NUMERICAL SIMULATION OF 1-D UNSTEADY TWO-PHASE FLOWS WITH SHOCKS

In the present paper, random-choice method (RCM) and second-order GRP difference method, which are high resolution methods used for pure gas flows with shocks, are extended and employed to study the problem of one-dimensional unsteady two-phase flows. The two-phase shock wave and the flow field behind it in a dusty gas shock tube are calculated and the time-dependent change of the flow parameters for the gas and particle phase are obtained. The numerical results indicate that both the two methods can give the relaxation structure of the two-phase shocks with a sharp discontinuous front and that the GRP method has the advantages of less time-consuming and higher accuracy over the RCM method.

不同荷载管道车弯管启动时环隙流场数值模拟

为研究不同荷载条件下管道车在弯管启动时环隙流场的分布,采用数值模拟结合物理模型试验验证的方法研究不同荷载管道车水平弯管启动时环隙流场。结果表明,荷载的增加不会改变缝隙流场流速的整体分布规律,仅仅改变缝隙流场流速数值的大小;不同荷载条件下,水平弯管内管道车缝隙流场轴向流速从管道内壁到管道车外壁有先增大后减小的规律。周向流速在管道车缝隙流入口断面处和车中断面处分布较为均匀,但在缝隙流出口断面处出现密封盖两侧流速相反分布。径向流速越远离支撑体和密封盖分布越均匀,且在管道车缝隙流出口断面支撑体处出现流速明显增大现象。该研究解释了环状缝隙流场分布规律形成原因,获得了不同荷载管道车在弯管处启动时缝隙流场的流速分布规律。在完善丰富环状缝隙流理论的同时,为筒装料管道水力输送的应用提供了理论依据。

液相柴油加氢反应进料加热炉的设计要点

着重论述炉型选择、炉管选材、炉管表面热强度、流速、流型、辐射管架的热膨胀、加热炉热效率和烟气露点腐蚀措施。液相柴油加氢反应进料加热炉设计的关键要素:反应进料加热炉炉型选择应优先选用炉管双面辐射炉型;炉管表面热强度应根据介质的油品性质、许用油膜温度,管壁温度等条件确定;流速应保证炉内压降的要求选择合适的流型;炉管材质的选择;辐射管架的热膨胀问题的处理;燃烧器选择与布置;炉衬结构的设计。

导向管直径对喷动床流动特性影响的计算颗粒流体力学数值模拟

导向管喷动床是较为常见的一种喷动床改进床型,通过阻断喷动区与环隙区气固接触来提高颗粒循环的规律性与稳定性。本文采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法对于直径150mm的柱锥式导向管喷动床进行了数值模拟研究,考察了导向管直径对于喷动床内颗粒流动特性的影响,从环隙区死区分布、颗粒速度分布、固体循环量等方面分析了具有不同直径导向管喷动床的运行状态。结果表明,加入导向管在减少床内死区的同时也降低了运行时的固体循环量,对于本次采用的喷动床结构尺寸与运行参数,只有在导向管直径为40~60mm时才能保证床内具有良好喷动状态,综合考虑各因素,选用直径50~55mm的导向管最为合适。对于具有类似结构与运行条件的柱锥喷动床,导向管直径可考虑选为无导向管运行时喷动区直径的1.2~1.375倍。

粉料气动输送中的流动状态及管道磨损的研究

粉料气动输送中的气流速度由高到低变化时,气—固两相流的流动状态依次出现均匀流,层状流,脉动流和塞状流。在粉料输送管道磨损问题中,研究了粉料粒度、输送浓度和输送气体压力对磨损量的影响。试验中测定了气—固两相流的射流膨胀角及冲击面积,探讨了中心射流与外层射流的分布及其影响因素。

制氢装置中变气换热流程运行分析

分析了制氢装置中变气换热流程运行过程中出现的问题,包括除盐水上水和空冷器入口温度超高10～20℃,锅炉给水泵和除盐水上水线腐蚀,除盐水预热器管束断裂以及空冷器入口不锈钢管件应力腐蚀开裂等.采取对有关设备、工艺管线进行材质升级,中温气换热流程实施优化改造,除盐水预热器管束更换等措施,消除了设备、管线存在的隐患;合理利用中变气余热回收副产0.4 MPa蒸汽部分替代1.0 MPa蒸汽,中变气、除盐水温度下降至正常温度,降低了蒸汽、电、除盐水、循环水等公用工程的消耗.经过数次检修和技术改造,提高了装置运行的安全性和可靠性,实现了较好的节能效果.

气调保鲜液氮充注沉浸式汽化器工作特性研究

针对液氮充注气调方式液氮温度较低,直接充注将对果蔬产生冻害问题,为提高液氮汽化器出口温度的控制精度,提高冷量利用率,设计了一种蓄冷液氮充注沉浸式汽化器并搭建试验平台,研究盘管长度、蓄冷剂类型和液氮流量等因素对汽化器工作特性的影响。基于传热理论建立了汽化器出口温度计算模型。计算得到的汽化器出口温度与试验值基本一致,相对误差为2.01%和8.06%。试验结果表明:盘管长度、蓄冷剂类型和液氮流量都对汽化器工作特性有显著影响,盘管长度和液氮流量与充注时间呈线性关系,随着盘管长度增加或液氮流量减小,相关系数升高;当盘管长度为3 m、液氮流量为0.0075 kg/s和蓄冷剂类型为水时,汽化器的换热性能较佳,而当盘管长度为3 m、液氮流量为0.01 kg/s和蓄冷剂类型为水时,汽化器的蓄冷效率较佳。

圆管镦挤法兰成形过程的材料流动分析与缺陷预报

本文采用有限元数值模拟方法对圆管镦挤法兰一步及多步整体成形过程进行了模拟 ,分析了圆管坯料尺寸、摩擦对成形过程中材料流动的影响及缺陷产生的原因 。

稠密气固两相流的流场实验显示和粒化温度模型

在水平激波管中 ,研究激波与堆积粉尘的相互作用 ,并通过带示踪粒子的X射线和阴影摄影 ,记录堆积粉尘内外流场的波系结构 .引入“粒化温度” ,基于稠密气体分子动力学的思路导出堆积粉尘的守恒方程和本构方程 ,利用AUSM+ 格式对激波与堆积粉尘相互作用现象进行了数值模拟 .

异型变截面管材内高压成形壁厚控制技术与材料流动规律研究

通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用D ynaform有限元分析软件进行模拟分析,探讨内高压成形过程中异型变截面管材壁厚变化的影响因素、控制技术及材料流动规律。模拟结果表明,内压力和轴向进给是影响异型变截面管材壁厚变化的主要因素,合理控制这两个因素可达到对成形件壁厚的控制。异型变截面管材内高压成形过程中材料由管件两端向中间胀形区流动,流向截面变化处,随着截面变化越大,材料流动速度也越大。

双套管密相气力输运过程的数值模拟和能耗分析

基于计算流体力学理论,提出一种可用于预测双套管密相气力输送系统能耗的新方法.与以往依靠经验的计算方法不同,本工作将输送管道分为起始段与充分发展段两部分,分别进行详细的计算流体力学模拟后汇总得出整个系统的总能耗.压力梯度为750Pa/m的情况下,计算所得物料输送速率为10t/h,耗气量为290m3/h,实验所得物料输送速率为8.0t/h,耗气量240m3/h,证明本数模方法是可靠的.

筒装料管道水力输送动边界环状缝隙流水力特性数值模拟

针对农产品长距离输送中存在的运输效率低和输送成本高等问题,提出了一种具有应用前景的农业机械运输方式—筒装料管道水力输送技术。该文基于Fluent软件,采用RNG k-ε湍流模型、6Do F耦合模型以及PISO算法对动边界环状缝隙流进行数值模拟,分析不同环状缝隙宽度对动边界环状缝隙流场水力特性的影响。同时,对不同环状缝隙宽度条件下管道车在平直管道的运移进行模型试验,并将试验结果与模拟结果进行对比。结果表明:模拟结果和试验结果基本一致,最大相对误差不超过5.3%;动边界环状缝隙流中管道静边界区域压强呈现出进口区域压强降低,中间区域压强升高以及出口区域压强再次急剧降低的变化趋势;动边界环状缝隙流的水力特性不仅受到管道车动边界结构参数的影响,而且还受到管道车动边界上、下游管道内部流场的影响。该研究不仅完善了动边界环状缝隙流的相关理论,而且为进一步探究筒装料管道水力输送中动边界环状缝隙流水力特性提供了一种切实可行的研究手段。

LNG空温式气化器传热问题的研究进展

空温式气化器在运行过程中的传热恶化问题有可能会带来灾难性的后果,是液化天然气再气化过程中必须要重视和解决的难题。为此,在全面回顾和总结空温式气化器传热问题研究成果及现状的基础上,重点阐述了管内流动沸腾传热特点及其传热系数关联式的发展,分析了管外结霜过程及其对空温式气化器换热性能的影响,对当前气化器研究所面临的问题进行了梳理和总结,并对进一步解决传热恶化问题的研究方向进行了展望。研究结果表明:①以甲烷为主的多组分烷烃混合有机物的管内流动沸腾是未来的研究难点;②对于LNG竖直管内的流动沸腾试验还需要开展更加深入的研究,除了热流密度、干度、质量流量以外,还应包括入口压力、管径、管长以及内壁面粗糙度的影响;③管外结霜是造成气化器传热恶化的主要原因;④完善低温表面抑霜技术是改善气化器传热恶化的重点,对于空温式气化器设计、制造以及运行均具有普遍的理论指导意义;⑤疏水材料的抑霜除霜剂比亲水材料的抑霜除霜剂更加适用于空温式气化器。结论认为,该研究成果有助于破解空温式气化器传热恶化难题。

加氢加热炉的关键设计要素

讨论了影响加氢加热炉设计的关键要素,对高压加氢加热炉应选用单排管双面辐射炉型;炉管表面热强度应根据介质的油品性质、许用油膜温度,管壁温度等条件确定;流速应保证合适的流型;炉管材质的选择;辐射管架的热膨胀问题的处理;炉管表面热电偶的设置的原则;燃烧器选择与布置;炉衬的设计原则。

低温烟气换热器传热特性的试验研究

ND钢作为优良耐硫酸腐蚀钢已被广泛用于低温烟气余热回收,而目前尚缺乏其传热相关数据,故搭建小型传热试验台,研究了工质与烟气流速、进口烟温和管材质对光管、外螺纹管、螺旋翅片管传热特性的影响。结果表明：工质流速对传热影响不大;烟气流速从4.1增大到7.4 m/s时,总换热系数分别增大了1.86倍、1.7倍、1.44倍,且外螺纹管、螺旋翅片管的总换热系数分别是光管的1.05-1.15倍和1.52-2倍;进口烟温从75℃升高到190℃时,总换热系数分别增大了31%、33%、20%;不同管材质通过接触热阻影响换热性能。

物料流量控制系统的改进

为解决烟草制丝线物料流量波动大、经常出现断流的问题,利用联动调速技术对物料流量控制系统的提升机齿板、计量管和控制程序进行了改进。将提升机齿板上的耙钉长度由15 cm减少为10 cm,提升机耙钉与匀料辊之间的垂直距离调整为8 mm,避免由于耙齿过长使输送烟丝产生不均,并保持流量稳定;在计量管内部增加一个辅助检测腔,避免计量管内气流的反作用,防止光电管误动作使皮带秤出现断料现象;运用联动调速原理对提升机和皮带秤之间进行匹配调速控制,使物料流量受控可调。应用效果表明,改进后物料流量波动平均值由0.9%降低到0.5%,断流次数由平均每班15次降低到每月10次以下,有效保证了烟草在制品加工的稳定性和连续性,减少了维修强度。

超长扁管下料机收料整理装置的研制

介绍了超长扁管下料机的收料整理装置的结构和工作原理。现有扁管下料机的收料整理装置主要适用于切断后长度在2m以下较短的扁管。对于长度超过2m的超长扁管下料机,收料方式多为工人手动搜集,一台设备需要一个工人,浪费人工资源,生产效率又低。针对现有收料装置的不足,设计了超长扁管下料机的收料整理装置。该装置包括整理台、推料板、传动装置等部件组成,能够自动完成扁管的收料整理工作。超长扁管下料机的收料整理装置不但明显提高了设备生产效率,而且节省了人工成本。

锅炉管多功能精整生产线自动控制系统

介绍了宝山钢铁集团有限公司高压锅炉管多功能精整生产线新线的设计思想 ,采用了基础自动化级和生产过程控制级构成的两级自动化系统 ,其控制思想先进 ,生产能力达到国内先进水平 。

某工业锅炉过热器管变形原因分析及改进措施

针对某工业锅炉过热器管的变形,通过对其材质、结构以及运行中的流体进行分析。结果表明,过热器管变形的主要原因是锅炉火焰过长,锅炉燃烧器启动时过热器处于干烧状态。另外,锅炉液态水进入过热器管,水在管子下部,汽在上部,致使管子周向温度不均。根据变形原因提出了过热器管变形的预防措施,即调整火焰长度、提高锅炉汽水分离效果、将逆流布置的过热器改为顺流布置,同时过热器管采用合金钢材质。

气体加热炉设计探讨

讨论了管内介质为气相的气体加热炉的设计参数。不同的气体介质具有不同的传热特性,气体加热炉设计时应根据气体性质选择合理的管内介质流速以及管壁热强度。气体加热炉炉管的选材通常由炉管管壁温度决定,采用寿命设计的方法进行设计。气体加热炉的燃烧器配置方式必须和加热炉炉型相适应。