地下水流场和特征选择算法下土壤潜在污染影响因子研究

目的:探究富阳区域土壤潜在污染的主要影响因子。方法:以区域内主要工业区为研究对象,采集土壤和地下水样品,并进行土壤污染和地下水流场检测。基于地下水流场,采用特征选择算法模拟区域土壤的潜在污染情况,选取土壤潜在污染影响因子并计算贡献率。结果:在选取的潜在污染影响因子中,地下水pH值、土壤含水率和土壤黏粒含量对土壤潜在污染的贡献率最高,分别达到0.155、0.083、0.076。结论:在该区域中,地下水pH值、土壤含水率和土壤黏粒含量为主要的土壤潜在污染影响因子,因此在进行土壤环境改善和土地再利用时应考虑这些因素的影响。

一种降超压值的高效率身管装置流场分析

炮口制退器是火炮上重要的减后坐力装置,可以有效降低后坐力和后坐位移。但随着炮口制退器制退效率的提高,炮口超压值带来的危害显著增大。针对某型高效率炮口制退器带来的炮口超压值过高的问题,提出一种基于封闭反射膨胀原理的身管装置。采用N-S方程和k-e两方程模型,建立含弹丸的三维数值模型,应用动网格技术和用户自定义函数(UDF)模拟弹丸在发射过程中的运动。通过实验和仿真结果发现,安装炮口装置和身管装置的方案与只安装炮口装置的方案相比,在制退效率仅下降了3%的情况下能够实现监测点的超压峰值下降约60 MPa,为火炮减后坐力方法提供了新思路。

SCR脱硝反应器导流板的结构设计

选择性催化还原剂(SCR)脱硝反应器入口段导流板的作用是使烟气流速均匀,尽可能地分配合理通过催化剂的烟气流量。对此,以某电厂300MW机组SCR脱硝反应器中导流板为研究对象,采用FLUENT软件,通过对不同结构导流板下反应器内流场的数值模拟,以及多种方案的对比分析,得出最优的导流板结构及反应器内流场分布。

湿式静电除尘器流场的数值模拟与优化设计

湿式静电除尘器流场的分布对烟气深度净化具有重要意义,采用CFD数值模拟方法对某项目600MW燃煤发电机组湿式静电除尘器的内部流场设计进行了研究分析。结果表明,流量分配和气流整流是内部流场的两个关键设计要点。有关流量分配的设计需在确保各电场流量分配均匀的同时不明显增加烟风系统阻力,而气流整流的设计方案可同时运用气流均布板和整流格栅,此设计方案不仅可降低整套整流方案的压损,还有利于整流方案的标准化设计和现场优化调整,提高装置可靠性。

基于CFX的典型差压式流量计流场数值模拟研究

基于CFX商业软件,对典型差压式流量计的内部流场进行数值模拟研究。详细研究了关于孔板流量计及V锥流量计的流出系数影响因素,得到了不同模拟工况下的内部流场变化规律。将数值模拟与经验公式计算值进行对比验证,两者吻合度高,误差基本控制在5%以内。借助CFX数值模拟进行孔板、V锥流量计的压降及耗能定量分析,结果表明V锥流量计具有明显的节能效果,同时探讨了孔板流量计的沉积、冲蚀问题。研究表明数值模拟可作为一种差压式流量计设计及标定的辅助方法。

新型水力分级机数值模拟及试验研究

传统水力分级机给料方式通常为垂直给料,容易造成分级腔内流场紊乱,特别是高速给料时流场恶化尤为严重,导致分级精度低、分级效率低等问题。为此,提出一种切向进料、带有W型反射盘的新型水力分级机。采用计算流体动力学软件对新型水力分级机内部流场进行了数值模拟分析。结果表明:新型分级机通过设置切向进料管结构,物料以螺旋下降方式进入分选腔,下降速度降低,物料分散更充分;通过在给料口设置W型反射盘后能够产生向上折返流,减缓了物料与上升水流的对冲,内部流场分布更均匀;适当增加给料速度后,对新型分级机分级腔内湍动能影响不大,有利于物料分级,提高分级精度。对粒径小于0.075mm的铁粉进行分级对比试验表明:新型分级机分级效率是传统型分级机的1.25倍,溢流产率是传统型分级机的1.46倍。相比于传统分级机,新型分级机在分级效率和产率2方面都得到了有效改善和提高。

多孔介质流场的热模拟方法

随着工业技术的迅速发展,多孔介质的强化冷却问题已成为工程上及热交换领域里的热门课题。对于多孔介质性能的研究,不仅要关注其散热性能等宏观方面的作用,同时也要考虑其内部流场作用等微观方面的影响。可建立流体力学的数学模型以模拟多孔介质的内部流场,主要从流体力学和热力学的角度对多孔介质的内部流场进行模拟。该方法在较简单模型下的优势并不明显,但在复杂的多孔介质模型中,可简化模型及边界条件的设置,减少建模的时间。

高压除鳞喷嘴内部流场数值模拟分析

利用三维模型对喷嘴内部流场进行了仿真。通过对喷嘴内部流场的压力云图、速度矢量图等的分析,研究了喷嘴内部流场的压力和速度变化规律,并对仿真结果进行了检验,从而为改善喷嘴形状和内部结构,延长喷嘴的使用寿命,进一步提高喷嘴质量和技术特性提供合理建议。

含硫天然气井口笼套式节流阀硫沉积数值模拟研究

为分析含硫天然气气田井口笼套式节流阀的硫沉积问题,基于雷诺应力模型、组分输运模型及离散相模型,建立硫沉积数值模拟模型,分析笼套式节流阀的硫沉积规律及影响因素。研究结果表明:硫沉积主要出现在正对来流的节流孔外侧下缘、阀套边缘以及阀芯内侧,其中节流孔外侧下缘的沉积最严重,对于该位置,随着气流进口速度的增大,硫沉积速率先增大后减小,当气流速度为5 m/s时达到最大值;同时,正对来流的节流孔外侧下缘的最大沉积率与阀门开度、节流孔孔径、阀芯内径成负相关,而与粒径成正相关,其中,随节流孔孔径与阀芯内径增大,最大沉积率近似以7.8×10^(-5),7.4×10^(-5) kg/(m^(2)·mm)的平均速率下降。

多路阀滑阀节流槽计算方法研究

工程机械上,多路阀常通过在阀芯节流边加工不同形状的非全周开口节流槽以满足不同阀芯流量控制特性。由于非全周开口节流槽复杂多变的结构特点,传统而相对简单的截面面积计算公式难以完成面积精确的计算。利用CFD仿真软件,对双U节流槽的三维流场压力进行仿真分析,推导了面积与压力变化之间的关系,并根据节流槽液体流动结构形式确定了局部压力损失系数,得到非全周开口计算面积与节流槽结构参数之间的关系方程。通过AMESim软件进行液压系统仿真分析,并最终通过试验进行了验证。研究发现通过该方法能快速准确地完成各种非全周开口滑阀开口面积的设计,对非全周开口滑阀流量设计、液动力预测及其振动和噪声的控制具有重要意义。

采用流场理论确定采空区内自然发火火源点位置

把采空区视为连续孔隙介质,采用流场理论建立起采空区气体流动及火灾标识气体CO浓度分布的数学模型,模拟出“浅煤层有地表漏风采空区”、“厚煤层分层同采采空区”以及“厚煤层分层分采采空区”内自然发火火源点位置分布规律。

高速离心叶轮内部三维粘性流场的数值模拟

采用一种快速求解三维黏性流场的计算方法求解某离心压气机内部复杂的流场,该方法利用DentonJ.D.教授的粘性体积力法模拟粘性对叶轮机械内部流动的影响,采用时间推进法和有限体积差分格式对叶轮机械内部的流动进行求解。为加速收敛,使用了多重网格法,当地时间步长和局部残差光顺技术。对某离心压气机内部流动进行了详细的数值模拟,得出了压气机转子性能、叶顶周向平均静压以及准正交面上子午速度分布图,计算结果与试验结果吻合良好。采用该方法详细分析了不同工况下离心压气机内部流场。

凝汽器喉部的三维数值研究

采用SIMPLE算法和k-ε模型,对一凝汽器喉部建立数值模型。对低压加热器在凝汽器喉部不同布置方式、不同布置位置进行了三维的数值模拟,得到喉部流场的速度分布情况。表明无论低加在凝汽器喉部采取何种布置形式,都会对喉部流场的速度分布的不均匀性产生极大影响;在扩散角的影响下,低加横向布置速度流场的均匀性略优于纵向布置;在布置位置较低时,喉部出口流场较其布置在较高位置均匀,但通过改变低加布置高度对喉部流场的改善并不明显。

130 t电弧炉熔池吹氧搅拌工艺优化模拟

为有效提高电弧炉熔池液体流动,以130 t电弧炉为模型,基于相似理论,进行了1∶4.35的水模拟试验,研究不同喷吹强度、氧枪角度及氧枪排布方式对电弧炉熔池混匀行为的影响,优化了设计方案。研究结果表明,影响熔池混匀时间的因素主要有氧枪喷吹流量和排布方式,氧枪角度对熔池混匀效果的影响较小。随着氧枪流量的增加,熔池所需混匀时间逐渐减少,当喷吹流量为21 m3/h(标准)和24 m3/h(标准)时,熔池混匀时间比喷吹流量为15 m3/h(标准)分别减少了14%和19.6%;氧枪对熔池的搅拌效果会随着氧枪排布方式的不同而改变,当氧枪排布方式为C时,液体流动可形成大循环,熔池内无死区,熔池混匀状态最好,排布方式D次之,当排布方式为A和B时,由于氧枪数量的减少,对熔池起不到良好的搅拌效果。

数值模拟在电炉中的应用

论述了数值模拟在电炉中应用的发展历程,对各电炉流场模型确定了控制方程、边界条件,各项研究都取得了一定的成果,对实际生产有一定的指导作用,这些模型对从事电弧炉操作的其他重要问题也有潜在的用途。

连铸中间包钢液流场的数值模拟

以天津荣程联合钢铁集团唐山特种钢有限公司炼钢厂小方坯连铸机的T型中间包为研究对象,通过ANSYS软件对原方案的中间包以及优化方案的中间包的流场、温度场及湍动能分布情况3方面进行数值模拟。对比分析数值模拟结果表明,优化后的中间包钢液流动更加活跃,湍动更加强烈,有利于钢液成分的混合以及中上部夹杂物的上浮,顶部温差更小。

大容量高热值垃圾焚烧炉炉内流场的模拟研究

为优化大容量高热值垃圾焚烧炉的燃烧工况,利用数值模拟手段对不同炉膛结构下的焚烧炉内部流场进行对比分析。结果表明,烟道位置对焚烧炉内的流场分布具有明显影响,烟道入口的最佳位置为垃圾料层燃烧段的上方;前拱二次风会在烟道入口处形成涡流,涡流随后拱倾斜角的增大而增长;前拱对气相燃烧的影响大于后拱;当前拱倾斜角为21°、后拱倾斜角为35°时,炉内挥发分燃烧的效率较高,流场分布较为理想。

连铸板坯中间包流场数值模拟

应用Fluent流体计算软件,采用湍流模型,对天钢板坯单流中间包内不同挡墙和钢包长水口之间的中心距离及不同的上下挡墙组合进行流场的数值模拟。结果表明:当中间包挡墙和钢包长水口之间的中心距离为1630mm且挡墙与挡坝之间距离为360mm时,中间包内部结构最为合理,既能使钢液成分与温度均匀又能最大限度的促进钢水中夹杂物的上浮去除,进而提高连铸坯的质量。

数值研究低热值燃料环管燃烧室燃烧流场

在任意曲线坐标系下对采用两种不同组分(天然气掺混氮气、一氧化碳)的低热值燃料环管燃烧室燃烧流场进行计算,结果表明低热值燃料的化学反应速率与其组分直接有关,燃料一氧化碳的燃烧效率高于天然气与氮气掺混物燃料,燃料组分变化对燃烧室燃烧效率与出口温度影响很大,因此选用合适的燃料十分重要.计算所得的燃烧室的燃烧效率和出口温度分布与试验数据符合较好,表明所用的数学模型与计算方法合理,计算程序可靠,可为低热值气体燃料燃烧室研制和优化设计提供有用的数据.

The hydrothermal wave of large-Prandtl-number fluid in a shallow cavity

The hydrothermal wave was investigated numerically for large-Prandtl-number fluid (Pr = 105.6) in a shallow cavity with different heated sidewalls. The traveling wave appears and propagates in the direction opposite to the surface flow (upstream) in the case of zero gravity when the applied temperature difference grows and over the critical value. The phase relationships of the disturbed velocity,temperature and pressure demonstrate that the traveling wave is driven by the disturbed tem-perature,which is named hydrothermal wave. The hydrothermal wave is so weak that the oscillatory flow field and temperature distribution can hardly be observed in the liquid layer. The exciting mechanism of hydrothermal wave is analyzed and discussed in the present paper.