Abstract ：

针对一新型的旋流式分解炉建立模型,对煤粉燃烧与生料分解耦合及NOx生成过程进行了数值模拟.其中对连续相采用Euler坐标系下的Realizable k-ε双方程湍流模型,对于颗粒相采用离散相(Discrete phase model)模型以及随机轨道模型,对煤粉燃烧和碳酸钙分解过程采用组分输运模型(Species transport model)并结合有限速率/涡耗散模型(Finite-rate/eddy-dissipation)模拟,采用P-1辐射模型计算颗粒与气体间的辐射换热,对NOx的生成使用污染物模型,考虑热力型NOx,燃料型NOx的生成.研究结果表明:在分解炉内,三次风主要沿壁面螺旋向上运动,而烟气主要沿中轴线螺旋向上运动;当煤粉进入分解炉后挥发分快速释放并燃烧,而后残余焦炭持续燃烧,其主要的燃烧区域在蜗壳附近,燃烬时间约为5.9 s;生料入炉后便快速分解,当运动至分解炉50 m高度处,碳酸钙分解率达到了 90％,此时下端生料与上端生料的分解时间约为6.5 s与4.7 s,出口碳酸钙分解率为92.32％.由于在蜗壳处煤粉燃烧与生料分解的耦合关系较差,在壁面处形成了局部高温,使NOx生成速率较大,出口处NO,达到了 1.251×10-3,需对此进行改进.

Keyword ：

煤燃烧 NO 分解炉 数值模拟 计算流体力学 碳酸钙分解

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以京津冀典型输送通道上的河北西南4个城市邯郸、邢台、衡水和沧州为例，分析了2019～2021年冬季3 a气象条件与PM_(2.5)浓度变化特征，运用潜在源贡献分析（PSCF）和浓度权重分析（CWT）识别了研究期内4个城市PM_(2.5)输送特征，基于气象-空气质量模型（WRF-CMAQ）传输矩阵法和传输通量法量化评估了邯郸、邢台、衡水和沧州与周边地区之间的PM_(2.5)传输贡献，揭示了PM_(2.5)传输净通量的垂直分布变化特征，并进一步识别4个城市两条PM_(2.5)污染主要传输路径.结果表明，在研究期间，4个城市PM_(2.5)浓度呈下降趋势，下降比例分别为45.85%、 49.45%、 42.40%和31.65%；邯郸和邢台潜在源贡献较大的区域主要分布在山西中南部（临汾、长治和晋中）和河南北部（新乡、开封和郑州）以及少部分内蒙古部分地区（PSCF> 0.9），衡水和沧州潜在贡献较大的区域主要集中在河北南部（邯郸、石家庄）、山西中部（太原、阳泉）和部分山东地区（PSCF> 0.7）,CWT结果显示与PSCF类似；研究时段内4个城市冬季PM_(2.5)均呈现本地贡献率（51.11%～62.99%）略高于区域贡献率（37.01%～48.89%）的特征，受水平湍流和垂直扩散等影响，4个城市2020年区域传输影响较其他年份稍高（0.50%～9.52%），而2021年由于PM_(2.5)浓度较低、气象因素影响等原因，区域传输影响较其他年份稍低（-2.15%～-9.52%）；邯郸、邢台、衡水和沧州这4个城市3 a冬季与周边区域总流入（流出）通量强度大小均为：2020年> 2021年> 2019年，对于总净通量而言，4个城市3 a冬季分别为邯郸：0.094、-0.070和0.087 kt·d~(-1)；邢台：0.212、 0.395和0.544 kt·d~(-1)；衡水：-0.040、-0.228和0.185 kt·d~(-1)；沧州：0.062、 0.126和0.128 kt·d~(-1).在研究期间邯郸、邢台和沧州多作为污染传输受体，而衡水多为传输源体.在0～1 260 m之间，PM_(2.5)净传输通量强度基本随着高度的升高而增大，不同时期不同城市最大净通量不同，邯郸最大净通量位于252～1 261 m，邢台最大净通量位于817 m，衡水最大净通量位于252～817 m，沧州最大净通量位于252～359 m；分析4...

Keyword ：

潜在源贡献分析法(PSCF) 传输通量 PM_(2.5) 浓度权重分析法(CWT) 气象-空气质量模型(WRF-CMAQ) 传输贡献

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一种表征气体燃料射流湍流燃烧中气体射流流动与火焰化学反应的分量作用的方法属于内燃机领域。气体燃料射流湍流燃烧过程中，气体燃料射流与火焰相互作用。分别采用涡量表征气体射流流动特征、OH质量分数表征火焰化学反应特征。本发明为了比较气体射流湍流流动与火焰化学反应各自在射流湍流燃烧中的作用，基于涡量和OH质量分数，引入无量纲系数Kv和KOH(其中v代表涡量，OH代表OH质量分数)，K定义为在同一时刻射流湍流燃烧中特征参数(涡量、OH质量分数)与单一参考状态(自由射流、预混燃烧)的特征参数的比值。将射流流动与火焰燃烧解耦，进一步表征各自在射流湍流燃烧中的分量作用。

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本发明公开了一种高功率VCSEL芯片的微通道水冷散热结构，包括：自上而下依次设置的VCSEL芯片以及上下键合而成的湍流散热层、横向分流层和进出水层；湍流散热层内刻蚀有沿左右方向平行排布多个微通道，每个微通道底部的前后方向刻蚀有第一进口和第一出口；横向分流层上表面的前后方向上刻蚀有进水通道以及出水通道，横向分流层的下表面刻蚀有第二进口以及第二出口；进出水层上刻蚀有进水口以及出水口，进水口、第二进口、进水通道、第一进口、微通道、第一出口、出水通道、第二出口和出水口顺序连通。本发明通过周期性改善流动混合以及通过产生二次流来增加湍流率来提高传热系数，将热量更快导出，实现更高的散热效率。

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针对华润水泥公司一条5 800 t/d生产线水泥预分解系统中的旋风预热器C1单体建立全尺寸几何模型，对旋风预热器内气、固两相传热过程进行了数值模拟。其中，气相湍流模型采用雷诺应力模型，气、固两相流采用Eulerian多相流模型。相关模拟结果从工业测试数据得到了验证，取得了实验数据和模拟数据之间的合理一致性。模拟结果表明：旋风筒的整体换热效率为91.2%,绝大部分气、固换热在换热管内完成，占总换热量的80.8%。换热管内气、料混合效果以及短路流现象是制约该旋风筒换热效率的主要因素。

Keyword ：

换热效率 旋风预热器 数值模拟 气固传热 Eulerian模型

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本文基于磁流体动力学模型，通过数值模拟的方法，研究了垂直外部磁场对熔盐在绝缘管内流动传热特性的影响，考察了速度、湍流强度和Nu等参数随磁场变化的关系。结果表明，磁场作用会使流动分布出现各向异性，导致湍流度和主流速度降低，垂直于磁场方向的Hartmann层的速度及湍流度提高，随着磁场强度增大，这种趋势更明显。在均匀磁场和正梯度磁场作用下，管壁平均Nu数有所提高，而逆梯度磁场作用下的管壁平均Nu数有所减弱。

Keyword ：

磁场 传热 数值模拟 熔盐 流动

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目的 解决增材制造TC4钛合金(Ti6Al4V)叶轮零件表面粗糙度过大的问题.方法 采用磨粒流抛光技术对增材制造TC4钛合金叶轮零件进行抛光,研究磨粒粒径、工作压力与抛光时间等因素对叶轮零件表面粗糙度和形貌的影响规律.同时利用Fluent软件对磨粒流抛光过程进行仿真,建立三维叶轮模型,以实际加工条件为仿真参数,探究磨粒对近壁面静压、动压、湍动能、湍流强度的作用机理.结果 当磨粒流抛光的磨粒粒径为0.425 mm、加工压力为9 MPa、抛光时间为20 min时,获得了表面粗糙度Ra<2.5μm的增材制造叶轮零件.磨粒流抛光后表面摩擦系数从0.4281降低为0.3853,磨损机制由粘着磨损和剥落磨损变为磨粒磨损.仿真结果 表明,随着磨粒流体自上而下运动,叶片间距逐渐增大,叶轮表面所受动压、湍流强度及湍动能逐渐减弱,因与约束装置的作用,底部的动压、湍流强度和湍动能又增大,因此叶轮叶片上端抛光较好,中间部位抛光效果一般,下端抛光效果也较明显.结论 磨粒流抛光过程中,试样表面因塑性变形产生了加工硬化,晶粒得以细化,从而有效提高了其耐磨性能.通过数值模拟与试验分析验证了复杂曲面磨粒流抛光技术的有效性,为磨粒流抛光技术提供理论基础.

Keyword ：

增材制造 TC4钛合金 摩擦系数 磨粒流抛光 表面粗糙度 数值模拟

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针对两种不同蜗壳结构的C1旋风筒建立模型，进行了数值模拟，其中气相采用RSM雷诺应力模型，颗粒相采用DPM离散相模型，模拟结果符合实际工况。针对两种旋风筒的结构差异，对其速度场、压力场以及各截面湍流强度进行了对比分析。结果表明：两种结构旋风筒的气固分离效率变化不大；压降有300Pa左右的差别，其中270°切的蜗壳相较于180°切湍流强度更小，阻力损失也更小；换热管道与旋风筒蜗壳入口的连接形式以及入口形状对流场的稳定性影响较大，其中五边形进口比四边形进口的流场分布更为合理，阻力损失也更小，相对来说，系统运行的能耗将更低。

Keyword ：

旋风筒 压降 分离效率 气固二相流场 蜗壳结构 数值模拟

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放空火炬是用以处理工厂作业过程中产生的无法回收再加工的可燃气体的特殊燃烧设施。但是因其燃烧区域通常在10～200m高空,受气压、温度、风速等因素影响较大,且火炬气成分复杂、湍流效应显著,难以使用数学方法精确地描述燃烧过程与结果,导致放空火炬燃烧过程建模极为困难。为了解决该问题,本文提出了一种机理与数据混合驱动的石化火炬燃烧状态精确建模方法,该方法首先基于计算流体力学对放空火炬废气燃烧过程进行物理建模及稳态燃烧仿真;其次基于化工流程模拟对火炬系统燃烧进行仿真,并与CFD(Computational Fluid Dynamics,CFD)数据相互对比验证;最后,提出放空火炬GRU(Gated Recurrent Neural Network)燃烧状态数据模型,用以定量预测火炬废气去除效率。结果表明,本文方法可以快速、准确地判断并预测放空火炬燃烧状态,可有效解决现有火炬系统存在的问题。

Keyword ：

放空火炬 数据驱动建模 化工流程模拟 计算流体力学

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在处理城市污水的过程中,污水中的微生物可以通过气泡破裂、机械搅拌和水的湍流雾化产生气溶胶.微生物气溶胶的粒径主要分布在可吸入范围内(＜4.7 μm),同时污水的预处理、生物处理和污泥处理被认为是其浓度分布最广泛的处理区域.而微生物气溶胶的释放主要与污水处理工艺、曝气方式、污水中的微生物和化学物质以及环境条件等因素密切相关.为了有效控制城市污水处理厂中微生物气溶胶的逸散,总结了以下几种措施:选择合适的曝气方式及装置,优化污水处理工艺的运行参数,以及加盖处理、紫外线照射、增加通风时间、活性炭吸附等.

Keyword ：

控制措施 微生物气溶胶 污水处理厂 逸散特性

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