间接干燥条件下污泥传热传质模型开发及分析研究

本文基于傅里叶导热定律和Richards含水率方程,并在方程中添加水分蒸发率源项,提出了一种适用于间接干燥条件的污泥干燥传热传质模型。通过与水平加热表面污泥干燥实验进行对比,发现新模型能正确反映含水率随时间变化的趋势,与实验值吻合度良好。采用验证后的模型分析了不同壁面温度条件下污泥平均温度、含水率及蒸发速率的变化特性。本文模型研究为开发适用于工程的干燥机优化设计方法提供了参考。

结晶垢结垢过程的传热传质模型

通过对结晶垢结垢过程传热传质机理的分析,证明了垢层表面温度随时间的变化会对结垢过程产生重大影响.据此提出了考虑垢层表面温度变化的描述结垢过程的传热传质模型.对恒壁温和恒热流条件下的结垢过程进行了详尽的分析和讨论.结果表明,对恒壁温情况必须考虑垢层表面温度随时间的变化,这一变化是导致结垢过程渐近特性的重要原因之一;而对恒热流情况,垢层表面温度随时间的变化很小,可以忽略它所带来的对结垢过程的影响.与实验数据比较表明,模型预测是正确可靠的.

蜂窝式除湿转轮的传热传质数学模型及其试验验证

针对蜂窝式除湿转轮的结构特点以及波纹形通道的传热传质特性,建立了转轮除湿过程中的传热传质数学模型,用试验数据验证了其合理性。分析和讨论了传热传质过程中空气温湿度和干燥剂温度及其含水量的分布情况和特征。数值计算发现:在波纹形通道内沿再生空气方向存在一条空气含湿量峰值线,该峰值线向出口方向的迁移时间和峰值的大小决定了再生速度和再生效率。为了提高再生效率,应该尽可能加快再生空气含湿峰值向出口处的移动过程,提高其迁移速度,降低迁移时间。最后还对运行参数对再生空气出口含湿峰值的大小及其迁移时间的影响进行了讨论。

余热制冷吸附床的一个新传热传质模型

在既考虑吸附剂颗粒内部的传质阻力,又考虑吸附剂颗粒之间的外部传质阻力的前提下,建立了余热吸附制冷系统中吸附床的三维非平衡传热传质数学模型,它包括加热/冷却流体传热模型、换热管传热模型、肋片传热模型、吸附剂颗粒床传热传质模型4部分;通过对模型的数值求解,获得了吸附床内部的温度演变曲线和性能指标,与实验结果基本吻合。

盘式连续干燥器的传质传热模型

建立了盘式连续干燥器内加热盘面物料的传质模型 ,给出了干燥器内料环高度、盘面积料量及干燥时间的计算方法 .应用颗粒传热理论和扩散理论 ,导出了每道料环的传热计算公式 ,由该迭代公式可逐步计算出每道料环的出料温度、出料湿含量及干燥速率 .扩散理论中的惟一经验参数———搅拌参数Nmix,在本模型中可由不同进料工况下的多组实验数据加以确定 .最后给出了应用该模型进行计算的实例 ,结果表明 ,理论计算值与实测值吻合较好 ,误差一般在 2 0 %以内 .

错流降膜液体干燥剂除湿/再生传热传质数学模型及分析

分析了错流降膜液体干燥剂除湿及再生传热传质过程 ,建立了基于实际除湿系统的描述再生和除湿过程的数学模型 ,考虑到除湿过程中产生的热效应 ,以氯化钙溶液为除湿剂时 ,对气侧和液侧的传热传质系数进行了理论和数值求解 .计算结果表明 ,传热传质系数与气流流动状态。

回转窑传热传质数学模型及数值仿真

将回转窑内的传质过程与对流、辐射、传导三种热交换方式相结合,建立了回转窑传热传质过程的数学模型,并对模型进行了数值仿真。结果表明:物料温度随喷料量增加而降低,随喷煤量增加而升高。随着物料温度升高,喷料量、喷煤量的变化对物料温度的影响愈显著。

刮膜分子蒸馏传质和传热的数学模型

在对刮膜式蒸馏器蒸发表面流体流动和传质传热进行分析的基础上,研究了分子蒸馏过程,并建立了数学模型.该模型揭示了液膜温度和浓度在轴向、圆周方向和径向上的三维变化规律,反映了进料温度、浓度和流量以及刮膜器速度等参数对分子蒸馏过程的影响,适用于恒壁温以及绝热等不同操作情况.分别用龙格 库塔法和平均隐式差分法对头波常微分方程和液膜偏微分方程进行数值求解,该数值方法求解过程稳定.

气泡上浮运动与传热传质的耦合模型

针对舰船主机尾气消尾流技术中的气泡上浮运动,分别建立气泡非等温传热、瞬态非平衡传质及其速度、半径等各微分方程,进而构建液体中高温气泡上浮运动的耦合模型。将模型仿真结果与实验、文献研究比对,获得并分析气泡半径及运动速度的误差值,证明模型能够模拟不同温差的气泡在液体中的上浮过程,并得到气泡运动特性的影响规律:传质加速小气泡消失,使中等气泡半径持续减小,但对大气泡影响微弱;气泡运动初期为迅速的非等温传热过程,随气泡半径增大,热流密度变化幅度及热传导效率均下降;压强对气泡运动影响基本保持不变。三者综合作用使非等温传热初期气泡半径迅速下降。随后大气泡平缓增大;中等气泡缓慢地先减小后增大;而小气泡逐渐溶解在液体中。

降膜结晶过程传热传质简化积分模型模拟计算

本文在对降膜结晶分离过程进行传热传质分析的基础上，建立了简化数学模型。文中按时间先后次序分成若干时间流股，并对每一流股按随体坐标自上而下对传热和传质方程进方积分，其中利用稳态充分发展的传热传质公式计算局部、即时的结晶量，进一步将不同时间流股所得结晶量叠加即得到结晶在空间和时间上的分布。文中将计算结果与所作的实验结果进行了比较，二者吻合较好。最后利用本文的计算模型进一步对广泛的影响因素进行了研究，获得一系列有益的结果。

冷冻干燥升华过程数学模型传热传质机理

提出冷冻干燥升华过程主要由传热控制和传质过程两阶段组成．分析认为升华过程是传热传质的逆过程，并得出该过程的合理工艺条件。

眼角膜在冻干过程中的传热传质模型

通过对角膜干燥过程的理论分析,建立了能真实描述角膜干燥过程传热传质的数学模型。采用ANSYS有限元计算软件对角膜的冻干过程进行模拟计算,得出如下结果:冻干室内温度约-10℃,压强维持在50Pa左右时,角膜双面冻干所需时间为170min。采用移动网格来追踪升华界面上各节点的参数值,提高了本模型的计算精度,计算结果直观可靠,物理意义明确。

氨法吸收CO_2过程的传热/传质及反应模型研究

以氨法吸收CO2过程为研究对象,针对气液两相之间传热/传质及反应模型的区别,对比了RK(rate-based,kinetic),RC(rate-based,chemistry),EK(equilibrium-based,kinetic)and EC(equilibrium-based,chemistry)4种模型对CO2吸收过程中CO2吸收速率、富液碳化度、出口NH3浓度等关键目标参数的预测能力。模拟结果显示,RK模型对氨法CO2吸收过程具有最佳的预测能力。引入Murphree效率可修正基于平衡的模型对气液两相间传热/传质的预测,但是需要考虑到Murphree效率因组分而异并能逐级改变的局限。通过对Kinetic反应模型中动力学反应的敏感性分析发现,氨法吸收二氧化碳的过程主要受下述反应控制:NH3+CO2+H2O→NH2COO-+H3O+。

加填料饱和器传热传质模型研究

从水气之间的传热传质原理入手,引入水膜模型,建立加填料饱和器的数学模型。将模型的计算结果与实验结果进行了对比,验证了加填料饱和器数学模型的正确性。应用该数学模型分析了压力变化对加填料饱和器传热传质的影响,同时讨论了沿加填料饱和器高度方向的传热传质过程。研究发现,随着饱和器内工作压力的增大,饱和器出口空气更容易达到饱和,但空气的绝对湿度降低了;并且在整个传热传质过程中,质量一直从水膜传向空气主体,而热量的传递方向则有可能发生改变。

单组分液体蒸发传热传质耦合计算模型及其实验验证

在对液体蒸发过程中的热量传递进行详细分析的基础上,推导建立了液体蒸发计算模型,并给出了求解方法。设计了风洞实验台,并通过对液体苯蒸发过程的实验研究,对新建模型进行了实验验证。结果表明,新建模型能够比较准确地预测液体蒸发过程中蒸发质量和液体温度随时间的变化,其预测平均值分别比实验测量值偏大3.5%和3%,从安全的角度来讲是有利的。而在预测准确度方面,新建模型的预测绝对偏差分别为15%和5%,预测精度较高。最后,对导致偏差产生的原因进行了分析,并指出了新建模型存在的不足。

废轮胎裂解塔内加热盘面的传热传质模型

针对一种新型立式废轮胎裂解塔,建立了塔内橡胶小块沿盘面运动的传热传质模型,并给出了塔内关键性能参数如料环高度、盘面积料及停留时间的计算公式.应用颗粒传热扩散理论及橡胶裂解动力学方程,给出了裂解塔内每道料环的出料温度及橡胶裂解率的迭代计算公式,并从理论上给出了裂解塔的最大处理量.应用该模型对一台中试装置进行了理论计算,计算结果与实验结果吻合较好.

环柱状银催化剂内反应-传质-传热耦合过程数学模型

建立了乙烯氧化制环氧乙烷环柱状银催化剂内复合反应－传质－传热耦合过程的二维数学模型模型中未引入人为的假定。

同时考虑传热和传质因素的降速干燥模型

从传热和传质微分方程出发，采用积分近似法，求得了降速干燥速率的计算公式，从中可以很方便地讨论各因素对干燥过程的影响。

板式蒸发冷却器传热传质模型与解析解

对热湿交换过程进行质量与能量衡算,建立逆流板式蒸发冷却器传递过程的微分方程组。借鉴Braun的方法,引入空气湿球比热与湿球换热系数,对湿空气饱和线作线性化假设,推导得到了基于空气湿球温度的数学模型和控制微分方程组的解析解,实测结果验证了解析解对流体出口温度预测值的准确合理性。分析循环热水温度、喷淋水温度、空气干湿球温度的变化规律,以及空气进口干湿球温度对冷却器性能的影响。该分析模型与解析解可用于预测板式蒸发冷却器的性能。

蒜苔冻干试验及其传热传质模型研究

确定了蒜苔冻干工艺条件，探讨了热烫温度及时间、预冻速率、干燥室及捕水器真空度和温度对制品品质与干燥时间的影响，描述了蒜苔冻干的传热传质模型并计算了蒜苔冻干时间。