过滤除尘器细微通道的微观结构分析及数值模拟方法研究

对移动颗粒层过滤除尘器和陶瓷过滤除尘器的除尘机理及细微通道的微观结构进行了分析,基于过滤除尘器细微通道几何形状的复杂性,采用格子气和格子Boltzmann方法对通道内气固两相流动和细微通道内的气固两相流动进行了模拟。研究结果表明,格子气和格子Blotzmann方法能够很好地用于模拟复杂几何形状细微通道内流体流动特性。     

液-液雾化的射流特性与粒径分布

液滴的粒径分布是液-液循环流化床制取流体冰技术的关键因素之一。在流化床实验装置上,采用快速摄像与图像处理相结合的方法,研究低流速下液-液单孔雾化的射流及其对液滴粒径分布的影响,射流长度的变化和液滴的粒径分布运用数学统计的方法进行分析。研究结果发现,当射流速度大于1.14m/s时,开始出现射流;各个流速工况下射流长度的波动具有随机和非周期的特点,其均值与方差随射流速度增大的总体变化趋势是先增大后减小;转折点在射流速度为6.58m/s时,在射流长度波动的峰点处形成球形或锥形射流顶部是液滴的粒径具有大小差异及其运动路径发生摆动的主要原因;各流速工况下,液滴的粒径分布与Rosin-Rammler分布符合的很好;研究结果为液-液循环流化床实际运行时控制雾化形成液滴的粒径分布提供可靠依据。     

表观气速对密相气力输送流型影响的模拟研究

针对目前密相气力输送数值模拟关于流型演变方面所存在的问题,提出了一种基于颗粒所在局部空间的固相浓度及颗粒群运动特征来描述颗粒间相互作用的数学模型。该模型能够对气力输送,甚至是颗粒发生大量堆积情况下的密相输送进行数值模拟,使得长期以来缺乏有效模型对密相输送流型进行数值模拟研究的问题得到一定解决。利用该模型,对水平管中煤粉高压密相气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,获得了输送过程中管道内所发生的气固两相之间的分离、沉积现象,展现了沙丘流及栓塞流等流型的演变特征,模拟结果与实验观察到的现象吻合较好,从而进一步验证了新数学模型的有效性。此外,通过对不同表观气速下固相流态分布的定量分析,揭示了输送流型变化的一些内在规律。     

球磨机中颗粒混合运动的数值模拟

针对球磨机在火电厂应用广泛而对其内部颗粒混合运动的信息了解甚少的现状,采用离散元法直接跟踪球磨机内的每一个颗粒,考虑其所受重力、摩擦力和碰撞阻力的联合作用,建立了颗粒的三维动力学模型,对球磨机中颗粒复杂混合运动的全过程进行了数值模拟,并着重探讨了颗粒大小、颗粒密度及颗粒粒度不均等关键参数对球磨机中颗粒混合运动特性的影响.结果表明,随着球磨机的转动,球磨机内各区域的颗粒均逐渐混合均匀,但球磨机内不同区域颗粒混合的均匀程度不同.相同填充率条件下,小颗粒混合达到均匀的时间较长;相同粒径条件下,密度较大的颗粒其混合达到均匀的时间也较长.颗粒粒度不均时,随着球磨机的转动,颗粒出现分层现象.     

制取流体冰新方法及高效冰蓄冷研究

冰蓄冷空调能够有效地将日间部分高峰用电负荷转移到夜间低谷时段，是我国当前积极推广和鼓励的一项重要“削峰填谷”措施。制取块冰、壳冰存在的共同问题是：当冰在固体制冷面形成后，因冰的导热系数很小，将造成很大的传热热阻，并且随冰层厚度的增加而急剧增大，因此制冰能耗高。流体冰(或称为冰浆，Ice Slurry)由于制冰过程中在固体传热面上无冰层产生，实现流动换热，因此制冰过程传热温差小，制取流体冰的热力性能系数可比制取块冰提高近一倍。但现有流体冰制取方法用于冰蓄冷还存有问题，为克服所存在的不足和使制取流体冰的方法更为简单、高效，文中提出了一种制取流体冰的新方法．采用水与非相溶液体接触换热结冰来取代以往水与固体壁面换热结冰，通过将水雾化成细小水滴而大大增加水结冰过程的传热面积，有效地减小了冰层热阻。该种新型制冰方法可使冰蓄冷措施更为经济有效。     

移动颗粒层过滤除尘的数值模拟及实验对比

通过建立离散颗粒运动数学模型 ,对移动颗粒层过滤除尘器中粉尘颗粒与过滤介质颗粒碰撞以及对除尘效率的影响进行了初步研究 .模拟计算了碰撞次数与系统风速之间的变化关系 .与实验结果对比发现 ,随系统风速的变化 ,颗粒碰撞频次与除尘效率之间存在定性的一致 .颗粒碰撞作用对移动颗粒层的除尘性能起着重要作用     

一种新型可变导热管传热与控制温度机理分析与实验

首次提出了一种新型可变导热管换热装置,用于增压沸腾流化床发电系统中出灰管的冷却与温度控制。分析与实验表明：在出灰管内灰渣流动不稳定,即外界加热负荷或者冷却条件显著变化时,热管的工作温度几乎不变,能够控制在要求的范围内;热管工作温度随充气量增大而增高,但控制温度特性没有明显改变;与常规热管不同,可变导热管内蒸汽温度沿冷凝段轴向显著变化,蒸汽凝结受到了抑制,热管传热量有所减少。     

电子烟导油绳内传热传质规律的数值分析

  背景和目的  电热雾化器的工作性能是关系电子烟质量的重要因素之一, 不同电热功率、导油绳的毛细作用都会对导油绳内的温度梯度、液体浓度梯度、烟油的汽化速率产生影响从而影响烟气品质, 因此研究导油绳内的传热传质、场分布以及烟油汽化量的变化规律对电子烟雾化器的设计与改进具有重要意义。  方法  采用数值模拟的方法, 建立电热丝与导油绳的传热模型、烟油在导油绳内的输运模型以及烟油达到相变点后的汽化模型, 通过实验验证该模型的可靠性。  结果  在一定范围内, 导油绳内径向最大温度梯度和浓度梯度随加热时间近似成二次函数关系; 液体汽化量与加热时间近似成线性关系且随加热功率的增大而增加; 干烧时间点随加热功率和扩散系数的增大分别成指数和对数关系递减。      

提高循环流化床脱硫性能的数值模拟研究

通过增大循环流化床上斗段的部分直径，达到区别不同粒径颗粒在床内的停留时间，提高脱硫效率和脱硫剂的利用率?采用气固两相流数值模拟方法，对不同扩张段高度和直径进行了模拟计算．获得了不同粒径颗粒停留时间的变化规律，结果表明对流化床上升段进行部分扩张可以增加和调节颗粒在床体内的停留时间，特别是对大颗粒效果尤为显著。     

气固流化床中细长颗粒数量浓度分布的数值研究

细长颗粒的循环流化在工业生产中具有非常广泛的应用背景,如生物质秸秆在循环流化床中的燃烧、烟丝在循环流化床中的干燥或加湿等。由于细长颗粒具有六自由度,因此,其运动姿态比球形颗粒复杂,其在流化床内的流化特性也不同于球形颗粒。细长颗粒的数量浓度分布是细长颗粒流化特性的重要特征之一。根据直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法的基本思想及刚体动力学原理,建立了考虑细长颗粒间相互碰撞的三维细长颗粒流化运动数学模型,并采用此模型对某一实际流化床内的气固两相流场进行了模拟研究。在实验提升管内,所有物料中小长径比的细长颗粒最先由提升管的近壁处到达提升管出口。细长颗粒在流化过程中有明显的迁移和絮团现象。在流化状态下,细长颗粒的数量浓度分布基本不随入口风速发生变化。