检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：付佳佳中国科学技术大学

学位级别：硕士

由于无污染，氢能源引起了世界各国的研究热潮。目前的储氢技术主要有高压储罐储氢、液态储氢、金属氧化物储氢、碳基材料储氢以及化学储氢等。不管何种方式储氢，由于结构疲劳、连接处老化或其它原因，可能会发生意外氢泄漏。在外界点... 详细信息

由于无污染，氢能源引起了世界各国的研究热潮。目前的储氢技术主要有高压储罐储氢、液态储氢、金属氧化物储氢、碳基材料储氢以及化学储氢等。不管何种方式储氢，由于结构疲劳、连接处老化或其它原因，可能会发生意外氢泄漏。在外界点火源的作用下，易发生火灾、爆炸事故。其中氢喷射火灾是较典型的一类，如何准确评估氢喷射火是当前工业安全应重点研究的一大课题。\n 由文献调研可知，国内外对氢喷射火开展了较多的实验研究，相对而言，对氢喷射火的数值模拟较少。由于OpenFOAM软件本身是采用的面向对象编程技术，使得新模型的加入变得更加轻松自如，用户可以根据自己的需求和喜好进行组织、程序设计，改变了商业软件修改困难的问题。因此受到越来越多的科研院校和单位的青睐。本论文主要基于OpenFOAM的开源平台，建立适合模拟氢气喷射火的数值模型，来进行低速和欠膨胀高速氢气喷射火行为特性研究。具体工作包括:\n 首先在OpenFOAM的平台建立氢气喷射火的数值模型。在模型中我们嵌入基于大涡模拟思想的涡耗散概念燃烧模型，辐射模型采用的是RADCAL的fvDOM模型，并且采用氢单步化学反应模型来计算细结构的反应速率。\n 验证模型的正确性。本文主要探讨两种氢气喷射方式，一个是低速氢气喷射火，一个是高速欠膨胀喷射火。对于低速氢气喷射火，本文通过模拟计算得到的火焰高度与基于无量纲Froude数的火焰长度公式计算得到的火焰高度进行比对，结果可知该喷射模型适用于模拟低速氢气喷射火。对于高速欠膨胀喷射火，模拟计算结果主要与Schefer等人、Studer等人和Ekoto等人的实验数据进行比较，具体分析火焰高度、辐射分数和地面反射比等因素，分析结果可知本文建立的模型能够很好的预测高速欠膨胀氢气喷射火。\n 基于已建立的模型，分析重力加速度、辐射条件、喷射速度、喷口直径对低速氢气喷射火火焰特性的影响，详细探讨了火焰高度、中心线温度等参数特征，得出其变化规律。结果表明:采用本文计算模型获得的火焰高度与理论预测值基本一致。当Frf＜5时，随着氢喷射速度的增大，火焰高度增大，喷射火最高温度降低，但最高温度的位置上升。随着氢喷口直径的增大，火焰高度增大，最高温度点的位置上移，但火焰最高温度基本维持不变。\n 进一步考虑障碍物对氢气泄露后的扩散和对氢气泄露后喷射火焰的影响。通过改变障碍物与泄露位置的距离和障碍物的宽度对低速氢气喷射火进行数值模拟。模拟结果可以看出:障碍物减缓了氢气喷射火在垂直方向危害性，却加大了在水平方向的危险区域;障碍物宽度越大，障碍物与喷射口之间的距离L越小，障碍物后方的温度下降越明显，火焰表面被迅速的拉伸，燃烧的面积、化学反应速率和热释放速度都大大增加。其模拟分析结果可以为加氢站、贮氢管道等场所处理氢气泄露和燃烧事故和设计等方面提供参考。

关键词：大涡模拟涡耗散模型 OpenFOAM平台氢气喷射火灾行为特性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于一步化学反应的固体火箭发动机工作过程数值模拟

基于一步化学反应的固体火箭发动机工作过程数值模拟

引用

作者：操志庆哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

固体火箭发动机设计过程中，对固体火箭发动机内流场特性的准确计算，是预估发动机内弹道规律、高效设计和制造固体火箭发动机不可或缺的重要内容。目前对固体火箭发动机工作过程的数值模拟研究，大多是在给定恒定燃气初始总温条件下进... 详细信息

固体火箭发动机设计过程中，对固体火箭发动机内流场特性的准确计算，是预估发动机内弹道规律、高效设计和制造固体火箭发动机不可或缺的重要内容。目前对固体火箭发动机工作过程的数值模拟研究，大多是在给定恒定燃气初始总温条件下进行的，不考虑推进剂燃烧释放热变化的影响。且实际发动机工作过程中流场具有三维特性，推进剂燃烧时化学反应产生的释放热与流场温度、压力、推进剂燃烧速度是相互耦合、相互影响的关系。因此研究固体火箭发动机内的推进剂燃烧与燃气流动，对火箭发动机性能参数预估和发动机设计都具有重要意义。本文运用Fluent商业软件基于总体一步化学反应对固体火箭发动机工作过程进行数值模拟，分析推进剂燃烧与燃气流动的相互影响。对发动机工作过程进行数值模拟时，将复杂的化学反应机理简化成总体一步化学反应，利用国外经过验证的固体火箭发动机总体一步化学反应数据，实现数值中化学反应的准确模拟。基于K. K. Kuo的总体一步化学反应机理，建立二维发动机流场数值计算模型，分别采用层流有限速率化学反应模型、涡耗散化学反应模型和有限速率/涡耗散混合反应模型，对固体火箭发动机内流场进行数值模拟，分析对比了不同化学反应模型对燃烧流场的影响，表明涡耗散模型能够很好的模拟高温高压情况下的湍流燃烧过程。根据有化学反应的湍流附面层模型理论，对固体推进剂燃烧表面的湍流边界层进行数值模拟，研究分析了推进剂表面上稳态、有化学反应的湍流边界层流场变化规律，并同实验结果进行了印证。运用涡耗散模型和k湍流模型，对固体火箭发动机进行二维准稳态工作过程的数值模拟，分析基于总体一步化学反应条件下四个不同时刻的发动机内弹道性能，研究发动机工作过程中内弹道及流场参数的变化规律。基于以上的研究分析，对固体火箭发动机内流场进行三维数值模拟，研究三维效应下固体火箭发动机性能参数的分布和推进剂燃烧与燃气流动的相互影响关系，并对比分析了基于一步化学反应模型和无化学反应模型下的三维发动机内流场数值效果。

关键词：固体火箭发动机数值模拟涡耗散模型推进剂燃烧

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

旋转填料床微观混合性能的CFD模拟

引用

中国科技论文在线 2008年第12期3卷 947-952页

作者：杨文婧王运东陈建峰费维扬化学工程联合国家重点实验室(清华大学) 清华大学化学工程系北京100084 北京化工大学教育部超重力工程研究中心北京100029

旋转填料床又称超重机,通过旋转产生的离心力来实现超重力环境,能有效地强化微混合及传质过程,在快速化学反应过程上有广泛的应用,如制备纳米粉体材料等。旋转填料床内的湍流反应涉及在填料中流体流动与混合反应过程,针对2股无预混反应... 详细信息

旋转填料床又称超重机,通过旋转产生的离心力来实现超重力环境,能有效地强化微混合及传质过程,在快速化学反应过程上有广泛的应用,如制备纳米粉体材料等。旋转填料床内的湍流反应涉及在填料中流体流动与混合反应过程,针对2股无预混反应物料的湍流混合及反应,通过商用软件Fluent的计算平台,采用涡耗散模型(eddy-dissipation)模拟碘酸盐-碘化物体系的平行竞争反应。涡耗散模型认为反应速率由湍流控制,避开了代价高昂的Arrhenius化学动力学计算。计算过程收敛良好,流场与各组分浓度分布合理。考察了转速及初始浓度对离集因子的影响,模拟结果与相关文献的实验数据吻合良好。

关键词：微混合 CFD模拟旋转填料床涡耗散模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

旋转填料床微观混合性能的CFD模拟

旋转填料床微观混合性能的CFD模拟

引用

第五届全国化工年会

作者：杨文婧王运东陈建峰费维扬清华大学化学工程国家重点实验室北京100084 北京化工大学教育部超重力工程研究中心北京10002

旋转填料床又称为超重机,通过旋转产生的离心力来实现超重力环境,能有效的强化微混合及传质过程,在快速反应过程上有广泛的应用,如制备纳米粉体材料。旋转填料床内的湍流反应涉及在填料中流体流动与混合反应过程,针对两股无预混反应物... 详细信息

旋转填料床又称为超重机,通过旋转产生的离心力来实现超重力环境,能有效的强化微混合及传质过程,在快速反应过程上有广泛的应用,如制备纳米粉体材料。旋转填料床内的湍流反应涉及在填料中流体流动与混合反应过程,针对两股无预混反应物料的湍流混合及反应,通过商用软件Fluent的计算平台，采用涡耗散模型(eddy-dissipation)模拟了碘酸盐-碘化物体系的平行竞争反应。涡耗散模型认为反应速率由湍流控制,避开了代价高昂的Arrhenius 化学动力学计算。计算过程收敛良好,流场与各组分浓度分布合理,模拟还考察了转速及初始浓度对离集因子因子的影响,模拟结果与相关文献的实验数据吻合良好。

关键词：旋转填料床微混合快速反应涡耗散模型超重机湍流反应

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

低氧弥散燃烧物理化学特征及薄壁蓄热摄动解析

低氧弥散燃烧物理化学特征及薄壁蓄热摄动解析

引用

作者：艾元方中南大学

学位级别：博士

(低氧)高温空气燃烧具有火焰峰值温度降低、温度场均匀、氧化烧损减弱和NO排放大幅度降低等技术优势,为低品位或低密度能源燃料(如低热值煤气、低热值煤、生物质和城市生活垃圾)利用提供了一种新途径。深入研究这种燃烧过程物理化学特... 详细信息

(低氧)高温空气燃烧具有火焰峰值温度降低、温度场均匀、氧化烧损减弱和NO排放大幅度降低等技术优势,为低品位或低密度能源燃料(如低热值煤气、低热值煤、生物质和城市生活垃圾)利用提供了一种新途径。深入研究这种燃烧过程物理化学特征和薄壁蓄热特性,可提高控制NO和CO排放和节能水平,促进社会和经济的可持续发展。论文主要内容和结论包括: (1)搭建了“低氧弥散燃烧”新体系。低氧弥散燃烧是一种以燃气自燃为稳定燃烧条件,反应点弥散且燃烧过程延时可控的燃烧。这种燃烧的热力学特征是均匀燃烧放热和单位燃烧空间燃烧放热减小,动力学特征是反应区弥散。可用弥散度和炉温不均匀度衡量弥散性能。空气高速喷入炉内,炉内气流快速切换,燃气和空气从空间或时间上错开喷入,炉外预先部分或全部稀释等措施可强化弥散性能。 (2)提出了一种低氧弥散燃烧数值模拟新方法。引用等效比定压热容可减小因装置散热和多原子气体高温离解引起的仿真误差。选用涡耗散燃烧模型进行燃烧模拟时引用等效比定压热容,能获得和实验基本一致的温度分布,能获得“火焰体积大且边界不清晰,温度分布均匀,燃烧放热均匀,单位反应区体积燃烧放热少”等弥散特征。恰当的等效比热容可通过实际燃烧热平衡测试试算获得。 (3)数字仿真和热态实验相结合验证了低氧弥散燃烧动力学条件。低氧燃烧火焰能由传统火焰转变到弥散火焰。两种火焰的分界线受到涡耗散燃烧模型速度阈值影响。涡耗散燃烧模型不能精确预测此分界线。空气含氧浓度越低,燃气流量越大或空气过剩系数越高,弥散燃烧最高炉温就越低。 (4)提出了一种求解薄壁蓄热过程的摄动解析—数值计算新方法。基于薄壁假设和单参数摄动法,求出了沿气流流动方向弱固体导热条件下蓄热体温度分布一阶摄动解,解析—数值解和实验及纯数值计算吻合良好。研制了一种新型薄壁蓄热过程数字仿真系统。该仿真系统以空气和烟气进口温度和若干操作条件为信息源,迅速计算出气固温度分布变化以适应蓄热体热过程设计和操控需要。可优化设计出满足“低温端不结露、低氧稳燃、运行经济、无大温度应力和以炉内滞留烟气稀释为主建立燃烧低氧条件”要求的切换周期。 (5)用摄动法解析研究了薄壁蓄热体温度效率和切换周期变化规律。存在最大温度效率和相应的最佳切换周期。沿气流流动方向固体导热和单位质量固体蓄热能力不影响温度效率峰值和最佳切换周期。空气含氧浓度或通道内周长降低导致温度效率峰值降低。最大温度效率与通道长度成正比,最佳切换周期与间壁厚度成正比。温度效率解析和弥散燃烧工业实验一致,最佳切换周期和高温气化中间实验基本吻合。对于双预热型薄壁蓄热系统,短的切换周期会明显降低运行经济性,并导致热效率峰值推迟出现。烟气流过过渡管道时间越长,切换周期越短,忽略燃气排放损失的热效率误差越大。

关键词：低氧弥散燃烧高温空气燃烧涡耗散模型蜂窝陶瓷蓄热体薄壁蓄热摄动法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：