基于二维非稳态导热模型的蓄热式加热炉炉长研究

实现了一个钢坯加热二维非稳态导热模型,并基于该模型对蓄热式加热炉的设计特别是有效炉长的确定进行了研究。计算结果与工程数据的对比表明,计算结果是准确可靠的。该模型及由此给出的蓄热式加热炉参考炉长,对蓄热式炉的设计,特别是对确定蓄热式炉的炉长具有指导作用。

激光点火过程的二维模型及计算

以热机理为基础 ,建立了激光点火过程的二维非稳态热传导模型 ,模型中考虑了激光光能分布、反应物浓度、对流换热和热辐射等因素对点火过程的影响。采用交替方向隐式算法求解偏微分方程。并以Mg/NaNO3药剂为研究对象 ,通过计算分析了激光脉宽、光束半径、材料热传导系数、浓度吸收等因素对点火的影响。结果表明 :入射功率、脉宽、光束半径是影响含能材料点火特性的主要因素 ;点火时间较短时 ,热传导系数的变化对点火影响较小 。

引江补汉工程运行后汉江黄家港—王甫洲段水质响应

随着汉江流域经济社会的发展,水环境水生态压力加大,引江补汉工程的实施可能导致汉江水质水量发生进一步变化。因此开展引江补汉工程调水前后汉江中下游水体水质水量模拟分析与预测,对控制该流域水体污染具有重要意义。采用分段马斯京根法及一、二维水质模型,预测了引江补汉工程引水后黄家港—王甫洲段水量水质响应。结果表明:①引江补汉工程采用全年无间断引水方式引水后,黄家港—王甫洲河段的流量有所增加,夏汛流量增加高于秋汛,王甫洲断面流量增加略高于沈湾断面;②调水前后沈湾断面月均总磷浓度都达到Ⅱ类水质标准,月均总氮浓度处于Ⅳ类~Ⅴ类标准。各项水质指标在情景二下的增长率是情景一的2~3倍,相较于调水前,情景一总磷浓度最大增长为4.68%,情景二总磷浓度最大增长为13.45%。其次为总氮,情景一总氮浓度最大增长为1.15%,情景二总磷浓度最大增长为3.44%;③调水前后王甫洲断面汛期月均总磷浓度均达到Ⅱ类水质标准,引水后枯水年总磷浓度有所增加,丰水年浓度略有降低。整体上枯水年较丰水年的水质变幅更大,各项水质指标在两种情景下的变幅相差不大。

水电站建设对河流水质影响的模型分析与研究

本文采用二维河流稳态水质混合模型分析和研究了冷水江市新建浪石滩水电站对资江水质的影响。研究表明:二维河流稳态水质混合模型可以对河流中污染物排放与河流水质的关系进行定量分析,从而有效地为河流水质污染预测提供依据。

沿海河道型水库水质可达性研究

根据新沭河太平庄闸至三洋港挡潮闸河段污染源分布特点,对区域内污染物入河量采用分布式污染负荷模型进行测算;建立两闸区间河道型水库二维非稳态FVS格式水流水质模型,基于水量、水质同步实测数据对模型进行率定验证。运用所建模型对研究区域水量水质过程进行数值模拟,定量分析了水库来水为功能区水质及污染源汇入条件下的水质浓度场变化过程。结果表明:相同蓄水时间内,污染源汇入不利方案下水质浓度场范围较上游来水为功能区水质方案下的范围有所增加;蓄水45d时,不利方案下污染带已达到范河闸取水口处,但水质浓度仍未超出农业灌溉用水标准,表明该河道型水库水质可在较长时间内满足农业灌溉要求。

临淮岗工程不同蓄水条件下的水质可达性分析

建立临淮岗工程淹没区在不同蓄水条件下的二维非稳态FVS格式水流水质模型,基于水量、水质同步实测数据对模型进行率定验证。运用所建模型对研究区域水流水质过程进行数值模拟,定量分析了研究区域在最不利条件下对临淮岗坝前水质的影响程度。对不同库容条件下在库区北部农业用水时的库区水质浓度场进行计算分析,结果表明:当上游边界来水为功能区Ⅲ类,临淮岗坝前COD、NH3-N和TP浓度都能达到GB 3838—2002Ⅲ类水质标准;当边界条件为枯水期水质时,临淮岗坝前的NH3-N浓度超标,超标率为28%,COD及TP均能达标。

基于MIKE21的洪泽湖溢油事故风险研究

为分析金宝航线淮安段建设对洪泽湖敏感目标溢油风险,采用MIKE21建立了洪泽湖二维非稳态模型,并选取两个敏感的溢油风险点,分别对施工期及运营期发生溢油事故时,最不利风向下进行风险预测。结果表明,油膜在扩散时,油膜面积逐渐变大且局部厚度减小;溢油点位1在西风条件下发生溢油事故时,会对洪泽湖银鱼国家级水产种质资源保护区造成影响;溢油点位2发生溢油事故时,点位东侧湖岸吸附大部分油膜。研究为洪泽湖安全管理提供参考依据。

小方坯连铸二冷动态控制模型的研究

以小方坯二维非稳态传热模型为工具,分析过热度和二冷配水制度对连铸坯内部质量的影响。在此基础上。

蓄热式加热炉钢温预报与炉温优化设定研究

在分析新型蓄热式钢坯加热炉的炉型结构与炉温制度特点的基础上,基于钢坯在炉内受热辐射和钢坯内热传导的机理,设计了二维非稳态导热钢温预报模型,并给出了适用该模型的炉温优化策略.该模型能够对出炉钢坯进行网格化钢温预报,具有精度高,通用性强,能够实现炉内钢坯温度分布的在线预报的特点.仿真研究表明,所提出的炉温优化策略能较大地提高钢坯的加热质量.

长江口北支段纳污能力分析

根据长江口北支水流、水质的特点和实际需要,建立二维非稳态水流-水质耦合模型,应用该模型模拟长江口北支的流场和浓度场,计算1000m污染带控制长度下长江北支自海门汤加镇至启东灯杆港江段的纳污能力,结果表明,该江段对COD的纳污能力为3659t/a,对NH3-N的纳污能力为265t/a。

加热炉内板坯粘塑性下桡变形的研究

在加热炉内 ,由于高温及重力作用 ,板坯两端的悬臂将产生下桡变形。悬臂越长 ,下桡将越大 ,导致悬臂下桡部分与出口端墙相碰 ,影响出料而造成事故。本文对加热炉内板坯的下桡变形进行了分析计算。首先 ,建立了板坯的二维非稳态导热模型并用有限差分法计算了炉内板坯随时间的温度变化 ;然后建立了板坯悬臂粘塑性变形模型 ,用有限元法计算了高温条件下由重力引起的悬臂的下桡变形。由此理论模型计算出的板坯抽出温度与悬臂端下桡量与实测结果吻合良好 ,说明该理论模型及模型计算方法是正确的 ,可用于对装钢生产进行指导。

涂层材料瞬态传热实验与导热系数辨识

针对涂层-基体一体化的双层结构,为测试评估其中涂层材料的导热性能,提出基于瞬态平面热源法(transient plane source,TPS)的涂层材料导热系数反演辨识方法。根据Hot-Disk实验测试原理,建立基体-涂层-探头整体的二维非稳态传热模型;结合测量过程中的瞬时温升数据信息,采用粒子群优化算法反演辨识获得涂层材料的导热系数;并通过实验和数值模拟论证了上述方法的可靠性。结果表明:该测量方法能够有效获得涂层导热系数,测试反演的数值偏差小于4.0%。最后,实际测量和反演辨识获得了一种涂层材料常温至773 K的导热系数,随温度提高呈现增大趋势,数值范围为0.18~0.29 W/(m·K)。

闽江航道建设对下游敏感目标溢油风险预测

溢油事故是不可逆的环境污染事故,会破坏水体水质,危害生态系统,因而溢油事故的危害不容小觑。闽江下游有多个取水口及湿地保护区,闽江航道施工期及运营期均有溢油事故发生的风险,可能会对环境敏感目标造成影响。根据工程区域情况以及工程建设要求,以二维非稳态模型为平台,建立闽江下游水动力模型,基于实测资料进行模型可靠性分析。在准确的水动力模型基础上,以"油粒子"跟踪技术为指导,建立闽江航道溢油风险预测模型,对闽江下游航道建设施工期及运营期最不利条件下的溢油事故风险进行预测研究,可为闽江应急事故处置、溢油损害评价及取水口的安全管理提供支持和帮助。所提出的溢油事故风险预测方法及思路,能够对溢油事故的积极预防提供一定的参考依据。

整治航段江面溢油对取水口的风险预测

进入21世纪,随着我国国民经济的飞速发展,内河航道线路整治和优化的力度明显加大,而伴随着通航能力的改善,航运及工程船只使得周边水域的溢油风险不断加大。加强溢油事故风险预测,针对事故发生采取切实可行的防护控制措施尽可能地降低溢油事故的危害是非常必要的。基于闽江段航道整治工程,设定可能发生的事故溢油泄漏点,利用二维非稳态水环境模型就施工整治航段溢油事故对下游取水口的影响进行预测分析,记录油品入江后的油膜漂移轨迹及最快到达取水口的时间、油膜厚度和持续污染状况,为溢油风险防控提供了相应的理论依据。

排污口设置对感潮河段水环境影响研究

为分析排污口设置对长江感潮河段水环境的影响,以泰兴滨江污水处理厂为例,在设计水文条件下,考虑排污口的3种设置方案、尾水的正常排放与事故排放以及污染物的最不利释放时刻,设置8种工况,采用二维非稳态模型对排污口设置对长江感潮河段水环境影响进行分析预测。结果表明,两个敏感目标泰兴滨江水厂工业取水口以及芦坝港断面位于正常排放预测混合区之外,该取水口以及断面水质不受本项目正常尾水排放的影响,仍能保持现状。事故排放下,泰兴滨江水厂工业取水口、芦坝港断面存在部分水质超标现象,需做好安全防范工作,尽最大可能避免风险。研究成果可为长江感潮河段环境风险预测分析与评价提供依据,亦对优化排污口设置起到参考借鉴作用。

退圩还湖工程对固城湖取水口的溢油影响

为分析退圩还湖工程对固城湖取水口的溢油影响,构建基于"油粒子"追踪技术的固城湖溢油风险预测模型,模拟不同风场条件下溢油事故发生后油膜厚度变化、扩散范围和持续时间等。结果表明,相同风速下SE风和NW风在事故发生24h内的油膜厚度变化较明显,ENE风和W风更容易使油膜因吸附作用滞留在岸边;风速较大时溢油发生24h内的油膜污染面积较小,但对取水口的影响时间更长。研究成果为固城湖取水口的安全管理提供了参考依据。

基于MIKE 21的长江江山制药排污口水环境影响分析——以江山制药公司污水处理站为例

为分析长江沿岸入河排污口设置对水环境的影响,采用MIKE 21建立了长江马鞍山-高桥段二维非稳态水量水质模型,并以江山制药公司污水处理站为例,对其排污口迁址改建前后的水环境影响进行模拟。结果表明,较于原排污口排放,拟设排污口在执行新排放标准情况下,对九圩港入江断面水质有改善作用,COD、NH_(3)-N、TP的改善率分别为29.0%、70.5%、29.7%;拟设排污口正常排放和事故排放时均不会对周围环境保护目标造成不利影响。研究成果可为长江泰州段水环境管理提供依据,也可为长江沿岸排污口设置及优化提供一定的理论指导。