面向未来绿色家园的多能流系统建模与优化

为了在源端通过能耗花费将输入家庭的各类能源统一标准,横向实现冷-热-水-电-气能源耦合,纵向完成源-网-荷-储协同优化,本文以用能设备为能源节点,建立了未来绿色家园的多能流模型及其有向图,并建立了多能流的分时节点数学模型,给出了多能流方程耦合矩阵的建模过程。最后,以该模式下夏季某日用能情况为例,进行了计算机优化仿真。结果表明,该建模方法可用于解决具有可再生能源、储能、能源回收等不同结构的住宅能流优化问题,其优化结果体现了基于多能流系统的未来绿色家园在改善居住舒适度及节约运行成本上的优势。     

电渣重熔精炼过程数值模拟研究进展

电渣重熔技术在高品质特殊钢的生产中占据重要地位.由于电渣重熔过程的复杂性以及现场测量条件的限制,数值模拟已成为解析其过程现象和机制的必要手段.主要综述了电渣重熔过程数值模拟的研究进展,包括电磁场、流场、传热、凝固、宏观偏析、精炼反应和夹杂物去除等,还涉及到了导电结晶器、旋转电极、加压电渣重熔、电渣接续制备双合金和电渣重...     

中间包底部吹气过程去除夹杂物效果的模拟研究

采用数值模拟手段,结合水模型实验模拟,研究了中间包底部吹气过程对中间包内流场及夹杂物传输行为的影响.结果表明,在吹气条件下中间包采用挡墙控制有利于改善中间包流场,促进夹杂物上浮在实验条件下双板斜孔挡墙控制去除夹杂物效果优于堰-坝挡墙控制形式.     

基于镍铁冶炼工艺流程中物质流和能量流的模型与软件

通过对镍铁冶炼生产工艺中物质流和能量流平衡过程研究,获得了镍铁冶炼工艺中各个环节热量的利用率和损耗情况,以及红土矿、还原剂和熔剂在各部分中反应率,并分析了红土矿和镍铁合金中Ni含量对炉渣中镍铁成分的影响.构建针对镍铁冶炼工艺系统的总体物质流和能量流计算模型,在保证系统总体计算模型的前提下,又具有协同各子工艺系统的物质流和能量流计算模型的功能.依据各子工艺系统中物质流和能量流的关联性,计算烟气和炉气的利用率及热量损失,并利用VB软件对冶炼工艺流程计算软件进行开发.     

偏心底吹熔池内三维流动的数值计算

本文给出一种分析液态金属熔池内熔液三维流动的方法,按照保角变换理论,建立了适合计算偏心喷吹时熔池流场的非规范型正交曲线坐标系,用速度分量及压力作为流场的求解变量,发展了在非规范正交曲线系下求解三维、不可压缩、定常时均湍流Navier-Stokes方程,连续性方程,k—ε双方程湍流模型方程的数值计算方法,预示出了熔池及其模型内的流动状态,计算的熔池模型流场的的速度值同实验结果很接近。     

半自磨机磨矿过程的模拟研究进展

半自磨机(SAG)凭借流程短、易操作和成本低的优势,近年来在一些大型选矿厂的磨矿环节得到了广泛应用。半自磨机磨矿过程由于矿料之间复杂的相互作用而表现出广泛的动力学特性和流体特性。 利用工业试验对磨矿过程开展研究成本高且难度大,而模拟方法能够可视化分析矿料运动特点,便于揭示并掌握磨矿过程规律。离散单元法(DEM)、光滑粒子流体动力学(SPH)和计算流体动力学(CFD)是目前主要的半自磨机磨矿过程研究方法。本文介绍了三种方法的基本原理及模型耦合过程,对比并总结了不同方法的适用性。在此基础上重点回顾了不同模拟方法对半自磨机磨矿过程中矿料运动状态和衬板磨损及优化两个方面的研究进展,并展望了未来可能的研究方向。     

厚板坯气泡形貌、分布及携带夹杂物的原位分析

对管线钢X70厚板坯进行分层刨削, 并对厚板坯内气泡尺寸、形貌及其携带夹杂物的情况进行原位分析.结果表明, 厚板坯内约94%的气泡直径在200μm以下;厚板坯皮下8 mm范围内气泡及其携带的夹杂物缺陷较多, 继续深入刨层, 基本上难以发现明显的气泡及其携带的夹杂物, 只在个别位置发现了少许气泡, 且表现出了一定的偶然性;气泡形态以单个气泡和孪生气泡为主, 还有少许葫芦形气泡以及“四瓣”形气泡;发现了四种夹杂物的存在形式:氧化物、团簇状夹杂物、气泡群夹杂物以及夹灰.     

2种群体平衡模型在连铸结晶器多尺寸泡状流中的应用

摘要：准确预测连铸结晶器内多尺寸泡状流的流动特性对洁净钢水和提高铸坯质量至关重要。为了考虑气泡聚并、破碎等微观现象对气泡尺寸、数密度、含气率等宏观参量的影响,分别采用2种基于群体平衡方程的数学模型—多气泡组质量传递模型（MUSIG）与平均气泡数密度模型（ABND）,对连铸结晶器内的多尺寸泡状流进行了数值模拟,并与水模型实验结果进行了对比研究。结果发现：2种群体平衡模型均可以较准确地捕捉到结晶器多尺寸泡状流中的液相流型、气泡尺寸以及含气率分布特征,尤其是较好地预测了浸入式水口内部含气率的“中间峰”和“出口峰”分布特征;相比于MUSIG模型,ABND模型对靠近水口处气泡尺寸分布的预测结果更加准确。2种群体平衡模型扩展了传统单一粒径双流体模型的适用范围,为结晶器内多尺寸泡状流研究提供了理论基础和数学框架。     

电磁搅拌工艺中电磁场计算方法及评价

电磁搅拌技术是提高金属冶炼效率和产品质量的重要辅助手段。介绍了金属精炼与铸锭工艺中常用的电磁搅拌器中产生的磁场及电磁力的计算模型、计算方法及边界条件的处理方法。与此同时评述了各种模型的优缺点,分析了计算中的难点和存在的问题,提出了使计算模型更符合实际过程的研究途径。     

底吹钢包内离散气泡运动及界面波动对脱硫行为影响

为了分析钢包内离散气泡和界面波动对脱硫效率的影响,本文采用数值模拟法,选择大涡模拟和离散相模型,结合界面追踪法建立三维瞬态渣-金-气三相流模型,模拟气泡行为及渣层变化规律,同时利用相间传质求解发生于钢包内渣-金界面处的脱硫过程.本模型设置压力为101.325 kPa,反应温度为1873 K,考虑了气泡运动、变形、破碎、...