脱硫塔气固两相流场优化的数值模拟研究 被引量：44

1

作者 魏星 李伟力 +1 位作者 凡凤仙 袁竹林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期12-18,共7页

循环流化床脱硫塔是一种用于锅炉尾部烟气的干法脱硫技术。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,该文采用数值模拟的方法对多种方案进行比较,能够便利、深入地对塔内流场进行研究。并根据拟建的循环流化床脱硫塔实际... 循环流化床脱硫塔是一种用于锅炉尾部烟气的干法脱硫技术。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,该文采用数值模拟的方法对多种方案进行比较,能够便利、深入地对塔内流场进行研究。并根据拟建的循环流化床脱硫塔实际结构和运行参数,通过数值模拟方法对塔内气固两相流场进行了模拟,发现和揭示了塔内流场所存在的不均匀性。为将塔内流场调节均匀,在所建立的数值模拟平台上对大量设想的调节方案进行了尝试、比较和筛选。最终结果表明,通过改变文丘里管直径、加装直导流板或弯曲导流板均可以将流场调节均匀,达到理想状态。 展开更多

关键词 循环流化床 脱硫 气固两相流动 数值模拟 流场优化

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单帧单曝光图像法测量气固两相流速度场 被引量：15

2

作者 张晶晶 范学良 蔡小舒 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期79-82,共4页

本文提出一种基于单帧单曝光图像的气固两相流固相颗粒的速度场测量方法。通过控制相机的单次曝光时间获得流场中颗粒的单帧运动模糊图像,运用分水岭算法分割图像,提取颗粒,由自相关函数获得各颗粒的速度大小和方向,重建二维速度场。利... 本文提出一种基于单帧单曝光图像的气固两相流固相颗粒的速度场测量方法。通过控制相机的单次曝光时间获得流场中颗粒的单帧运动模糊图像,运用分水岭算法分割图像,提取颗粒,由自相关函数获得各颗粒的速度大小和方向,重建二维速度场。利用该方法对玻璃珠在空气中重力沉降的速度测量结果与理论值基本一致,矢量场与颗粒运动轨迹相符,说明该方法可以用于气固两相流速度场的测量。研究发现使用片光源比背光源能够获得更加准确的速度值。 展开更多

关键词 气固两相流 速度场 运动模糊 单帧单曝光

原文传递

循环流化床锅炉炉膛内气固两相流的数值模拟 被引量：10

3

作者 王建军 李东芳 +1 位作者 姬广勤 金有海 《锅炉技术》 北大核心 2010年第3期21-26,共6页

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟。将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性。通过定性与定量分析,得到炉膛内... 利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟。将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性。通过定性与定量分析,得到炉膛内颗粒固含率呈中心高,边壁低的"环-核"流动结构及颗粒轴向速度中心处向上,边壁处向下的内循环流动形式。另外,改变操作气速与质量循环流率,沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著。同时,操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化。边壁处的气固两相流动规律还有待于进一步研究。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 双流体模型 气固两相流 数值模拟

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变叶片安装角对旋风机气固两相流特性研究 被引量：2

4

作者 姜华 吴燕妮 +1 位作者 张浩睿 宫武旗 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第6期875-882,共8页

针对某实际运行的矿用对旋风机叶片存在的磨损问题,采用SST k-ω湍流模型和Finnie磨损模型,对不同叶片安装角下风机内部气固两相流场进行了数值模拟研究。首先,选择风机静压、功率和效率为评价指标,进行了风机性能试验,对数值计算方法... 针对某实际运行的矿用对旋风机叶片存在的磨损问题,采用SST k-ω湍流模型和Finnie磨损模型,对不同叶片安装角下风机内部气固两相流场进行了数值模拟研究。首先,选择风机静压、功率和效率为评价指标,进行了风机性能试验,对数值计算方法和模型的准确性进行了验证;然后,根据设计的6种叶片安装角方案,对叶片压力面的磨损特征和气固两相流风机流场的分布规律进行了分析;最后,对不同叶片安装角下气固两相流风机的性能进行了对比,确定了具有最佳抗磨效果和最优风机性能的叶片安装角方案。研究结果表明:相比于原始的叶片安装角,增大后级安装角后的叶片面平均磨损率降低了6.0×10^(-8)kg/(m^(2)·s);同时,增大后级安装角能够有效地缓解后级叶片前缘和尾缘处的分离涡现象,提高风机的性能,达到叶片抗磨的目的。 展开更多

关键词 矿用对旋风机 数值模拟研究 气固两相流 磨损特征 叶片安装角 风机性能 风机流场

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半干法烟气脱硫塔内速度场研究 被引量：5

5

作者 高翔 李兴华 +2 位作者 刘海蛟 骆仲泱 岑可法 《能源工程》 2005年第2期26-29,共4页

PIV技术作为一种先进的全场瞬态测速技术,已经在单相和多相流动研究领域中得到广泛的应用。半干法烟气脱硫塔内的速度分布直接影响烟气和脱硫剂的混合及反应接触情况,尤其是在主床底部,气固两相流场较为复杂,此处的气固流场对整个系统... PIV技术作为一种先进的全场瞬态测速技术,已经在单相和多相流动研究领域中得到广泛的应用。半干法烟气脱硫塔内的速度分布直接影响烟气和脱硫剂的混合及反应接触情况,尤其是在主床底部,气固两相流场较为复杂,此处的气固流场对整个系统脱硫效率有比较大的影响。利用PIV技术对半干法烟气脱硫塔内的流场进行了研究,得到了底部测试区域颗粒的速度分布。 展开更多

关键词 PIV 半干法烟气脱硫 气固两相流 速度场

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激光光内复合送粉送丝熔覆气固两相流流场数值模拟 被引量：6

6

作者 石拓 王永康 傅戈雁 《应用激光》 CSCD 北大核心 2013年第3期254-258,共5页

应用ANSYS FLUENT 12.0软件的离散相模型,对研制的新型激光光内送粉、送丝复合喷嘴气固两相流流场进行了三维数值模拟,分析了保护气入口压力、载气流量等参数对流场的影响。模拟结果表明:激光光内送粉、送丝熔覆时,外围保护气对粉束有... 应用ANSYS FLUENT 12.0软件的离散相模型,对研制的新型激光光内送粉、送丝复合喷嘴气固两相流流场进行了三维数值模拟,分析了保护气入口压力、载气流量等参数对流场的影响。模拟结果表明:激光光内送粉、送丝熔覆时,外围保护气对粉束有很好的集束、准直作用。保护气入口压力越大,粉末的集束效果越明显。而载气流量过大将造成粉末颗粒流在离喷嘴较远处发散角变大。 展开更多

关键词 激光熔覆 送粉送丝 复合喷嘴 气固两相流场 数值模拟

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锤片式饲料粉碎机物料流道内的流场仿真分析 被引量：5

7

作者 贺殿民 曹丽英 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第7期68-72,共5页

为解决新型锤片式粉碎机分离效率低、能耗高等问题,采用SolidWorks对其粉碎室、分离装置及回料管进行三维建模,并使用Fluent进行流场分析计算,最后使用MATLAB对粉碎机的出料量与回料管的负压值进行分析研究。结果表明:新型锤片式粉碎机... 为解决新型锤片式粉碎机分离效率低、能耗高等问题,采用SolidWorks对其粉碎室、分离装置及回料管进行三维建模,并使用Fluent进行流场分析计算,最后使用MATLAB对粉碎机的出料量与回料管的负压值进行分析研究。结果表明:新型锤片式粉碎机的出料量与粉碎室的负压有关。粉碎室的负压分布集中在转轴和出料口下方110 mm处,并随径向方向逐渐降低,当回料管负压值为-100 Pa时,回料管内几乎没有回料;当回料管负压值升高时,回料管内物料浓度增加,分离装置出料口浓度降低甚至为0。通过MATLAB软件绘制分离装置出料量和回料管出口负压的拟合曲线并得到函数关系式并求得当回料管负压值为-595.5 Pa时分离装置出料量最大为11.3 kg/s,粉碎机的分离效率及能耗和流道内的流场有关。 展开更多

关键词 锤片式粉碎机 单相流 气固两相流 流场仿真

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气-固两相流双层雾化器上层锥角参数的数值模拟与优化设计 被引量：5

8

作者 代继义 赵玉刚 周成柱 《中国粉体技术》 CAS 北大核心 2016年第1期15-18,共4页

为了研究气-固两相流双层雾化器的上层辅助雾化器锥角大小对雾化后液滴的大小以及整个雾化过程稳定性的影响,基于设计的一种新型气-固两相流双层雾化器方案,通过运用Solid Works软件构建出气-固两相流双层雾化器的三维实体模型,并采用Fl... 为了研究气-固两相流双层雾化器的上层辅助雾化器锥角大小对雾化后液滴的大小以及整个雾化过程稳定性的影响,基于设计的一种新型气-固两相流双层雾化器方案,通过运用Solid Works软件构建出气-固两相流双层雾化器的三维实体模型,并采用Fluent软件对模型进行数值模拟,探讨双层雾化器的结构和工艺参数对流场的作用规律,研究气-固两相流双层雾化器在不同上层辅助雾化器锥角参数时的流场特征。结果表明,最优上层辅助雾化器锥角为40°。 展开更多

关键词 气-固两相流 双层雾化器 锥角 数值模拟 流场特征

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旋转气固两相流动与分离数值模拟 被引量：3

9

作者 唐强 张力 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期625-627,共3页

针对旋转气固两相流分离及其应用问题,研究旋转气固两相流中尘粒的运动特性及分离效率,提出了分离效率的计算式。考虑尘粒间碰撞与并聚、喷水对尘粒间碰撞与并聚的影响,数值模拟研究旋转分离器内气固两相流场、尘粒运动特性及分离效率... 针对旋转气固两相流分离及其应用问题,研究旋转气固两相流中尘粒的运动特性及分离效率,提出了分离效率的计算式。考虑尘粒间碰撞与并聚、喷水对尘粒间碰撞与并聚的影响,数值模拟研究旋转分离器内气固两相流场、尘粒运动特性及分离效率．研究结果表明分离器结构对流场和压力场有显著影响,且尘粒并聚有利于提高分离效率。 展开更多

关键词 气固两相流 颗粒并聚 流场 分离效率

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三维整体式喷动-流化床结构优化与流动数值模拟 被引量：4

10

作者 杨春玲 白谨豪 +2 位作者 吴峰 马晓迅 杨剑 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1415-1423,共9页

为了对环隙区内的颗粒堆积层产生局部流化作用,提出了一种在喷动床锥体处开一定数量侧喷嘴的整体式多喷嘴喷动-流化床结构,并采用双流体模型(TFM)对三维整体式多喷嘴喷动-流化床内的气固两相流动行为进行了数值模拟。通过计算流体力学(C... 为了对环隙区内的颗粒堆积层产生局部流化作用,提出了一种在喷动床锥体处开一定数量侧喷嘴的整体式多喷嘴喷动-流化床结构,并采用双流体模型(TFM)对三维整体式多喷嘴喷动-流化床内的气固两相流动行为进行了数值模拟。通过计算流体力学(CFD)模拟获得了喷动床内颗粒体积分数、颗粒速度及流场均匀度分布情况,并将模拟结果与传统喷动床进行了对比,同时对锥体处开孔直径等关键参数进行了优化分析。结果表明:与常规喷动床相比,三维整体式多喷嘴喷动-流化床结构能有效增强喷动床环隙区与喷射区颗粒的径向混合,特别是流化了喷动床环隙区底部颗粒的流动死区。颗粒流场均匀度(CV)值随着床层高度的增加而上升,表明多喷嘴对颗粒流场的均匀化效应主要体现在喷动床柱锥区,当Ai/Az=0.67时,侧喷嘴对喷动-流化床内整体的颗粒流化作用达到最佳。 展开更多

关键词 流化床 多喷嘴喷动 气固两相流动 三维 流场均匀度 数值模拟

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基于CFD综采面多尘源风流—粉尘分布规律分析

11

作者 尹文婧 苏珊 张旭春 《华北科技学院学报》 2023年第2期16-21,共6页

基于气固两相流理论,采用数值模拟的方法,对截割工序和移架工序两处主要尘源的产尘情况进行了研究。结果表明:液压支架移架工序主要会对产尘点下风侧0~40 m的区域内进行污染。采煤机截割工序在两滚筒处产生的粉尘质量浓度较高,约为3 g/m... 基于气固两相流理论,采用数值模拟的方法,对截割工序和移架工序两处主要尘源的产尘情况进行了研究。结果表明:液压支架移架工序主要会对产尘点下风侧0~40 m的区域内进行污染。采煤机截割工序在两滚筒处产生的粉尘质量浓度较高,约为3 g/m^(3)。两处尘源几乎覆盖了从移架工序到回风巷的人行道全部区域。将模拟数据和现场测定的粉尘质量浓度值进行了对比,平均误差为10.02%,可见数值模拟的结果是合理的,可以为井下粉尘防治提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 气固两相流 数值模拟 粉尘防治 现场测定 多尘源

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基于混合优化算法的无叶片粒子分离器优化设计 被引量：4

12

作者 于广元 雷雨冰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1858-1864,共7页

将混合优化算法引入粒子分离器优化设计,减小粒子分离器流动损失并简化结构.利用四次样条曲线参数化描述粒子分离器模型,建立粒子分离器自动化仿真流程.采用优化拉丁方实验设计方法获取样本点并建立椭球径向基函数神经网络代理模型,基... 将混合优化算法引入粒子分离器优化设计,减小粒子分离器流动损失并简化结构.利用四次样条曲线参数化描述粒子分离器模型,建立粒子分离器自动化仿真流程.采用优化拉丁方实验设计方法获取样本点并建立椭球径向基函数神经网络代理模型,基于该模型使用非支配排序遗传算法进行全局多目标优化,最后采用序列二次规划算法进行局部优化,得到了粗砂分离效率达到100%、细砂分离效率达到86.7%,总压损失小于0.6%、出口总压畸变较小的设计方案. 展开更多

关键词 粒子分离器 气固两相流 多目标优化 代理模型 混合优化算法

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固液捆绑火箭起飞喷流特性及对发射台影响研究 被引量：2

13

作者 孙培杰 严立 +5 位作者 李双菲 杨眉 陆辰昱 乐贵高 张亮 张卫东 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第5期58-65,共8页

为了研究固液捆绑火箭起飞阶段多簇高度欠膨胀燃气射流冲击发射台及导流装置的复杂流场图谱,基于连续介质假设,建立固液捆绑火箭发射燃气羽流含Al2O3颗粒混合物流动的欧拉离散相气-固耦合流动模型,包括燃气多组分可压缩N-S方程、Al2O3... 为了研究固液捆绑火箭起飞阶段多簇高度欠膨胀燃气射流冲击发射台及导流装置的复杂流场图谱,基于连续介质假设,建立固液捆绑火箭发射燃气羽流含Al2O3颗粒混合物流动的欧拉离散相气-固耦合流动模型,包括燃气多组分可压缩N-S方程、Al2O3颗粒流动方程、RNG k-ε湍流模型,并运用二阶Roe迎风差分格式求解控制方程的对流通量,二阶中心差分计算耗散项。在流动计算结果基础上,建立高温燃气射流的热辐射方程,采用离散坐标法(DOM)计算多簇燃气射流热辐射的影响,通过数值模拟得到火箭起飞时高度和漂移量对发射台和箭体底部底部燃气射流流动及热流密度的影响。所得结果可为发射台和箭体底部防热设计提供一定的参考依据。为了验证欧拉离散相模型及其数值方法的有效性,以固体推进剂标准发动机羽流热环境实验为对象,将数值模拟结果与实验数据进行了对比,发现两者的温度和热流密度相对误差分别为2.2%和3.7%,由此可见本文的方法具有良好的数值精度。 展开更多

关键词 多喷管火箭 喷流特性 气固两相流 冲击流场 数值模拟

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荷电气固两相流动管内输运流场的试验研究 被引量：3

14

作者 高正平 罗惕乾 +2 位作者 康灿 王晓英 王正 《排灌机械》 2006年第3期31-34,共4页

基于输运段对荷电颗粒凝并效率的影响,建立了荷电颗粒输运试验系统,以研究管内颗粒输运流场随电压的变化情况.利用网状目标法测定颗粒群平均荷电量,应用流场测量技术PIV系统研究外加电场对颗粒运动的作用,运用二值化互相关图像处理算法... 基于输运段对荷电颗粒凝并效率的影响,建立了荷电颗粒输运试验系统,以研究管内颗粒输运流场随电压的变化情况.利用网状目标法测定颗粒群平均荷电量,应用流场测量技术PIV系统研究外加电场对颗粒运动的作用,运用二值化互相关图像处理算法,获得输运断面上的荷电颗粒速度、涡量以及湍动能分布图.试验发现:当充电电压低于-10 kV时,颗粒的荷质比随充电电压的降低而增加,在-60 kV时基本达到饱和荷电量;输运段中颗粒速度、涡量的分布值随电压的降低而增加;湍动能的分布呈现单峰特性,在-50 kV时出现最大值. 展开更多

关键词 荷电 气固两相流动 输运 流场 PIV系统

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立磨腔内流场分析及结构优化 被引量：1

15

作者 侯晓洪 陈文义 侯书军 《河北工业大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期51-59,共9页

在数值计算立磨腔内单相流场基础上,对比分析了立磨腔内单相流场和气固两相流场,以期获得立磨腔内流场分布规律,并为磨机结构优化提供依据.经分析认为:在一定角度下的沿圆柱体绕流以及突扩运动和边界层分离运动等相互作用与耦合,在一起... 在数值计算立磨腔内单相流场基础上,对比分析了立磨腔内单相流场和气固两相流场,以期获得立磨腔内流场分布规律,并为磨机结构优化提供依据.经分析认为:在一定角度下的沿圆柱体绕流以及突扩运动和边界层分离运动等相互作用与耦合,在一起形成了立磨腔内的复杂流场;气体通过风环形成射流,在惯性力、粘性力和压差力的共同作用下,在磨辊后方区域以及灰斗与磨辊之间的区域都形成剧烈扰动的纵向涡流;而固体粒子在气体的夹带下,形成气固两相流,受惯性力、压差力、粘性力和重力的影响,在立磨腔内实现初步分级.此外,本文对气体入射角度进行了优化分析,认为入射角为30°时,气体对固体粒子的输送和初步分级达到最优效果. 展开更多

关键词 立磨 气固两相流 流场分析 入射角度 数值模拟

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强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析 被引量：2

16

作者 邓洪超 刘腾云 《肇庆学院学报》 2013年第2期27-32,共6页

为研究和分析机场强吹除雪气固两相流流场的压力、速度和雪粒运移规律,依据离散粒子模型建立了强吹除雪气固两相流方程,并采用计算流体力学数值分析方法,对机场强吹除雪的气固两相流流场进行数值模拟分析,得到了气固两相流流场的压力、... 为研究和分析机场强吹除雪气固两相流流场的压力、速度和雪粒运移规律,依据离散粒子模型建立了强吹除雪气固两相流方程,并采用计算流体力学数值分析方法,对机场强吹除雪的气固两相流流场进行数值模拟分析,得到了气固两相流流场的压力、速度分布曲线和不同时刻下的雪粒分布规律.数值分析结果表明,气固两相流场发展过程迅速,速度分布符合射流理论,湍流强度变化剧烈.数值模拟得到强风强吹除雪的吹雪时间为2.5 s. 展开更多

关键词 气固两相流 流场 离散粒子模型 数值模拟

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循环流化床锅炉二次送风结构影响的数值模拟 被引量：2

17

作者 王建军 李东芳 +1 位作者 金有海 姬广勤 《中国粉体技术》 CAS 北大核心 2010年第3期1-6,共6页

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉的3种二次风送风结构对炉膛内气-固两相流宏观流动特性的影响进行数值模拟,将3种结构下的计算结果进行对比分析。结果表明:二次风通常采用90°垂直入射的情况下,... 利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉的3种二次风送风结构对炉膛内气-固两相流宏观流动特性的影响进行数值模拟,将3种结构下的计算结果进行对比分析。结果表明:二次风通常采用90°垂直入射的情况下,炉膛内颗粒的环-核分布结构及上稀下浓的分布不均匀性达到最大;二次风进口入射角为与轴向方向成60°向上入射情况下,炉膛内颗粒主要分布在炉膛中上部区域,不均匀程度减小,最有利于炉膛内的燃烧和提高传热效率,同时得到二次风的射流深度最大;二次风送入结构为渐缩型入射口的情况时,二次风射流深度最小,炉膛内偏流现象明显,在本文的操作条件下,并没有达到喷射的设计效果,还有待于进一步的研究。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 二次风 气-固两相流 数值模拟

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矿用离心风机流场稳态耦合仿真研究 被引量：2

18

作者 刘靖琪 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第10期193-195,共3页

为了研究矿用离心风机在高粉尘浓度环境下的工作情况,利用计算流体力学软件FLUENT对4-72-4A型离心风机进行了气固耦合仿真研究,应用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型对离心风机叶轮内部的气相流场和颗粒相运动轨迹进行了数值计算,获得了离... 为了研究矿用离心风机在高粉尘浓度环境下的工作情况,利用计算流体力学软件FLUENT对4-72-4A型离心风机进行了气固耦合仿真研究,应用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型对离心风机叶轮内部的气相流场和颗粒相运动轨迹进行了数值计算,获得了离心风机叶轮流场区域和蜗壳流场区域内的速度场和压力场,以及颗粒相的运动轨迹,对离心风机的结构优化及设计具有重要意义。 展开更多

关键词 离心风机 气固两相流 稳态流场 数值模拟

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粒子系太阳能反应器气固两相流与温度场特性 被引量：2

19

作者 谭建宇 马云千 +2 位作者 王富强 马兰新 王彦岩 《节能技术》 CAS 2017年第4期313-318,325,共7页

为粒子系太阳能反应器的设计与制造提供理论指导,利用CFD方法对粒子系反应器内的流动与传热过程进行了数值模拟,建立了能够合适的描述反应器内气固两相流动与传热的数学模型。在特定的流动状态下给反应器壁面施加不同的热流得到不同的... 为粒子系太阳能反应器的设计与制造提供理论指导,利用CFD方法对粒子系反应器内的流动与传热过程进行了数值模拟,建立了能够合适的描述反应器内气固两相流动与传热的数学模型。在特定的流动状态下给反应器壁面施加不同的热流得到不同的温度场特性,并对不同的流动状态和温度场进行了对比。研究结果表明:双流体模型和k-ε湍流模型能够很好的描述粒子系反应器内的流动情况;空气速度0.1 m/s、颗粒粒径0.09 mm时反应器内流动状态为环-核流动,且反应器中气固两相的环-核流动状态要优于悬浮状态;在相同热流条件下,环-核流动状态的出口温度比悬浮状态的出口温度高50 K,但是无论是哪种热流,反应器出口的空气温度随时间的增加趋于定值。 展开更多

关键词 太阳能粒子系反应器 气固两相流 粒径与空气流速 温度场特性

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基于DSMC方法的高空固发羽流模拟 被引量：1

20

作者 丁逸夫 赵瑜 王平阳 《上海航天》 CSCD 2017年第5期110-116,共7页

为研究稀薄状态下固体火箭发动机羽流中颗粒的行为,在稀薄气相流场DSMC程序的基础上,添加了气固两相相互作用模型和颗粒相变模型。气固两相相互作用模型中,颗粒所受的作用由单个颗粒受到周围分子力和热作用公式求出,分子所受的作用由耦... 为研究稀薄状态下固体火箭发动机羽流中颗粒的行为,在稀薄气相流场DSMC程序的基础上,添加了气固两相相互作用模型和颗粒相变模型。气固两相相互作用模型中,颗粒所受的作用由单个颗粒受到周围分子力和热作用公式求出,分子所受的作用由耦合求解气固相互作用方法求出,颗粒相变考虑固化、熔解,以及不发生相变的加热与冷却。用算例研究了流场的特性参数及不同粒径颗粒的温度分布,与文献数据符合良好,准确度在国内同类研究中具有一定的优势。在此基础上,针对实际固发羽流算例进行计算,分析了不同颗粒直径对流场的影响。结果表明:粒径越小颗粒扩散越开,X=0.4 m处粒径1μm颗粒的扩散较粒径100μm从0.03 m增大到0.2m;粒径越小颗粒温度降低越多,X=0.4 m处近轴线位置粒径1μm颗粒的温度较粒径100μm降低了44.4%;粒径越大,对气相流场阻碍作用越明显,X=0.02m处近轴线位置粒径100μm颗粒的速度较纯气相流场降低了54.5%。 展开更多

关键词 固体发动机 高空羽流 气固两相流 相互作用模型 颗粒相变模型 流场特性参数 温度分布 颗粒直径 DSMC

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