电磁场对金属凝固界面前沿颗粒行为及分布的影响

探讨了电磁场耦合定向凝固过程中非金属颗粒在金属中的分布与电磁力的定量关系.从理论上指出.控制电磁力周期及 凝固参数可制备出颗粒浓度与金属生长距离呈函数关系的新型复合材料.采用过共晶Al-19％Si合金的定向凝固实验结果表明, 通过周期性地施加电磁力,合金中的初晶富Si颗粒呈层状分布,表面硬度也呈周期变化.通过改变电磁力施加周期和凝固速率, 可以自由改变富Si层之间的宽度.

高强度铜闪速熔炼过程颗粒行为仿真研究

通过在Fluent中增加铜精矿颗粒燃烧模块,建立闪速熔炼仿真模型,对闪速熔炼炉冶金过程颗粒行为进行仿真研究。通过在给定工艺条件下对颗粒的运动速度及轨迹、存活时间、颗粒温度变化、氧化程度及颗粒在沉淀池分布状况进行模拟。研究表明,精矿颗粒在进入反应塔内平均存留时间较短,并不断偏离反应塔中央,闪速熔炼炉内颗粒温度受颗粒直径的影响,粒度越小,温度上升越快,20μm的颗粒受漩涡的影响程度比较大且易随烟气排出。

铜闪速吹炼过程颗粒行为仿真研究

通过UDF函数在FLUNET中增加冰铜颗粒的燃烧模块建立闪速吹炼仿真模型,进行了闪速吹炼炉冶金过程多场仿真研究。通过对给定工艺条件下的颗粒的温度、氧化程度、颗粒运动速度、存活时间和沉淀池分布情况的模拟研究发现：颗粒在反应塔内不断地偏离反应塔中央,在反应塔内,平均偏移距离约0.6 m;闪速吹炼炉内颗粒温度上升速度受颗粒直径的影响,颗粒越小,温度上升越快,对于20μm的颗粒在距离反应塔顶1-1.5 m处其温度即可达到最高点。

电磁力对凝固界面前沿颗粒行为影响的实验研究

通过电解质模拟实验，考察了凝固界面前沿电磁力对颗粒行为的影响，得出了“电磁力可以控制凝固界面前沿颗粒行为和其在基体中分布”的结论，为进一步研究电磁技术制备颗粒增强金属基复合材料提供了依据。

逆向复式射流预燃室燃烧器煤粉颗粒行为预报

Precombustion chamber is a development of NOx control technology. The precombustion chamber is a staged combustion technique capable of achieving low NOx emission and high combustion efficiency. A new precombustor burner using multiple opposed jets was developed in China. Such jets establish an excellent recirculation zone in the flowfield, different from that associated with swirl and bluffbodies. This paper reports the potential of mathematical flame models to predict particles trajectories, residense time, heating rate and volatile release rate. The particles trajectories illustrate that most particles travel within the recirculation zone and have long enough residence time. The devolatilization has been completed and partial char combustion occurs in the burner.

仿真分析铜闪速吹炼过程颗粒行为

在本次研究中通过展开对铜闪速吹炼过程中的颗粒行为构建仿真模型展开研究,模拟给定工艺条件下的颗粒运动行为,研究速度、轨迹、温度、氧化、存活时间及沉淀情况。研究发现精矿颗粒进入至反应塔内平均存留时间较短,并未偏离反应塔的中央,闪速熔炉内部颗粒温度,会受到颗粒直径影响,粒度大小及温度升降呈负相关,处于20μm颗粒会受到较大漩涡影响,容易随着烟气排出。

虑及颗粒-基体摩擦行为影响的SiC_(p)/Al切削仿真研究

摩擦系数是影响切削过程中切削力、切削热以及已加工表面形貌的重要参数。通过搭建力—热可控摩擦实验平台,探究温度—压力影响下SiC_(p)/Al切削过程中颗粒—基体两相摩擦行为。基于摩擦工件表面粗糙度与表面形貌,揭示了温度—压力影响机理。结果表明,温度—压力作用本质是影响SiC颗粒磨削深度;摩擦系数受压力影响较大,而温度、压力与颗粒自锐性三者的共同作用决定摩擦后工件表面粗糙度。考虑颗粒—基体摩擦行为影响的SiC_(p)/Al切削仿真模型能有效预测切削力,平均误差为3.28%;提高切削速度可有效改善SiC颗粒犁耕基体形成的三角形缺陷宽度,平均减少38.3%。该研究为进一步理解SiC_(p)/Al切削过程中的摩擦特性与提高仿真预测精度提供了理论基础。

激光熔覆涂层中原位生成TaC的颗粒行为特征

通过激光在中碳钢基体表面熔覆NiCrBSi+Ta复合涂层原位生成了TaC颗粒。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析涂层的形貌、成分和物相。讨论了TaC颗粒的形貌、生长机制、分布情况以及影响颗粒分布的因素。结果显示,TaC颗粒为等轴或花瓣状,其形成机制主要是独立形核生长、碰撞烧结和原位析出。TaC颗粒分布均匀,没有出现明显的梯度分布现象。TaC颗粒被基体相晶界捕获而不是被基体相吞没或推至涂层顶部,这促使颗粒均匀分布。TaC颗粒周围生长有针状铬的硼化物或碳化物,应有利于颗粒与基体牢固结合。不同于其他碳化物的是,研究发现TaC颗粒中固溶了大量的Si元素,这为控制陶瓷颗粒强化材料中的Si含量提供了一种新途径。

内构件对于提升管中颗粒混合行为的影响

对加设了钝体式内构件的提升管内颗粒的轴径向混合行为进行了研究。研究结果表明 ,内构件的存在并不能明显减少提升管内颗粒的轴向返混 ,这与提升管内稳定的微观两相结构密切相关 ,但颗粒的径向混合能力却可大大加强 ,而且在越高的气速和固含条件下 ,这种加强作用越明显。其原因是内构件的存在加强了边壁区颗粒的脉动 ,有利于破坏提升管边壁区的颗粒浓环 ,促进颗粒的径向交换与混合。

FCC提升管内粒径分布对颗粒混合行为的影响

采用磷光颗粒示踪技术对一种宽筛分颗粒 (粒径小于 2 0 μm细颗粒的体积分数为 2 4 5 % )与一种常规的催化裂化催化剂的轴径向混合行为进行了对比研究。与常规颗粒相比 ,宽筛分颗粒体系的轴向返混略有减弱 ,而其径向混合能力大大降低 ,这与宽筛分颗粒体系中细颗粒的团聚有很大关系。在FCC提升管中 ,催化剂中细颗粒含量增加 ,必将减弱颗粒的径向混合能力进而降低径向上的传质、传热能力 ,对反应极为不利。粒径分布对于提升管反应器非常重要 ,应引起足够的重视。

提升管-下行床耦合反应器内颗粒混合行为

Riser has the advantage of high gas-solids contact efficiency,high gas/solids flux and so on.But there is relatively significant gas and solids backmixing.On the ether hand,downer has the great advantage of uniform gas and solids residence time, but the entrance structure has great influence on its performance and the solid concentration is much lower than that in riser.A new type of Riser-Downer-Coupling Circulating Fluidized Bed (RDCCFB) is devised in this research, which is a close combination of riser and downer.This new type of CFB takes advantage of both riser and downer.Phosphor particles were used as tracers to study the solid mixing behavior in a cold-model RDCCFB.The results show that the overall Peclet Number is greater than that in a single riser.And the average residence time and the residence time distribution of the particles can be changed according to the requirement.These characteristics make this coupling reactor attractive in many areas.

液-固下行循环流化床中的颗粒碰撞行为

设计并构建了一套冷模液-固下行循环流化床蒸发器,考察了颗粒对壁面的碰撞行为随轴向位置和操作参数的变化规律,以便更好地揭示循环流化床强化传热和防、除垢的机理。实验中,选用水和不同粒径的聚甲醛颗粒和玻璃珠作为工质,对不同颗粒加入量(0~2.0%)和循环流量(2.15~5.16 m^(3)·h^(-1))下的碰撞加速度信号进行了功率谱密度、峰度和标准偏差等频域和时域分析。研究结果表明:液相和固相碰撞加速度信号的频率范围分别为0~2000 Hz和6000~16000 Hz。沿着下行床的轴向位置从上到下,颗粒对壁面碰撞加速度信号的标准偏差先减小,后增大;峰度增大。随着颗粒加入量和循环流量的增加,标准偏差增大,峰度减小。颗粒加入量较低时,标准偏差随着聚甲醛颗粒粒径的增加先减小、后增大;而峰度随着粒径的增加明显增大。颗粒加入量较高时,标准偏差和峰度随着粒径的增加而增大,但增大的幅度较小。玻璃珠的标准偏差较小,但峰度明显高于聚甲醛颗粒。构建了操作参数对颗粒碰撞行为影响的三维图。研究结果有助于促进流化床换热防垢节能技术的工业化应用。

Na_(2)SO_(4)循环流化床蒸发器中的颗粒碰撞行为和传热性能

将流化床换热防垢节能技术和Na_(2)SO_(4)蒸发过程相结合,设计并构建了1套Na_(2)SO_(4)循环流化床蒸发装置。选用质量分数为20%的Na_(2)SO_(4)溶液作为液相工质,采用聚甲醛(POM)和碳化硅(SiC)颗粒作为惰性固体颗粒,考察了颗粒类型、颗粒加入量(1%~3%)、循环流速(0.37~1.78 m·s^(-1))和热通量(7.29~12.14 kW·m^(-2))等操作参数对于颗粒的碰撞行为和蒸发器传热性能的影响。研究结果表明,POM和SiC颗粒的加入均可以强化传热。实验范围内,POM和SiC颗粒的最大增强因子分别为9.5%和13.4%,所对应的操作参数分别为ε=1%,u=1.78 m·s^(-1),q=7.29 kW·m^(-2)和ε=3%,u=0.37 m·s^(-1),q=12.14 kW·m^(-2)。液相和固相碰撞加速度信号的特征频率范围分别为0~1000 Hz和6000~17000 Hz;汽相的产生可以显著增加其他相的碰撞强度。颗粒加入量增加,POM颗粒的标准偏差增大;SiC颗粒的标准偏差在循环流速较低时先减小、后增大,而在循环流速较高时增大。2种颗粒的流动沸腾传热系数受颗粒加入量的影响较小。循环流速增加,2种颗粒的标准偏差和传热系数均增大。热通量增加,2种颗粒的传热系数均明显减小。颗粒加入量较小时,2种颗粒的标准偏差随热通量的变化不明显。颗粒加入量较大时,POM颗粒的标准偏差随着热通量的增加而增大;SiC颗粒的标准偏差随热通量的变化受循环流速的影响。

复合材料凝固过程中的颗粒/界面行为数学模型

根据颗粒增强金属基复合材料凝固过程中的颗粒 /界面作用微观机理 ,导出颗粒附近温度场 ,液 /固界面形状 ,颗粒受力情况及颗粒吞并 /推移临界条件数学模型。分析了热导率、颗粒尺寸和凝固速度不同对颗粒 /界面行为的影响。

四角切圆煤粉炉内煤粉颗粒行为特征的研究

对于煤粉的燃尽程度和煤粉在炉内的停留时间的研究是一个需要引起电力行业工业界和学术界着重考虑的问题。采用数值模拟的方法对炉内煤粉颗粒的行为特征进行了详细的计算 。

粒间胶结尺寸对圆形颗粒法向接触响应的影响

粒间胶结物的存在改变土体颗粒间接触力的传递方式,因此,显著影响天然结构性土体的宏观力学响应和强度。为了研究粒间胶结的几何尺寸对理想圆形颗粒法向接触力学行为的影响,采用有限元方法模拟了圆形胶结颗粒微观抗压试验,分析了粒间胶结厚度和宽度对粒间法向接触应力分布和抗压强度的影响,并将模拟结果与模型试验进行了对比。结果表明,数值试验所得到的峰前荷载-位移曲线与室内试验结果吻合较好。粒间法向接触应力分布不均,中心大,外缘小。塑性区分布与高应力区不重合,塑性区在胶结物中心和外缘之间产生,逐渐向中心和边缘方向扩展。胶结抗压强度随厚宽比增加而降低,相同厚宽比下抗压强度基本一致。

烟气净化径向移动床空腔临界空速行为的工程计算

给出了一种应用散体力学模型计算工业烟气净化径向移动床的空腔临界空速的工程计算方法与结果。应用散体力学颗粒极限行为的数学模型,考察了几何结构、颗粒物性、气流形式和床层空隙率因素对颗粒极限行为和空腔临界空速的影响,总结得出规律。研究表明,在现在应用的炭基吸附剂和工业空速条件下,工业空速远小于颗粒空腔临界空速,径向气流对颗粒的作用不会导致径向移动床内颗粒出现空腔现象。

射流伺服阀前置级颗粒物空间分布数值研究

为了研究油液中所携带的颗粒物在伺服阀前置级中的停留率和停留位置,本研究通过数值模拟研究了在不同工作状态下,不同尺寸的固体颗粒在射流伺服阀前置级流场中的速度空间分布。结果表明:(1)颗粒会在伺服阀前置级中展现出倾向性的聚集行为,且长时间驻留在伺服阀内,特别是接收口及以下区域;(2)控制腔C1、C2端面边界条件为正弦流率相比其为固定壁面时,颗粒相的停留率更低;(3)控制腔端面C1、C2边界条件为正弦流率时,伺服阀前置级内颗粒停留率展现出随时间延长而降低的趋势。

直线振动筛筛面颗粒运动特性分析

筛面颗粒运动直接影响筛分设备的筛分效率,为了明确直线振动筛筛面颗粒的运动特性,采用离散元素法(DEM)分析了不同条件下单颗粒在筛面上的运动过程及运动类型,研究了振动方向角、振幅和频率对颗粒运动轨迹、碰撞周期和碰撞间隔的影响。研究结果表明:振幅在10~40 mm范围内,碰撞周期和碰撞间隔随着振幅的增大逐渐增大;频率在3~7 Hz范围内,碰撞周期和碰撞间隔先增大后降低,当频率为6 Hz时,碰撞周期和碰撞间隔最大。振动方向角为20°、30°、50°,70°时,筛面上的颗粒存在滑动运动,振动方向角为80°、90°时,颗粒碰撞周期不发生变化,增大振动方向角会减小颗粒的碰撞间隔。大多数模拟情况下,颗粒在筛面上最初的几次碰撞落点较为密集,筛面开孔时可根据模拟结果和实际生产经验在落点密集的区域增大开孔率。

小气旋除尘特性及主要影响因素的实验研究

以一种小气旋装置为研究对象,利用3D打印技术构建了气旋装置的物理模型,通过激光粒径分布仪测量了不同粉尘条件下微型气旋装置的分离性能,揭示了气旋装置分离性能的主要影响因素。研究结果表明:进口风速对于形成稳定的外涡流具有密切关系,内涡流的形成导致气旋装置内部气体发生剧烈扰动,在高风速下内涡流更加强烈和明显,增加进风速度有助于加快外涡流的形成速度,对气旋装置的分离性能具有积极影响,尤其对较大粒径粉尘的分离效果更为显著。