脱油沥青气化炉内气化反应数值模拟

对以脱油沥青(DOA)为原料的气流床气化炉内多相反应流动进行了数值模拟,考察了氧油质量比、蒸汽加入量和气化压力对气化性能的影响。结果表明：随氧油质量比（mO2/mDOA）增大,气化炉内温度逐渐升高;当mO2/mDOA=0.93时,有效气含率达到最大值0.837。随蒸汽量增大,气化炉出口气体温度降低,而有效气含率在蒸汽、油质量比(mH2O/mDOA)为0.48时达到最大值;操作压力对气化炉出口有效气含量和温度影响很小。     

射流携带床气化炉内混合过程的数值模拟

采用ｋ－εＥ模型对射流携带床气化炉内α－萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐的偶合竞争串联反应的分隔指数进行了数值模拟，研究了气化炉出口面积，长径比，两股射流动量比对分隔指数的影响。模拟结果表明，ｋ－ε－Ｅ模型由于同时考虑了宏观混合和微观混合的作用，其观测值和实验测试值吻合较好。     

气化炉托砖环温度场的有限元分析

以通用的热传导模型为基础，对气化炉托砖环的温度场分布进行有限元计算，计算中考虑了炉内外温度对托砖环温度场的影响。计算结果表明：在炉内温度为1300℃时，托砖环温度最高接近650℃；耐火纤维在隔热方面作用显著；气化炉内部温度对托砖环温度分布影响很大，而外部环境温度变化对托砖环温度分布的影响有限。     

德士古渣油气化炉冷态浓度分布的测试与研究

采用双通道喷嘴，在直径1000mm和高4000mm的大型冷模装置上，对德士古渣油气化炉冷态浓度分布进行了测试和研究，考察了喷嘴中心与环隙射流动量比对宏观混合过程的影响，给出了无因次径向浓度分布，无因次最大浓度和混合分数的轴向衰减以及无因次浓度半半径沿轴向的变化规律。     

气流床气化炉气化过程的分区模拟

基于气流床气化炉的三区及短路混合模型,将气化炉炉内空间按流场化学反应特征划分为燃烧区、射流区二次反应区、回流区二次反应区和管流区二次反应区。对一次均相反应采用Gibbs平衡模型,二次均相反应、非均相反应采用动力学模型进行了模拟计算,得到了气化炉中各分区的温度和气体组成,并将其 结果与Gibbs平衡模型的计算结果进行了对比,吻合良好; 在气化炉适宜的操作温度范围内,采用该模型预测了最优的氧煤比和蒸汽煤比的调节范围。     

顶端动脉瘤的血流动力学数值模拟速度分析

目的：探讨顶端动脉瘤的血流动力学特点,分析动脉瘤生长、破裂的可能机制。 方法：采用计算流体力学（CFD）软件结合顶端动脉瘤的医学影像,对动脉瘤内血液流动行 数值模拟。 结果：脉动状态下每个心动周期里,在0~0.4 s内速度变化最剧烈,在动脉分叉处形成涡运动。通过瘤颈进入动脉瘤内时,血流速度骤减,在动脉瘤中央形成涡,速度逐渐减小并可能静止。瘤顶血流速度很小甚至静止。 结论：顶端动脉瘤血流动力过程复杂,血管分叉处涡运动剧烈;瘤颈速度在0~0.5 s内剧烈变化,受到血流的冲击瘤颈扩大使瘤生长;破裂主要在瘤顶,但是瘤顶速度很小甚至静止,瘤壁在血流冲击下的振荡是破裂的因素之一。速度是危险因子之一,0~0.5 s是危险时间窗。     

超细分级机进料管内颗粒分散的数值模拟

采用欧拉拉格朗日模型对超细分级机进料管内的气固两相流进行了数值模拟。通过引入颗粒浓度分布不均匀度,建立了颗粒分散性的评价方法,对比分析了导流片数量、尺寸、间距分布形式、入口风速、入口固体浓度、粒径对颗粒分散性的影响。结果表明： 导流片的添加能提高颗粒的分散性;随着入口风速的提高,颗粒分散性逐渐提高,当风速大于136 m/s时,分散性变化不大;随着入口固体浓度的增加,颗粒分散性降低;随着粒径的增加,颗粒浓度分布不均匀度增加,颗粒的分散性变差,当粒径大于50 μm时,颗粒分散性基本不变。     

聚氨酯反应挤出过程的数值模拟

采用三维有限元数值模拟结合标量混合分析方法,研究了反应物进料状态、转速及进料单体物质的量之比对聚氨酯在双螺杆挤出机中反应挤出过程的影响。反应进程不仅受停留时间控制,还与组分的均化程度有关。受组分浓度分布的影响,相比于预混进料,采用非预混进料方式导致反应程度较低;提高螺杆转速虽可加速均化过程,但却导致物料在挤出机中的停留时间缩短,因此需结合反应混合特性选取最优转速。通过数值模拟发现,采用90 r/min转速能达到较高反应程度。另外,模拟计算了不同预聚程度进料对反应挤出过程的影响。结果表明,采用二次投料法可阶段性控制聚合反应程度,提高反应挤出过程的稳定性,同时也便于为不同反应阶段的黏度范围匹配对应的反应器。     

颅内长形动脉瘤的三维数值模拟及血流动力学分析

目的 应用计算流体力学软件对颅内长形动脉瘤进行三维数值模拟,以分析其血液动力学特性.方法 对象为10例长形动脉瘤,其中8例曾经有蛛网膜下腔出血史.联合应用Matlab软件、Ansys软件、Fluent软件及自写程序对其进行计算机数值模拟.结果 长形动脉瘤模型流入道的血流速度[(1.07±0.23)m/s]、动压[(574±186)Pa]及壁面切应力[(7.7±2.0)Pa]最高,流出道次之,顶部血流速度[(0.15±0.07)m/s]、动压[(37±13)Pa]及肇而切应力[(0.40±0.13)Pa]最低;瘤内不形成或仪形成简单涡流.结论 长形动脉瘤顶部是动脉瘤破裂的主要部位,可能与动脉瘤顶部血流速度、动压及壁面切应力均最低有关.搏动性血流对动脉瘤的发生、生长和破裂起有重要作用.     

湍流泰勒涡流特性的数值模拟

利用数值解截断误差所形成的小扰动在雷诺应力方程(RSM)的数值迭代过程中的发展,求解具有内筒旋转和固定端面的同轴圆筒环隙间的湍流泰勒涡流;然后在数值模拟出湍流泰勒涡流的基础上,定量分析湍流泰勒涡流的周向速度的波动性及其壁面附近的速度陡降特性、沿半径向外的强射流特性、轴向速度周期分布特性、压力周期波动特性、壁面切应力极化特性和强湍动射流特性;对比前人对湍流泰勒涡流进行实测的结果,数值模拟湍流泰勒的流动特性误差在30%以内。     

德士古渣油气化系统数学模拟

对德士古渣油气化系统进行了过程分析,建立了单元设备物料和热量衡算的数学模型,提出了计算气化炉微量组分的方法。运用序贯模块法对该系统进行了稳态模拟计算,结果同设计值和工厂值吻合较好。     

Texaco气化炉激冷室热质传递过程模拟

对Ｔｅｘａｃｏ气化炉激冷室 热质传递过程进行了分析模拟，模拟结果与工业数据吻全良好。通过模拟揭示了现行激冷环损坏的主要原因，探讨了激冷环长周期运行的基本途径，提出了激冷环改进方案。     

混合神经网络模型用于煤焦气化过程的模拟

以煤焦气化反应模型为基础,结合BP神经网络参数估计器,建立了用于模拟煤焦气化过程的混合神经网络模型。结果表明该混合神经网络模型能很好地描述煤焦的气化过程,可以得到在实验过程中无法测得的2个参数,即：在煤焦中具有活性的碳与总碳的比值A和具有活性碳的单位质量反应速率Rr。     

Shell粉煤气化炉的分析与模拟

以受限容器内多喷喷对置射流下的流体流动特征为基础，分析了Shell粉煤气化炉内的流场特征，发现炉内存在5个特征各异的流动区域，即射流区、撞击区、撞击扩展流区、回流区和管流区。从气化炉内主要的化学反应着手，结合流动、混合与化学反应的相互影响。分析了炉内各流动区域的化学反应过程，建立了气化炉的数学模型，对气化过程进行数学模拟，预测了工艺条件对气化结果的影响。结果表明，有效气(CO H2)产率随氧煤比的变化有一最佳值，随蒸汽深比不同，对应的氧煤比在O．54Nm^3／kg～O．56Nm^3／kg之间。有效气产率随蒸汽煤比的升高而增加。     

基于不同气化剂的BGL炉煤气化的模拟和优化

煤气化工艺作为煤制天然气的重要环节,是实现煤炭资源清洁利用的关键。基于化工流程模拟软件Aspen Plus建立BGL （British Gas Lurgi）炉煤气化工艺,以合成气有效成分、制气效率及水蒸气分解率为评价指标,考察常规气化技术中气化剂操作参数对工艺的耦合作用,得出最优气化剂组成及预热温度;同时,为解决煤气化过程中CO₂排放量大及氢碳比较低的问题,分别引入CO₂、CH₄对气化剂进行改进,进一步优化气化剂组成。结果表明：在常规气化技术中,m_O2/m_Coal=0.33、m_H2O/m_Coal=0.14为最优气化剂组成,220℃为最优气化剂预热温度;在改进气化技术中,m_CO2/m_H2O=0.18,m_CH4/m_H2O=0.08为最优气化剂组成。     

新型旋流降膜式洗涤冷却环的开发与研究

洗涤冷却环是水煤浆气化炉的关键部件之一，洗涤冷却水通过洗涤冷却环的分布，在洗涤冷却管内壁形成液膜，使高温合成气体迅速冷却，针对目前工业应用中的洗涤冷却环存在的液膜分布不均、抗堵塞能力差等缺点，开发了新型旋流降膜式洗涤冷却环。用激光多普勒测速仪（Dual PDA）研究了旋流降膜流动的速度及液膜厚度分布，得出降膜的轴径向速度与进水流量的均匀性及量值有关；液膜厚度在z=0．5m处趋于稳定；并比较了新型洗涤冷却环和普通洗涤冷却环的液膜分布，证明新型洗涤冷却环液膜分布均匀，能有效解决工业中存在的洗涤冷却管干壁现象。     

双组分制备级气相色谱分离过程的数值模拟

在研究分析性气相色谱分离模型的基础上，提出并建立了双组分制备级气相色谱分离过程的数学模型，模型包括物料平衡方程、吸附等温方程和传质方程。描述该过程的数学模型是隐形非线性偏微分方程，通过数值求解模拟分析了柱填充空隙率和流动相流量等不同操作参数对色谱分离的影响，并与文献实验值相比较，结果基本吻合，最大相对误差在4．86％以内，为实现工业放大和生产的最优化操作和控制提供了一定的指导作用。