国家高技术研究发展计划(2011AA05A201)
- 作品数：18 被引量：89H指数：6
- 相关作者：周海军熊源泉沈湘林贺春辉管清亮更多>>
- 相关机构：东南大学清华大学南京理工大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：化学工程动力工程及工程热物理环境科学与工程理学更多>>
- 水平管段高压超浓相煤粉输送特性的数值模拟被引量：9
- 2012年
- 在充分考虑气固两相相互作用的基础上,利用修正后的κ-ε湍流模型对以CO2为输送介质的高压超浓相煤粉气力输送进行了数值模拟.对于固相体积分数高达25%的高压超浓相煤粉气力输送,采用该模型模拟一体化管道(垂直管、弯管、水平管连接在一起),获得了水平管段中不同粒径的颗粒在截面上的速度分布、浓度分布,以及不同表观气速下水平管段中固相的径向浓度分布.模拟结果表明,在相同的输送条件下,大粒径煤粉的速度较低,更容易在水平管道沉积;煤粉粒径相同时,表观气速较大的颗粒在沉积区的浓度分布较小.将模拟结果与相同试验条件下的水平管电容层析成像(ECT)结果进行了对比,验证了本文模拟结果的正确性.
- 胥宇鹏熊源泉周海军贺春辉陈先梅沈湘林
- 关键词：气力输送气固两相浓相数值模拟
- 曳力模型对水平管高压密相气力输送模拟的影响被引量：5
- 2020年
- 在欧拉欧拉方法的基础上,引入Dartevelle摩擦应力模型、修正的颗粒动理学理论,采用考虑摩擦应力项的Johnson&Jackson固相壁面边界模型以及Realizable k-ε-kp-εp气固湍流模型对水平管高压密相气力输送进行了数值模拟,并考察了Huilin-Gidaspow曳力模型、Mckeen曳力模型以及构建的三段式曳力模型对数值模拟结果的影响.结果表明:与其他2个曳力模型相比,采用三段式曳力模型所得的模拟结果不仅精准地预测了水平管压降及水平管压降随补充风量的变化规律,其相对误差在-3.7%^+5.2%以内,而且更加合理地反映了水平管高压密相气力输送各流动形态的输送特性.采用三段式曳力模型预测的水平管固相体积浓度分布与ECT图相吻合,从而证实了三段式曳力模型更适用于模拟水平管高压密相气力输送.
- 周海军熊源泉
- 关键词：气力输送水平管数值模拟
- 撞击流吸收器湿法同时脱硫脱硝三维数值模拟被引量：7
- 2013年
- 该文建立了撞击流吸收器湿法同时脱硫脱硝化学反应与气液两相流动的三维数学模型。数值模拟采用双欧拉法对吸收器中气液两相流的流动特性进行描述,并通过双膜理论耦合了相关的化学反应。模拟计算发现:气相流场呈"镜像"对称分布;撞击面两侧存在4个烟气流线密集且对称反向螺旋上升的旋流柱;撞击区范围内存在很大的压力梯度和速度梯度,撞击中心处气相的静压力达到最大值;(NH4)2SO3在加速管内的流动过程中迅速生成,而部分接近液相主流区的(NH4)2SO3逐渐被氧化成(NH4)2SO4,脱硫效率达96.8%;同时发现,加速管内NO的浓度则几乎不变。SO2和NO浓度在撞击区内迅速降低,NO吸收反应(包括与(NH4)2SO3的协同反应)大部分发生在撞击区内,尿素对HNO2具有明显还原分解作用。反应器内氮氧化物中氮元素在脱硝后的主要赋存形态是NO3,无添加剂条件下脱硝效率达49.2%。
- 钱达蔚张吉超关梦龙熊源泉
- 关键词：气液两相流撞击流同时脱硫脱硝三维数值模拟
- 旋流在气流床气化炉中的应用被引量：2
- 2015年
- 在气流床气化炉内高温高压的环境下,气固混合是影响气化炉效率的重要因素,而旋流在强化气固混合方面已在燃烧中得到广泛使用,文中综述了旋流在气流床气化炉中的应用。首先介绍了旋流的数学描述,包括旋流的概念,旋流N-S方程的表示方法以及其解析解,旋流的解析解均是在一定假设前提下得到的,具有一定的局限性;其次,介绍了旋流的特性和生成方式,主要通过切向入口、旋流叶片和机械旋转引入旋流;然后介绍了旋流在气化炉中的应用,包括喷嘴旋流和炉膛旋流2种,并结合具体结构展示了旋流的作用,主要有增强混合和便于排渣;最后对旋流在气化炉中的应用进行了总结和展望。
- 毕大鹏管清亮玄伟伟张建胜
- 关键词：旋流气流床气化炉煤气化喷嘴炉膛
- 超临界水中碳酸钾成核机理的分子动力学模拟被引量：2
- 2014年
- 针对超临界水对催化剂成核过程的影响机制问题,采用分子动力学模拟方法系统研究K2,CO3在不同温度和密度的超临界水中的成核过程.通过对体系的相互作用能、径向分布函数、配位数及体系氢键网络结构变化的分析,揭示了在K2,CO3成核过程中K+、CO32-与水分子间的相互作用机理.结果表明:在超临界态下,随着温度的升高、密度的降低,水溶液体系氢键结构破坏,水分子与K+和CO32-的作用急剧降低,K+和CO32-在静电作用下可冲破水分子的静电屏蔽,从而碰撞聚合形成离子对,继而进一步团聚成核;体系温度越高、密度越小,K2,CO3越易形成小而分散的团簇.
- 张金利何正华韩优李韡甘中学谷俊杰
- 关键词：碳酸钾超临界水成核机理分子动力学
- 水冷壁气化炉内熔渣流动特性模型被引量：11
- 2015年
- 通过将3D气化炉模型、熔渣一维流动传热模型和颗粒壁面捕捉模型耦合,对工业水煤浆水冷壁气化炉内的熔渣流动特性进行模型研究。重点分析了颗粒壁面行为对气化炉结渣的影响以及氧煤比变化对于渣层厚度的影响,并简要分析了水冷壁气化炉和耐火砖气化炉的差异。研究结果表明:大粒径颗粒易于被壁面捕捉,利于穹顶和直筒段渣层的形成,但不利于碳转化率的提高;小粒径颗粒具有高碳转化率,是下游细灰的主要来源,容易加剧下游受热面和灰黑水系统的负担;水冷壁气化炉内形成的固态渣层是气化炉热阻的主要组成部分,能够起到'以渣抗渣'的作用。
- 毕大鹏赵勇管清亮玄伟伟张建胜
- 关键词：熔渣气化颗粒流热阻
- 气流床煤加氢气化反应器的数值模拟及流场特性分析
- 2015年
- 该文通过对Rockwell公司开发的6t/d的气流床煤加氢气化反应器的3维数值模拟,模拟了加氢气化反应器内的流场和反应过程。模拟采用了Johnson和Tran的加氢热解动力学模型,并且考虑了焦油的加氢裂解反应。数值模拟预测结果和6t/d加氢气化反应器的实验结果符合得较好。模拟结果表明:加氢气化反应器内的流场可以分为交叉撞击区、射流-回流区和管流区3个区域。一次脱挥发分反应在煤粉和炽热氢气快速混合后的很短时间内就能完成,甲烷主要在交叉撞击区和射流-回流区生成,加氢气化反应器下部大部分区域为管流区。在交叉撞击区及射流-回流区,颗粒粒径越小则颗粒升温及失去质量越早;在管流区,颗粒粒径对颗粒的质量变化及温度历程影响不大。
- 管清亮毕大鹏吴玉新张建胜
- 关键词：气化方法数值模拟气流床
- 多射流锥形对撞流气流床流场特性实验及模拟研究被引量：1
- 2016年
- 为了考察多射流锥形对撞煤加氢气流床内的冷态流场情况,以3 t/d的热态煤加氢气化炉为依据建立了气流床冷模装置。使用三维动态颗粒分析仪(3D-PDA)对气流床内的速度场进行了测量,同时使用Fluent软件,采用κ-ε模型对气流床内的流动情况进行了模拟研究,模拟结果与实验结果能较好地吻合。结果显示:多射流锥形对撞气流床内的流体流动分为对撞区、射流区、回流区和管流区,在考察范围内,随着进气速度的增加,回流区的体积占比先增大后减小;随中心喷嘴携带气速度的增加,射流区速度增大,且较进气速度的影响更为敏感;适当增加进气角度,则会降低射流区速度,增大回流区体积。
- 张金阁曲旋张荣毕继诚
- 关键词：气流床流场特性
- CO_2/N_2高压密相输送弯管压降特性实验研究被引量：5
- 2012年
- 在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降随表观气速U的下降而逐渐减小,CO2时煤粉体积分数比N2时小;垂直弯管压降随U的下降而减小,当U下降至5.3m/s时,N2下垂直弯管压降达到最小值,CO2下没有出现压降最低拐点,CO2时垂直弯管的压降比N2时略高.由实验还发现,煤粉中水的质量分数增加会导致煤粉颗粒间相互粘黏、团聚,致使N2和CO2下水平弯管压降增大,垂直弯管压降小幅降低.通过模化理论和实验分析获得了不同输送介质下水平、垂直弯管的固相附加压损系数的拟合公式,由该式得到的弯管压降与实验吻合良好,误差在±5%以内.
- 陈先梅贺春辉胥宇鹏周海军倪红亮王建豪沈湘林关梦龙熊源泉
- 关键词：输送介质密相气力输送弯管压降
- 基于双组分PDF模型的GSP气化炉数值模拟被引量：11
- 2014年
- GSP气化炉是国内最近引进的西门子公司开发的粉煤气化技术,由于对其炉膛内气固反应流动特性认识不足,运行中出现耐火砖烧穿、合成气含灰过高等问题。利用数值模拟方法,采用双组分PDF模型耦合湍流-化学反应、随机轨道法耦合湍流-颗粒运动,针对GSP气化炉内多相反应流场建立三维数值模型。计算结果与实验值及文献计算结果一致,表明该模型可用于GSP气化炉的模拟计算。研究发现,炉膛内流场主要分为旋转射流区、内回流区、外回流区和管流区。高温区位于发生氧化反应的旋转射流区和内回流区上部,而外回流区和管流区主要发生还原反应,温度较为均匀;炉膛高度1/3位置处为高温火焰直接冲刷处,在运行时需重点考虑该位置的热防护。
- 毕大鹏管清亮玄伟伟张建胜岳光溪
- 关键词：数值模拟气化
