煤气化渣气流分级提炭分质试验

煤气化渣提炭分质是实现其减量化、资源化、高值化利用的关键。基于此,提出研磨破碎-气流分级的干法提炭工艺,利用研磨使气化渣中炭灰结合物解离,再利用气流分级机内离心力和气体曳力作用,将解离所得的细颗粒进行高效分离。通过设计均匀试验并对各影响因素进行回归分析,获取优选试验条件并对该试验条件下的提炭效果进行验证。结果表明,气流分级提炭受多因素耦合作用影响,其中分级机频率和引风机频率是影响提炭效果的关键。均匀试验优选条件为分级机频率175 Hz、引风机频率5 Hz,喂料螺旋频率5 Hz,二次风口全开;该条件下所得富炭产品的收率为25.86%,烧失量49.76%,较原气化渣烧失量提高了26.91%,与试验预测值(49.64%)较一致,且试验效果明显优于未研磨破碎直接气流分级的气化渣。优选条件下气流分级得到的富炭产品的平均粒径(Dav)为5.95μm,满足橡胶补强填充料的粒度要求,其热值为16.73 MJ/kg,亦可作为细粉燃料等使用。同时,气流分级可实现较好的气化渣脱炭效果,所得脱炭渣烧失量低于10%,有利于其在建材等领域应用。研磨破碎-气流分级方法可实现气化渣的提炭分质,有利于其下游利用。

5XZ-10型比重式种子分选机中离心风机流场研究

利用空气动力学原理进行种子分选,空气流场的分布至关重要。针对农业机械装置中气流均匀性问题,以5XZ-10型比重式种子分选机中离心风机为原型,利用Solidworks软件建立离心风机几何模型,运用Fluent软件对离心风机内部流场及出口流场进行数值模拟计算。通过仿真试验得到离心风机流场分布,对风机出口速度分布云图及矢量图结果进行分析,发现风机内部流场受到机械结构的干扰,气流在风机出口界面分布较不均匀,提出了离心风机流场优化措施,包括双叶轮双入口单出口离心风机入口增设集流器、对固定盘与叶轮的连接进行密封、风机出口采用钢板网对出口气流进行均匀性改善。在距离风机出口上方0.13 m处安装钢板网,增设钢板网后风机出口气流均匀性指数由0.88提升至0.90,提升率2.27%,解决了风机提供的气流流经5XZ-10型比重式种子分选机筛面时的均匀性问题。

热风炉燃烧器性能分析及关键尺寸的优化

为进一步提升当前热风炉燃烧器的燃烧温度,通过保证燃烧器出口气流速度的稳定性来实现钢铁冶炼质量的提升,为此设计了实验模型装置并对挡板左右间隙从70~140 mm对应的出口气流均匀性进行对比,基于Fluent软件对挡板左右间隙从140~220 mm范围及不同挡板样式对应的出口气流均匀性进行对比仿真,综合上述成果对指导提升热风炉燃烧温度具有实际意义。

整车高低温环境实验舱流场分析与结构优化

整车高低温环境实验舱内流场的均匀程度是影响汽车环境适应性试验精度的关键因素,合理的气流组织形式对舱内流场分布极为重要。基于贴壁循环流动送风与冷风机中置直吹送风提出3种不同送风方案,建立3D模型利用Fluent对环境舱内流场的分布特性进行数值模拟,并通过实验验证数值模拟方法的合理性。对计算结果进行分析发现,在风量一定的情况下,贴壁绕场循环流动送风相比于冷风机中置直吹送风和冷风机近壁面直吹送风,场内试验区的温度不均匀系数同比降低了50%,速度不均匀系数分别降低了23.2%和17.9%,能量利用系数分别提升了20.3%和11.6%。因此,贴壁循环流动送风方案可有效地提升环境舱温度场均匀性和工作效率。

玉米干储一体仓气流场仿真分析与优化

为提高玉米干储一体仓中气流场均匀性,采用计算流体力学和正交试验相结合的方法对玉米干储一体仓内部气流场分布进行数值仿真和参数优化。通过单因素试验,研究水平进风管位置、竖向通风笼直径、单位通风量3个因素对玉米干储一体仓通风均匀性的影响规律,并通过系列数值仿真及正交试验对干储一体仓通风结构及参数进行优化设计。结果表明:干储一体仓内气流的平均速度,受不同水平进风管位置的影响不明显,随着竖向通风笼直径的增加呈逐渐降低趋势,而随着单位通风量的增加持续增长。速度不均匀系数随水平进风管位置从上到下变动、竖向通风笼直径增加和单位通风量增加分别呈现先减小后增大、先急剧后缓慢降低和整体增加的趋势。其中,竖向通风笼直径对干储一体仓内部流场均匀性的影响最为显著,其次是水平进风管位置和单位通风量。优化后的干储一体仓通风结构及参数的组合为水平进风管位置-0.34 m、竖向通风笼直径400 mm、单位通风量20 m^(3)/(h·t),此方案下干储一体仓内部流场速度不均匀系数综合加权评分值与初始方案相比提高了77.4%,表明了优化方案的可行性。

非均匀来流条件下风管机C型翅片换热特性研究

传统风管机常采用V型换热器,低矮风道内来流风速的非均匀分布导致其换热能力较弱。针对风管机的非均匀来流,基于翅宽分布与风速分布的非均匀匹配,设计了一种非等宽翅片C型换热器,通过仿真和实验对其换热能力进行计算和测试,对比C型和V型翅片的换热特性,分析来流温度、冷凝温度、风量大小和风速分布对换热的影响。结果表明:在非均匀来流下,当翅宽与风速分布的幂次方成正比时理论换热量最大;C型翅片换热面积与风速的匹配度优于V型翅片,不同分区的局部换热量较高,总换热量更大,在较宽的工况范围内换热提升均大于10%。

基于营造及评价非均匀热环境目标的人体对流换热系数研究

为了精确评价非均匀热环境下人体热舒适性以营造低碳健康建筑环境,需要了解各方向气流下人体局部对流换热系数。本文基于实测实验及CFD模拟,对水平及竖直方向气流对人体局部对流换热系数的影响进行了研究,得到了人体各部位对流换热系数的计算模型,分析了各方向气流对人体对流换热系数的影响机制。结果显示:水平气流工况下的人体整体对流换热系数大于竖直气流工况;位于肢体末端的手部、小臂、脚部的对流换热系数较大;处于人体中心部位的腰腹部和背部的对流换热系数较小,且受不同方向气流影响较小。

风量罩均速矩阵结构优化与仿真分析

为探究风量罩均速矩阵结构对风量测量结果准确度的影响,建立了基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的风量测量仿真方法,并对现有典型16点均速矩阵和优化后的圆环均速矩阵进行了仿真分析。结果表明,相比于典型16点均速矩阵,优化后的圆环均速矩阵对流体的阻碍作用更小,流体通过矩阵后的风速分布未发生明显变化,矩阵结构迎风面的涡流现象和背风面的回流现象得到明显抑制。对比了5种风量工况下典型16点均速矩阵和优化后的圆环均速矩阵的测量相对误差可知,圆环均速矩阵测量准确度更高,性能更优越。

NO_(x)传感器布置位置对测量准确度影响的试验研究

为提高NO_(x)传感器的测量准确性,采用不同工况的正交试验和排气均匀性仿真建模,分析不同布置位置下NO_(x)传感器的测量偏差及原因,研究不同位置下的NO_(x)传感器的测量准确度。结果表明:NO_(x)传感器应布置在混合气流较均匀的位置且在涡后自氧化催化器前至尾管后的排气管路上;沿尾管随气流方向越靠后的位置,测量准确度越高;气流分布不均匀是影响NO_(x)传感器测量准确度的主要因素。

垂直单向流洁净室高架地板布置研究

为了探究垂直单向流洁净室高架地板最优布置规则,建立典型垂直单向流洁净室数值计算模型,以高架地板布置形式为影响因子,设置6种计算工况,通过现场实测验证模型的准确性。结果显示:洁净室内气流组织受高架地板布置影响,风机过滤机组(FFU)下方0.62 m以下区域,不同布置形式下工作面最大气流偏移角相差10.9倍、速度不均匀度相差2.9倍。通过对比分析提出垂直单向流洁净室高架地板布置建议,为垂直单向流洁净室在设计和运维过程中的气流组织优化提供参考。

微波-热风振动流化床干燥机设计与试验

针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34.1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12.9%且产品均匀性显著提高。

果蔬差压通风预冷冷却均匀性研究

对于差压通风预冷除了冷却速度,包装箱内果蔬冷却的均匀性直接影响到其保鲜品质。提出基于方差分析的评价冷却均匀性的指标——均匀度。建立了果蔬差压通风预冷试验台,对黄金梨在不同送风速度、包装箱开孔形状、开孔面积、及箱内排列方式等工况下的差压预冷过程进行了试验测试。分析了相关参数对包装箱内黄金梨冷却均匀性的影响。结果表明,箱内黄金梨直排摆放工况下的流场比较均匀,冷风送风速度在1.5～2m/s时,圆形开孔包装箱且开孔直径45mm左右,黄金梨的冷却均匀性较好,均匀度σ在0.15左右。

侧风下逆流湿式冷却塔优化进风的实验研究

为降低侧风对自然通风逆流湿式冷却塔进风的不利影响,引入一种优化进风的新方法——在进风口周向上安装导风板,同时,为定量分析冷却塔周向进风均匀性,定义进风均匀系数。基于热态模型实验,研究侧风工况下安装导风板对湿式冷却塔进风及热力性能的影响。通过对进风性能及冷却效率的对比分析,揭示了侧风影响冷却性能的2个根本原因:侧风不仅降低了通风量,还破坏了冷却塔周向进风的均匀性,冷却效率的降低是二者共同作用的结果。安装导风板对周向进风进行优化之后,通风量增大,进风均匀系数也有较大提高,塔内传热传质均匀性增强,冷却效率有较大提升。刘易斯因子分析表明,优化进风对传热的强化作用更大,但同时增加了绝对蒸发水损失。

阵列式等离子体射流特性的研究

研究了大气压下阵列式等离子体射流特性,以实现和完善大气压下大面积的低温等离子体灭菌技术.采用MAXWELL 3D软件仿真及实验的手段,研究相关因素对各种阵列式等离子体射流特性的影响.包括在单管等离子体喷射中的一些基本影响因素(电压、气体流速等)和阵列式等离子体喷射实验中所特有的一些因素(气流均匀度、电极单元间距及电极布置方式).实验在大气压氦气环境下进行,然后通过专门研发的高频高压等离子体放电电源进行了介质阻挡放电.实验结果实现了大气压下阵列式等离子体喷射,证明了通过阵列式等离子体喷射方式来实现大面积等离子体灭菌技术的可行性.除此之外还得出了各种相关因素对阵列式等离子体射流特性的具体影响,用以完善阵列式等离子体射流技术,进行更大面积的灭菌处理.

颗粒帘换热器气体变径均流装置的设计与实验研究

设计6种不同结构形式的颗粒帘换热器气体变径均流装置,测得各变径均流装置出口气流的纵向与横向分布及其流动阻力,并分析了入口气流流动特性对变径均流装置出口气流均匀分布程度的影响。实验结果表明:气体变径均流装置的流动阻力随出口气流均匀分布程度的增大而增大;变径均流装置出口气流均匀分布程度随入口气流Re数的增大而减小;5#变径均流装置出口气流纵向分布相对均方根值仅为0.072 1,横向分布相对均方根值仅为0.038 6,气流分布均匀程度满足实验精度要求,展现出良好的应用前景。

单液滴破碎空间尺寸分布特性的实验研究

为了研究液滴破碎后颗粒云空间尺寸分布的机理特性,通过试验方法并建立相应的均匀性指标数学模型,分析了不同We数对液滴破碎后颗粒群空间分布均匀性的影响。结果表明：（1）液滴袋状破碎后颗粒分布类似于袋形的蜂窝结构,并以类似爆破的形式向后方外围扩散分离。（2）多模式破碎后颗粒群为类似于＂树＂形结构的颗粒分布,前端有分布密集、粒径较小的聚集团,后方分布着大范围的颗粒群。（3）剪切破碎后颗粒群为类似＂桶＂形的颗粒分布,外围分布着大量颗粒,而内部分布较为复杂。（4）在We数为10-70时,颗粒群的离散率在整体上是呈现先升高后下降再升高的趋势。当We数为30和60时,两个方向上的离散率存在较大差异,而三种不同的破碎模式中,剪切破碎均匀性表现最好。

电除尘器气流分布均匀性试验研究

介绍了陕西渭河发电有限公司5号炉电除尘器气流分布均匀性试验的过程,分析了影响试验结果的因素。根据试验得出的数据对电除尘器气流均布板进行了调整,并提出了进行大型电除尘器气流分布均匀性试验时应注意的问题。

芯体迎风面气流分布对全热交换器性能的影响

芯体作为全热交换器热质交换的关键构件,其迎风面的气流分布对换热效率有重要影响。针对一种垂直交叉流板翘式全热交换器,通过实验说明芯体迎风面气流分布的不均匀性,并通过数值计算的方法,对不同风量下的芯体迎风面的气流分布以及对换热效率的影响进行了分析研究。结果表明:芯体迎风面的气流速度分布不均匀,且不均匀性随着风量的增大而增强;不均匀系数越大,对换热效率的影响越大。

汽车空调出风口气流均匀性对冷却性能的影响(英文)

采用计算流体力学(CFD)的方法,研究了汽车空调出风口处气流均匀性对冷却性能的影响及其原因。考虑了太阳辐射和人体散热对流场的影响,模拟了2种流量相同而均匀性不同的冷却气流对车室的降温过程。通过对比2种冷却气流的冷却时间、流场组织和温度分布情况,发现均匀性好的冷却气流对车室的冷却性能更好,而且更有利于改善人体热舒适性。结合淹没紊动射流理论,从流体力学的角度分析讨论了产生这种不同冷却效果的原因。

大型粮仓中非均匀气流分布的数值模拟

基于Fluent软件,利用Ergun方程模拟大型粮仓中的非均匀气流分布。通过对粮堆孔隙率与浓度特性的描述以及数学模型的建立,研究了尖顶粮堆穿孔板通风和平顶粮堆环形通风两种工况的流动过程,得出其速度和压降的变化情况。结果表明,穿孔板通风尖顶粮堆增加了粮仓中心垂直方向的阻力,而环形通风平顶粮堆的气流沿仓壁向上流动,以致粮仓内空气的非均匀流动。