了数值模拟研究。利用Eulerian -lagrangian混合湍流模型 (这个模型是基于两相中的颗粒源项数值技术 ,即液相采用Eulerian描述 ,而颗粒相采用Lagrangian描述 )对水力机械中湍流速度、压力分布以及颗粒轨迹进行了数值计算。同时给出了水力机械中的颗粒反弹模型和磨损模型。通过对一水轮机导叶磨损率的计算 ,其结果与实际较为吻合     

回转窑筒体中心线调整参数的优化

分析了回转窑筒体中心线偏差产生的原因 ,指出筒体、轮带、托轮之间的几何尺寸、工作温度和托轮受力大小是影响回转窑筒体中心线偏差的主要因素 ,提出了回转窑筒体中心线偏差的计算公式 ,建立了调整回转窑筒体中心线偏差的优化模型 ,并通过计算机仿真进行了验证。