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基于FlowSimulation的气力脱膜装置流场分析

基于FlowSimulation的气力脱膜装置流场分析
基于FlowSimulation的气力脱膜装置流场分析

最新电力系统稳态分析考试试题

三.简答题:(每小题5分,共25分) 1、对电力系统的基本要求是什么? 2、对调频电厂的基本要求是什么?什么电厂最适宜担负系统调频电厂? 3、什么叫功率分点?标出下图所示电力系统的功率分点。 4、在下图所示的电路中,变压器的实际变比如图所示,并联运行的两台变压器中有无循环 功率存在?为什么?如果循环功率存在的话,请指出循环功率的方向。 5、在无功电源不足引起电压水平普遍偏低的电力系统中,能否通过改变变压器变比调压? 为什么? 四.计算题:(共50分) 1、某35KV电力系统采用中性点经消弧线圈接地的运行方式,已知35KV线路长度为100公里,线路每相的对地电容为,单相接地时流过接地点的电流为3.6安培,求消弧线圈的 电感值。(10分) 2、110kv降压变压器铭牌数据为: ①计算变压器的参数(归算到110KV侧); ②画出变压器的形等值电路。(10分) 3、某地方电力网的等值电路如下图,有关参数均已标于图中,求网络的初步功率分布标出 其功率分点,并计算其经济功率分布。(10分) 4、联合电力系统的接线图及参数如下,联络线的功率传输限制为300MW,频率偏移超出才进行二次调频,当子系统A出现功率缺额200MW时,如系统A不参加一次调频,联络线 的功率是否越限?(10分)

5、某降压变电所装有一台容量为10MVA,电压为的变压器。已知:最大负荷时变压器高压侧电压为114KV,归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV;最小负荷时变压器高压侧电压为115KV,归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。现要求在低压母线上实行顺调压(最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的倍;最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的 倍),试选择变压器的分接头。(10分) 三.简答题:(每小题5分,共25分) 1、答:对电力系统的基本要求有:满足用户对供电可靠性的要求(2分);具有良好的电能质量(2分);电力系统运行的经济性要好(1分)。(意思对即可得分) 2、答:对调频厂的基本要求是①具有足够的调节容量;(1分)②调节速度要快;(1分) ③调节过程的经济性要好(1分)。具有调节库容的大型水电厂最适宜作为调频电厂(2分)。 3、答:电力系统中如果某一负荷点的负荷功率由两侧电源供给,则该负荷点就是功率分点,功率分点又分为有功功率分点和无功功率分点(3分),分别用“▼”和“▽”标注。图示电力系统中负荷点2为有功功率分点(1分),负荷点3为无功功率分点(1分)。 4、答:有循环功率存在(3分)。因为上述网络实际上是一个多电压等级环网,两台变压 器的变比不匹配(如取绕行方向为顺时针方向,则,所以存在循环功率(1分);循环功率的方向为逆时针方向(1分)。 5、答:不能(3分),因为改变变压器的变比并不能改善电力系统无功功率平衡状态(2分)。 四.计算题:(共50分) 1、解: 单相接地短路时的原理电路图和相量图如下:

内部流场分析

第三章轴向柱塞泵内部流程仿真 计算流体动力学(CFD)是在计算机上求解描述流体运动、传热和传质的偏微分方程组,并且对上述现象进行过程模拟。将CFD 技术与工程研究相结合,不仅有助于工程设计的改进,而且能减少实验的工作量.可以说,CFD 技术是一种有效和经济的研究手段。 流体流道的结构对整泵的液压性能起着决定性的作用,因此,有必要揭示流道内流体的运动规律,以及机械结构对流体动力特性的影响,本章将利用CFD 软件Pumplinx软件对泵的内部流场进行仿真分析,研究泵的空化问题。使用泵的CFD 模拟仿真使得在泵的设计阶段就可以了解泵的性能,避免设计失误,减少试验成本,缩短设计周期。 1、软件简介 PumpLinx是Simerics公司的专业泵和马达CFD 模拟工具。 Simerics 是一家美国的动力学软件/咨询公司,总部位于美国阿拉巴马州亨茨威尔市。Simerics 的团队由科学家和工程师构成,他们的核心成员早在1980 年就是CFD 软件开发和应用方面先驱者。将他们的知识和经验与先进的计算物理、计算几何和软件工程相结合,给客户提供了新一代的仿真工具。 图3.1 pumplinx软件界面 PumpLinx 是一个独特的CFD 工具,它可以帮助工程师更好的设计泵和马达,与其它的通用CFD 软件相比具有以下优点: (a)功能完备。具有模拟流动、通风、汽蚀的高精度模型。完全满足泵及其它任何具有旋转部件流体设备的模拟能力。

(b)具有泵/马达专业模版,快速完成设置。模版将泵CFD模拟的流程和规范内置到PumpLinx软件中,泵的模版使CFD 模拟的设置简单化,同时保证了计算结果的可靠性。 (c)快速计算。对于不同的泵配置,如转子泵或叶片泵,已经通过可定制模块预编程到PumpLinx 之内,几分钟之内就可以完成设置。至于计算速度,在泵类应用方面,PumpLinx通常比其它CFD 代码快5倍。 (d)高度自动化的网格生成:PumpLinx / Simerics最新发布的 2.0 版的自动化网格生成能力能够使用户通过简单的两到三步快速的创建网格。通过二元细化和自适应技术来建立高效、高分辨率的网格,即使尺度差异悬殊的复杂几何也是如此。泵模版提供了针对专门泵部件的网格生成工具。 (f)高级数值算法。PumpLinx 将最新的数值技术与Simerics 的专有算法相结合,建立了一个比其它竞争对手更快速、更稳健的数值模拟工具。 (g)稳健而精确的空化模型。PumpLinx的通风/空化模型与算法优势相结合,允许你精确而稳健的模拟高蒸汽体积分率或不可压缩气体问题。值得夸耀的是PumpLinx 拥有工业界独一无二的空化(汽蚀)模型。空化模型经历了真实应用的测试和验证。这一模型的特别之处在于对特别困难的问题,在其它软件都失败的情况下,Simerics依然可以收敛。当空化效应不可忽略时,这一能力对于很多问题都是很重要的。 (h)可靠的结果。PumpLinx 精确的模拟在泵、马达和其它流体机械内部的三维问题,以及包含蒸汽和不相溶气体的复杂问题。PumpLinx 的空化模型已经被大量的工程题目所验证,对于许多应用,这一重要特征在其它CFD 软件里是没有的。 Simerics 在CFD 软件开发上坚持走面向企业用户的专业化道路。Simerics 公司凭借强大的研发实力在不到一年的时间里就开发出了高品质,高度专业化的泵模拟软件PumpLinx。由于PumpLinx 功能强大且实用性非常好,所以能在较短的时间内,在CFD 软件竞争最激烈的汽车及航空工业迅速打开市场。目前美国的3大汽车公司GM,Ford,Chrysler,以及Magna,tackpole 等汽车配件厂,以及United Technology,Goodrich,Hamilton Sundstrand 等航空配件公司都成为Simerics 的正式客户。PumpLinx 在液压行业也普遍受到好评。目前Simerics有在液压行业的客户包括Bosch,Caterpillar,Parker,Eaton,Sauer,Liberherr等。PumpLinx的业户也在包括传统水泵行业在内的其他方向得到了迅速扩展。目前已和Cornell,Blackmer等公司建立了紧密的合作关系。 2、轴向柱塞泵内部空化位置仿真 2.1空化原理和空化模型

燃煤电厂SCR烟气脱硝系统流场优化分析

燃煤电厂SCR烟气脱硝系统流场优化分析 孙琦明,施平平,谢芳 (浙江蓝天求是环保集团有限公司浙江杭州市310012) Application and comparision of numerical simulation and cold test in analysis of the flow field in SCR system SUN Qi-ming, SHI Ping-ping , XIE Fang 摘要:本文以合山电厂600MW燃煤锅炉SCR脱硝反应系统的流场优化分析为例,研究数值模拟和冷态试验在电厂SCR系统流场分析中的应用。结果表明,数值模拟和冷态试验结果较为吻合,验证了数模优化方案的可行性。其中,速度场、浓度场和压降都满足设计要求,烟气经整流格栅优化可以垂直进入催化剂层,模型中无明显积灰。 关键词:SCR系统;数值模拟;冷态试验;流场(Zhejiang Atmosphere Environment Protection Group Co.,Ltd. Zhejiang hangzhou, 310012 , China)Abstract:Taking the analysis of the flow field in SCR system of Heshan 600MW coal fired plant as an example, this paper studied numerical simulation and cold test in analysis of the flow field in SCR system. The experiments showed that the results of numerical simulation were the same with those of cold test, which meant the method of simulation was credible. The flow field of velocity,concertration and pressure met the designed requirements. Installation of flow straightening grid can optimize the direction of gas flow to make the flue gas enter the catalyst vertically. There was no significant dust deposition in the model. Key words: SCR system; numerical simulation; cold test; flow field 煤燃烧过程中产生的NOx是造成大气污染的主要来源之一。针对燃煤烟气NOx的治理与控制技术,迄今为止,已开发出多种NOx控制技术[1]。其中,选择性催化还原反应(SCR)脱硝技术以其技术成熟、脱硝率高、经济适用性好等优点成为大型燃煤电站烟气脱硝技术的主要选择[2,3]。在SCR反应系统中,烟气的流动特性是影响催化剂的有效利用和脱硝率重要因素之一[4,5]。实际SCR工程应用中,一般采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术(或称数值模拟)与冷态试验模拟相结合对SCR系统进行流场模拟研究,掌握其流场特性,通过适当的方法优化SCR系统流场,从而为实际SCR反应工程设计提供最优流场建议,以确保满足SCR系统反应所要求的流场环境。 相对于冷态试验模拟而言,数值模拟更易操作和实现,并且省时、省力。然而,从国内发展情况来看,数值模拟在SCR反应系统中的应用还处于起步阶段,可用的数据较少[6-8]。本文以合山电厂600MW燃煤锅炉SCR脱硝反应系统

纯水应用中五种脱气装置的比较

纯水应用中五种脱气装置的比较 摘要:在纯水制造过程中,以前常常使用鼓风脱气和真空脱气装置,近年来,膜脱气工艺发展非常迅猛,在高纯水领域已经开始有了广泛应用,同时也有不少纯水工艺采用了树脂催化法除氧。本文分别对五种不同的脱气装置作了介绍和对比。 关键词:脱气器;脱气塔;纯水;溶解氧;树脂 中图分类号:TN305 文献标识码:A 1 引言 在当今信息化时代,微电子的产品周期每两年翻一番,对高纯水的要求也变得越来越高(见表1),从而促进了纯水处理技术的一次又一次的变革,水处理工艺越来越先进,脱气装置也不例外。 自然界中的水除了含有盐分、胶体、颗粒、微生物外,还溶解有很多气体,比如氧气,二氧化碳、氮气、甲烷等,由于一般水厂采用氯气消毒,从而产生氯仿、三卤甲烷(THM)等卤代烃。有些气体的存在对集成电路的生产有着严重的影响,有些气体影响着其他后续设备的运行周期和产品水质。从而,形形色色的脱气工艺产生了。 在锅炉、电厂等行业,溶解氧的存在是造成热力设备(如汽轮机等)腐蚀的主要原因,导致锅炉在运行或停用期间的氧腐蚀,所以国家对锅炉的补给水溶解氧也作出了相应规定,比如:锅炉额定蒸发量大于6m3/h的锅炉均要除氧,额定蒸发量小于6m3/h的锅炉应尽量除氧,而且16MPa以下的锅炉给水溶解氧含量必须小于lOOppb,1.6-2.5MPa的锅炉和供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量必须小于50ppb,而一般高压锅炉的溶解氧含量需要小于7ppb。由此可以看出,锅炉电力行业中,溶解氧含量已接近微电子行业的要求,脱气也成了其补给水处理的一项重要工艺。 2 技术背景 2.1 道尔顿分压定律 混合气体中气体的总压力和每种气体的分压遵循道尔顿分压定律,其具体含义是,气体的总压P总等于组成该混合气体的分压的总和,混合气体中各种组份的分压又与其所占的摩尔分数成正比,所以道尔顿分压定律可以用以下两个方程式来表示:

【精品完整版】主消声器内流场分析

武汉理工大学 毕业设计(论文) GP车型排气系统 主消声器内流场分析 学院(系):汽车工程学院 专业班级:热动0602班 学生姓名: X X X 指导教师: X X X

武汉理工大学学士论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师X X X和师姐郭学敏的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 作者签名: 年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密囗,在年解密后适用本授权书 2、不保密囗。 作者签名:年月日 导师签名:年月日

本科生毕业设计(论文)任务书 学生姓名X X X 专业班级热动0602 指导教师X X X工作单位汽车工程学院 设计(论文)题目: GP车型排气系统主消声器内流场分析 设计(论文)主要内容: 学习计算流体力学(CFD)软件Fluent,熟练掌握其功能和使用方法。分析对比汽车排气系统的结构型式和设计理论,说明主、副消声器的设计区别。利用Fluent软件对GP 车型排气系统的主消声器进行内流场模拟,获得其压力场、温度场、速度场、湍流动能场以及流线图,并对内流场进行分析,研究其结构的合理性,分析可能出现的问题。完成相关的图纸工作。 要求完成的任务 1、独立完成2张0号图纸,其中手绘图纸量折合不得少于一张1号图纸,手绘图纸不得与机绘图纸重复; 2、完成一篇英文文献的翻译,要求内容与选题相关,工作量约20000印刷字符,译成中文不少于5000字; 3、在毕业设计过程中,根据进展情况,完成参考文献的查阅与检索,要求10篇以上(其中英文文献不少于2篇),并分别写出不少于200字的摘要; 4、参加毕业实习,完成毕业实习日记和毕业实习报告(2000字左右),撰写开题报告,不少于1400字; 5、撰写毕业设计说明书,要求不少于10000字,并符合“武汉理工大学本科生毕业设计(论文)撰写规范”; 6、毕业设计(论文)周记每周记载不少于800字。 指导教师签名X X X系主任签名 院长签名(章)_____________

除尘器选型计算公式.doc

袋式除尘器的选型核算 袋式除尘器的品种许多,因而其选型核算显得格外重要,选型不妥,如设备过大,会形成不必要的糟蹋;设备选小会影响出产,难于满意环保需求。 选型核算方法许多,通常地说,核算前应晓得烟气的根本工艺参数,如含尘气体的流量,性质,浓度以及粉尘的分散度,浸润性、黏度等。晓得这些参数后,经过核算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力、再挑选设备种类类型。 1、处置气体量的核算 核算袋式除尘器的处置气体时,首先需求出工况条件下的气体量,即实践经过袋式除尘设备的气体量,而且还要思考除尘器自身的漏风量。 这些数据,应依据已有工厂的实践运转经历或检测材料来断定,若是缺少必要的数据,可按出产工艺进程发生的气体量,再添加集气罩混进的空气量(约20%~40%)来核算。https://www.sodocs.net/doc/0d13752602.html, 除尘器常识 (1-1) 式中Q-经过除尘器的含尘气体量, m3/h; Q s-出产进程中发生的气体量,m3/h; T c-除尘器内气体的温度, ℃; Pa -环境大气压,kPa;

K -除尘器器前漏风体系。 应该注重,若是出产进程产笺气体量是作业状态下的气体量,进行选型比拟时则需求换算为规范状态下的气体量。 2、过滤风速的选择 过滤风速的巨细,取决于含尘气体的性状、织物的种类以及料尘的性质,通常按除尘器样本引荐的数据及使用者的实践经历选择。大都反吹风袋式除尘器的过滤风速在0.6~1.3m/s之间,脉冲袋式除尘器的过滤风速在1.2~2m/s左右,玻璃纤维袋式除尘器的过滤风速约为0.5~0.8m/s,表1所列过滤风速可供参考: 表1 3、过滤面积的断定 (1)总过滤面积依据经过除尘器的总气量和选定的过滤速度,按下式核算总过滤面积: (1-2) 式中S-总过滤面积 m2; S1—滤袋作业有些的过滤面积 m2; S2—滤袋清灰有些的过滤面积 m2; Q —经过除尘器的总气体量 m3/h; 求出总过滤面积后,就能够断定袋式除尘器的整体规划和尺度。 (2)单条滤袋面积单条圆形滤袋面积,通常用下式核算:

脱气方法及工作原理

动态顶空脱气 顶空法脱气原理是通过一定的手段(搅拌等)使得油中溶解气体在气液两相达到分配平衡,通过测试气相中的各组分浓度,并根据平衡原理导出的奥斯特瓦尔德(Ostwald)系数计算出油中溶解气体各组分的浓度。奥斯特瓦尔德系数定义为: k i=C oi gi (1) 式(1)中C oi和C gi分别为平衡条件下溶解在油和气相中组分i的浓度;k i表示组分i的奥斯特瓦尔德系数。 对于一个确定的油样来说,脱气完成时(气、液两相浓度比达到平衡)分离出的待检测气体的浓度越高越好,这样有利于仪器的检测。同时,完成脱气所需要的时间越短越好,可以缩短检测间隔,也就是说顶空脱气装置所能达到的脱气率和平衡时间很重要。 脱气率定义为: ηi=U gi oi (2) 式(2)中U gi和U oi分别为脱出气体中某组分气体的浓度和油样中某组分气体的原有浓度。 为了讨论顶空脱气技术脱气效率(包括脱气率和平衡时间)的影响因素,建立模型,如下图1所示,在一个密闭的容器中,下部为待脱气油样,上部为气室(进油样前使用高纯N2吹扫),油中溶解气体在自由扩散和搅拌等扰动的作用下,通过油与顶部气体的接触面进入顶部气室,逐渐趋于平衡。 图1 顶空脱气模型 不考虑搅拌的情况下,溶解在油中的气体逸出到顶空的过程主要是依靠分子热运动的自由扩散,根据菲克定律(扩散通量与截面处的浓度梯度成正比),气体分子逸出的速度与油面和顶空界面两侧的浓度差成正比(气体由溶解态到游离态的自由扩散过程比较缓慢,假设短时间内是稳态扩散),而逸出的阻力来源于油液对于气体分子的溶解吸附,基于这两个基本假设,界面处气体分子的传递速率方程即气室气体分子物质的量的变化率方程为:

电力系统稳态分析作业答案

第一章电力系统的基本概念 1.思考题、习题 1-1.电力网、电力系统和动力系统的定义是什么 答:由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。 把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统。 发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。 1-2.对电力系统运行的基本要求是什么 答:(1)保证可靠地的持续供电(2)保证良好的电能质量(3)保证系统运行的经济性。(4)环保性。 1-3.何为电力系统的中性点其运行方式如何它们有什么特点我国电力系统中性点运行情况如何答:星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。 直接接地供电可靠性低。系统中一相接地,接地相电流很大,必须迅速切除接地相甚至三相。不接地供电可靠性高,对绝缘水平的要求也高。系统中一相接地时,接地相电流不大,但非接地相对地电压升高为线电压。 我国110kV及以上的系统中性点直接接地,60kV及以下系统中性点不接地。 1-4.中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,各相对地电压有什么变化单相接地电流的性质如何怎样计算 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,接地相电压为0 倍,即升高为线电压。单项接地电流为容性。接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和, 倍非接地相对地电容电流,也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。(可画向量图来解释) 1-5.消弧线圈的工作原理是什么补偿方式有哪些电力系统一般采用哪种补偿方式为什么 消弧线圈就是电抗线圈。中性点不接地系统中一相接地时,接地点的接地相电流属容性电流,通过装消弧线圈,接地点的接地相电流中增加了一个感性分量,它和容性电流分量相抵消,减小接地点的电流。使电弧易于熄灭,提高了供电可靠性。 补偿方式有欠补偿和过补偿,欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式,过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。电力系统一般采用过补偿方式。因为随着网络的延伸,电流也日益增大,以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压,所以一般采用过补偿。 1-6.目前我国电力系统的额定电压等级有哪些额定电压等级选择确定原则有哪些 答:我国电力系统的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。 额定电压等级选择确定原则有:用电设备的额定电压=系统额定电压。发电机的额定电压比系

基于FLUENT的90°圆形弯管内部流场分析

通海阀内流场的三维数值模拟 江山,张京伟,吴崇健,许清,彭文波 摘要:以通海阀为研究对象,采用Fluent软件对通海阀在不同的开口度和流量下的内流场进行数值计算,给出通海阀阀腔内的速度场和压力场图。根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因,为通海阀的内流道优化提供理论依据。关键词:通海阀;RNG κ-ε湍流模型;Fluent软件;流场可视化 Three Dimensional Numerical Simulation of The Flow Field Inside Hull Valve Jiang Shan ,Zhang Jingwei,Peng Wenbo (China Ship Development and Design Center,wuhan,,430064,China) Abstract:The research is focused on three dimensional simulation of the hull valve . The Fluent software has been applied to simulate the flow field inside hull valve at the conditions of different openings and different flux. And the pressure distribution and velocity distribution obtained through calculation. We search the reason which affect the capability and lead the noise of hull valve base on the visual result of simulation. The research result provide theoretics for optimizing the flow field inside hull vale. Key words:hull valve;RNG k-ε turbulent model; Fluent software;flow visualization 1 引言 通海阀是船舶内部管路系统与外界连接的重要装置,主要用于各管路海水注入和排出的控制和调节,因此其性能的好坏直接影响着全船各个系统乃至整个船舶的性能。 过去受研究手段的限制,对通海阀的研究人们主要采用实验方法,对它的外部特性,如进出口压力差、流量系数等,进行测试和分析,而对流体在通海阀内部的流动情况则很难知晓,认识不足。近年来随着计算机技术和计算流体动力学理论的发展,应用CFD方法,对各种阀内部的流场进行仿真计算和可视化分析,成为流体机械领域新的研究热点,其研究工作对阀门的结构参数设计和流道优化设计具有重要的实际意义。 近年来国内外学者应用CFD方法对液压锥阀内部流道内的流动情况进行了许多研究,国内文献[1,2]用有限元方法,建立了二维模型,对锥阀内流场进行了数值模拟,并用DPIV流场试验可视化技术进行了实验可视化研究。文献[3]分别对简化为轴对称的二维流场模型和不经过任何简化和近似处理的三维面对称流场模型两种情况,应用CFD分析软件Fluent,进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图。对比分析表明,采用基于三维流场的可视化分析,可更清楚全面地反映锥阀内部的复杂流动情况。国外,K.Ito[4]等用有限差分法对液压锥阀层流流场进行了研究;文献[5]对水压锥阀内部的流场进行了实验研究。 本文采用CFD方法选用Fluent软件对通海阀在不同开口和不同流量下的内部流场进行数值模拟,根据可视化结果分析通海阀内部流场(速度分布、流场结构、漩涡的产生及消失等等)与噪声、能量损失机理的关系。根据分析结果为通海阀内流道优化提出改进方向。

CFD数值模拟在燃机SCR脱硝的工程实践

CFD数值模拟在燃机SCR脱硝的工程实践 摘要CFD数值模拟技术作为SCR脱硝设计辅助手段被广泛使用,本文以某燃机余热锅炉SCR脱硝工程为案例介绍了CFD数值模拟技术在脱硝工程中的实际运用,并在工程投产后对CFD关键评价指标进行复测,分析了偏差原因。 关键词CFD;数值模拟;SCR;脱硝 1 概述 随着环保政策日趋严厉,工业烟气已普遍实施脱硫脱硝净化治理。SCR脱硝工艺因其技术成熟、脱硝效率高、系统运行稳定、可满足严格环保标准等特点被广泛使用[1]。SCR工艺中烟气流动情况直接影响到脱硝系统的运行效果,良好的NH3/NOx混合和速度均布是保证脱硝效率的前提,也是选用脱硝催化剂选型的重要依据。CFD(Computational Fluid Dynamics)數值模拟作为流场优化的设计辅助手段,被国内外大部分SCR系统供应商都在反应器设计工作中采用[2]。要验算SCR反应器的内部结构是否满足实际工程情况,需采用传统的物理冷态模型和计算流体力学技术(CFD)相结合的方法进行分析和优化[3-4]。 2 工程实例 某公司于2013年新建燃气—蒸汽联合循环发电项目,同步实施燃机余热锅炉脱硝,采用SCR脱硝工艺。该项目于2014年7月投产,燃机排气经脱硝处理后,满足现行国标《火电厂大气污染物排放标准(GB13223)》对于燃气轮机机组烟气排放要求。本项目设计燃气排气烟气量140000Nm3/h,排气温度377℃,排气原始NOx浓度650mg/Nm3,经SCR脱硝处理后,净烟气NOx浓度不超过120mg/Nm3,设计脱硝效率不低于81.5%。 本项目CFD数值模拟按照1:1的比例建立SCR反应器系统的原始模型[5],入口边界为入余热锅炉口膨胀节,出口变为催化剂层下游1m(按烟气流向)。建模构件主要包括导流板、换热管屏、喷氨格栅、静态混合器、整流格栅、进出口烟道及其他部件等。CFD模拟三维模型如图1所示。 3 CFD数值模拟 本项目基于Fluent软件平台对余热锅炉前段及SCR脱硝装置进行三维模拟研究模拟,根据模拟结果优化了喷氨格栅、导流板及整流板的布置,并对催化剂进行选型,使得在燃机设计工况下达到均匀分布的目标: (1)入口烟气流速相对标准偏差<±15% (2)NH3/NOx摩尔比相对标准偏差<5%

袋式除尘器设计要点及计算方法

袋式除尘器设计要点 袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素,文章从处理风量、使用温度、气体成分等方面简要介绍了袋式除尘器的设计要点。 袋式除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料,尘粒被过滤下来,过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用,捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用,滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。 袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素,文章从以下因素介绍了袋式除尘器 的设计要点。 1、处理风量 处理风量决定着袋式除尘器的规格大小。一般处理风量都用工况风量。设计时一定要注意除尘器使用场所及烟气温度,若袋式除尘器的烟气处理温度已经确定,而气体又采取稀释法冷却时,处理风量还要考虑增加稀释的空气量;考虑今后工艺变化,风量设计指值在正常风量基础上要增加5%~10%的保险系数,否则今后一旦工艺调整增加风量,袋式除尘器的过滤速度会提高,从而使设备阻力增大,甚至缩短滤袋使用寿命,也将成为其他故障频率急剧上升的原因,但若保 险系数过大,将会增加除尘器的投资和运转费用;过滤风速因袋式除尘器的形式、滤料的种类及特性的不同而有很大差异,处理风量一经确定,即可根据确定的过滤风速来决定所必须的过滤面积。 2、使用温度 袋式除尘器的使用温度是设计的重要依据,使用温度与设计温度出现偏差,会酿成严重后果,因为温度受下述两个条件所制约: 一是不同滤料材质所允许 的最高承受温度(瞬间允许温度和长期运行温度)有严格限制;二是为防止结露,气体温度必须保持在露点20℃以上。对高温气体,必须将其冷却至滤料能承受的温度以下,冷却方式有多种,较为典型的有自然风管冷却、强制风冷、水冷等,具体可按不同的工艺及冷却温度、布置尺寸要求等进行设计选型。 3、气体成分 除特殊情况外,袋式除尘器所处理的气体,多半是环境空气或炉窑烟气,通常情况下袋式除尘器的设计按处理空气来计算,只有在密度、黏度、质量热容等参数关系到风机动力性能和管道阻力的计算及冷却装置的设计时,才考虑气体的成分。在许多工况的烟气中多含有水分,随着烟气中水分的增加,袋式除尘器的设备阻力和风机能耗也随之变化。含尘气体中的含水量,可以通过实测来确定,也可以根据燃烧、冷却的物质平衡进行计算。烟气中有无腐蚀性气体是决定滤料、除尘器壳体材质及防腐等选择所必须考虑的因素。另外,若烟气中有有毒气体,一般都是微量的,对装置的性能没有多大影响,但在处理此类含尘烟气时,袋式

定压补水真空脱气装置(精)

定压补水真空脱气装置 定压补水真空脱气机组是石家庄宇泉环保设备有限公司采用国际先进技术研发的实现集中供热及中央空调系统定压、膨胀、补水、真空脱气四位一体的新型设备。该设备在系统中起到稳压、自动补水、膨胀自动泄水,脱除系统内游离气体及溶解气体等作用。使系统始终处于高效、环保、节能的运动状态。 设备工作原理 定压补水装置利用气压罐的可调节能力,可自动调节用户水量的变化,当用水量减少或不用水时,可较长时间不启动水泵,达到节能目的。与水塔、高位水箱相比可节省投资约40%-60%。该设备结构紧凑,与其他传统的供水装置相比减少了占地面积,节省了土地资源。本设备全自动运行,无需专人管理,工作可靠。 同时在水循环系统中:一方面存在大量气体,如果不加以脱除容易产生气阻,造成局部或整个系统的循环不畅且冷热不均,以及设备和管道的损坏;另一方面水中含有的氧气使得供热(制冷)设备、管道和钢制散热器等末端设备腐蚀,穿孔、漏水直接影响到整个系统的安全。该机组中的脱气设备根据享利定律即:在一定温度及压力下水中溶解一定数量的气体,当温度增加或压力降低时,水中溶解气体将会减少的原理;在不改变水温的情况下通过设备产生真空,将水中的游离气体和溶解气体释放出来,再通过自动排气阀排出系统。脱气后的不饱和水将吸收系统中的气体寻求气水平衡。如此循环,从而脱除系统水中所有气体,确保系统稳定安全运转。 设备特点 1、自动定压,自动补水,自动泄水,自动脱除系统内游离气体、溶解气体。 2、运行参数任意设定,适用于任何密闭定压补水场所。 3、节约能源:自动读取系统信息,只在必要时才启动设备运行。 4、脱气效率和脱氧效率 >99% 5、可大大缩短供热或冷却系统初次注水后的排气时间,极有利于系统的初次调试运行。 6、脱除系统中的气体,防止气阻,保证系统正常运行期间稳定可靠。 7、消除水泵气蚀,降低系统运行噪音。 8、由于脱除了水中的氧气,将降低系统的有氧腐蚀,延长设备使用时间。 9、由于脱除了水中的气体,换热器表面上不会附有气体气泡,提高了供热效率。 10、脱气机工作时间和周期可根据需要调节。 11、单台适用系统容量最大可达150m3;可多台并联使用。 12、占地面积小,安装使用方便,全自动运行,安全可靠,易于维修保养。 设备功能

无人机着舰流场的数值模拟研究

2019年2月 第37卷第1期 西北工业大学学报 JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversity Feb.Vol.372019 No.1 ://doi.org/10.1051/jnwpu/20193710186 收稿日期:2018?01?11 基金项目:陕西省重点研发项目(2018ZDCXL?GY?03?04)资助 作者简介:李旭(1993 ),西北工业大学博士研究生,主要从事飞行器设计研究三 无人机着舰流场的数值模拟研究 李旭1,祝小平2,周洲1,2,许晓平1,2 (1.西北工业大学航空学院,陕西西安一710072;2.西北工业大学无人机特种技术重点实验室,陕西西安一710065) 摘一要:针对航母尾迹对舰载机着舰过程气动特性的影响,采用嵌套网格的方法,对无人机在不同风向下的着舰过程进行了数值模拟三首先,对不同网格划分,定常和非定常计算进行了比较,发现有无附面层对航母流场结果影响不大,下滑线上定常计算的结果和非定常时均的结果类似三然后,对0?和?15?风向下的航母流场进行了分析,表明航母尾迹随风向的变化而变化三接着,对单独无人机降落的 过程进行了模拟,验证了所建立的嵌套网格的可靠性三最后,对耦合航母情况下无人机的着舰进行了仿真,结果表明降落过程中飞机一直处于低动压的状态,升力和俯仰力矩变化明显,不同风向下着舰气动特性的变化也存在差异三研究结果为以后舰载机安全着舰的评估和控制提供了参考三关一键一词:舰船尾迹;无人机;着舰飞行;数值模拟;嵌套网格;非定常气动力中图分类号:V211一一一文献标志码:A一一一文章编号:1000?2758(2019)01?0186?09一一航母是一个国家海军力量的重要体现,实现舰载机在航母上的安全起降才能最大程度地发挥航母的作用三航母的甲板上存在着高大的塔形舰岛,其后会形成大的分离区,左右舷也存在着卷起的分离涡[1?2];在航母尾部,下沉的气流形成 公鸡尾流 [3]三同时,在实际航行中,航母还存在自身的六自由度运动,这就使得航母的尾迹变得更加复杂,对舰载机的安全着舰造成较大影响[4?5]三因此,开展舰载机和航母耦合流场的研究具有十分重要的意义三 由于孤立舰船流场相对简单,因此国内外学者对单独舰船进行了大量的数值研究三Susan等[6?7]计算了一系列不同的甲板风,研究了舰船流场的马赫数无关性,雷诺数无关性;Anupam等[8]利用PUMA求解器计算了LPD17舰船在0?和30?风向下的气流场,比较了定常与非定常结果,研究了涡的脱落特性;洪伟宏等[9]采用CFX对比了不同上层建筑形式及布局对LHA舰船空气流场的影响;郜冶等[10?12]利用Fluent的k?ε模型计算了SFS2简单护卫舰和美国CVN舰船在不同风向角时的非定常气流场,分析了舰载机降落航线上的速度分布,且结果与实验符合较好三 虽然孤立舰船流场的研究取得了不少成果,但由于未考虑飞机与舰船之间的相互作用,因此其流场结果还难以直接为舰载机的着舰提供指导三随着CFD技术的发展,机/舰耦合流场的研究逐渐兴起三顾璇[14]利用非结构动网格,计算了某飞机在靠近二经过二远离平台过程中的气动特性参数,但所用的平台只是一个简单的长方体而非真实航母模型,且由于采用动网格,飞机运动过程中网格的质量难以保证;程捷[15]利用滑移网格技术,对旋翼/舰船之间的相互干扰进行了分析,但计算只涉及到旋翼的悬停且未考虑风向对旋翼气动特性的影响三此外,还有一些学者对旋翼的等效及与舰船耦合的模拟进行了研究[16?18],但对于固定翼飞机在航母流场中的数值模拟却并不多见,导致对其着舰过程中气动特性的变化缺乏深入的认识三这主要是因为固定翼飞机特殊的着舰方式以及与航母较大的尺寸差异,耦合流场计算时往往需要较多的网格,使得计算成本较大三 嵌套网格技术适用于刚体大范围的运动,由于不涉及网格的变形,网格质量可以得到保证,同时由于各个部分网格可以独立划分有助于减少网格量,具有较高的计算效率三因此,本文将采用嵌套网格的方法开展固定翼飞机耦合航母流场的模拟三研究 万方数据

(完整版)电力系统稳态分析考试试卷及解析

电力系统稳态分析 一、单项选择题(本大题共10分,共 10 小题,每小题 1 分) 1. 双绕组变压器的变比为110±8×1.25%/11,+4档分接头对应的变比为()。 A. 114.5/11 B. 115.5/11 C. 116.5/11 D. 117.5/11 2. 电力网络的无备用接线不包括()。 A. 单回路放射式 B. 单回路干线式 C. 单回路链式网络 D. 两端供电网络 3. 下列说法不正确的是()。 A. 中性点经消弧线圈接地时,有过补偿和欠补偿之分。 B. 欠补偿是指消弧线圈中的感性电流小于容性电流时的补偿方式。 C. 过补偿是指消弧线圈中的感性电流大于容性电流时的补偿方式。 D. 在实践中,一般采用欠补偿的补偿方式。 4. 频率的二次调整是由()。 A. 发电机组的调速器完成的 B. 发电机组的调频器完成的 C. 调相机的励磁调节器完成的 D. 静止无功补偿器完成的 5. 双绕组变压器的电阻()。 A. 可由空载损耗计算 B. 可由短路电压百分值计算 C. 可由短路损耗计算 D. 可由空载电流百分值计算 6. 隐极式发电机组运行极限的原动机功率约束取决于()。 A. 原动机的额定视在功率 B. 原动机的额定有功功率 C. 原动机的额定无功功率 D. 原动机的最大机械功率 7. 电力系统电压波动产生的原因有()。 A. 由幅度很小,周期很短的偶然性负荷变动引起 B. 由冲击性或者间歇性负荷引起 C. 由生产和生活的负荷变化引起 D. 由气象变化引起 中一不变的值的中枢点8. 在任何负荷下都保持中枢点电压为(102%~105%)U N 电压调整方式是()。 A. 逆调压 B. 顺调压 C. 常调压 D. 故障时的调压要求

袋式除尘器的选型计算喷吹口-

袋式除尘器选型计算 一、 处理气体量的计算 Q c s a s c a t =273m t a Q Q P ??3(273+)101.325(1+K ) Q :生产过程中产生的气体量 N /h :除尘器内气体的温度 ℃ P :环境大气压 KP K :除尘器前漏风系数 注:缺乏必要的数据时,可根据生产工艺过程产生的气体量,再加集气罩混进的空气量(约20%~40%)计算。 二、 过滤风速的选取 V 反吹风袋式除尘器的过滤风速在~min 之间,脉冲袋式除尘器的过滤风速在~min 之间,玻璃纤维袋式除尘器的过滤风速在~min 。 袋式除尘器过滤风速 (m/min ) 实际选型中根据经验、粉尘性质、滤料型号进行选择。

计算方法二: n 12345n 12345=V V C C C C C V C C C C C :标准气布比:清灰方式系数 :气体初始含尘浓度的系数:过滤的粉尘粒径分布影响的系数:气体温度系数:气体净化质量要求系数 V n :黑色和有色金属升华物质、活性炭取(m 2·min);焦炭、挥发性渣、金属细粉、金属氧化物等取(m 2·min);铝氧粉、水泥、煤炭、石灰、矿石灰等取(m 2·min)。 C 1:脉冲清灰(织造布)取;脉冲清灰(无纺布)取;反吹加振打清灰取~;反吹风取~。 C 2:如图曲线可以查找 C 3:如表所列 C 4:如表所示 C 5:净化后含尘浓度>30mg/m 3,取;<10mg/m 3取。 三、 过滤面积计算 1、有效过滤面积 160Q S V = 2、总过滤面积 12S S S =+ S 2:滤袋清灰部分的过滤面积 四、 单条滤袋面积(圆形) 34=S DL DL S ππ=- S4:滤袋未能起过滤作用的面积,一般占滤袋面积的5%~10%。 五、 滤袋数量 3 n= S S

真空脱气装置

真空脱气机 北京柯林沃 一、产品简介 供暖及制冷水循环系统中不可避免地会存有一些空气,其来源为系统补水和管网泄漏。水中存在的空气会对供暖及制冷水循环系统带来很多不利影响,积聚的气体会形成气阻、降低系统传热效率、腐蚀系统设备,造成系统产生噪音和气蚀,导致系统循环不畅,设备及管网的使用寿命降低,直接影响整个系统运行的安全。而柯林沃系列真空脱气机是脱气领域的佼佼者,他可彻底解决供暖及制冷水循环系统中空气问题给用户带来的烦恼。 二、应用领域 广泛应用于宾馆、医院、公益场馆、写字楼等的供暖、供冷系统中和工厂的液体工艺加热、制冷的循环密闭系统中。 二、工作原理 柯林沃系列真空脱气机的脱气原理是基于亨利定律的工作原理,利用气体在水中溶解度与水温和压力相关,在一定温度下, 气体在水中的溶解度成压力正比。在一定的压力下,水温降低,气体溶解度增加,水温升高,气体溶解度降低。 柯林沃系列真空脱气机是通过产生真空,将水中的游离气体和溶解气体释放出来,再通过自动排气阀排出系统,脱气后的水再注入系统。这些低含气量的水是不饱和水,对气体具有高度的吸收性,它将吸收系统中的气体从而达到气水平衡。真空脱气机每 20~30 秒重复一次这样的循环。如此循环往复,将系统中的所有气体脱除 三、功能 1、析除气体——析除系统内的游离性气体和溶解性气体。 2、自动补水——能够自动对系统进行补水。 四、特点 1、可大大缩短供热或冷却系统初次注水后的排气时间,极有利于系统的初次调试运行。 2、脱除系统中的气体,防止气阻,保证系统正常运行期间稳定可靠。 3、消除水泵气蚀,降低系统运行噪音。 4、脱除了水中的氧气,降低系统的有氧腐蚀,延长设备使用寿命。 5、脱除了水中的气体,换热器表面上不会附有气体气泡,提高了供热效率。

基于FLUENT的液体分布器内部流场分析

计算流体动力学(CFD )是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型独立学科。CFD 应用计算流体力学理论与方法,利用具有超强数值运算能力的计算机,编制计算机运行程序,数值求解满足不同种类流体的运动和传热传质规律的三大守恒定律,及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组,得到确定边界条件下的数值解。它兼有理论性和实践性的双重特点,为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。 CFD 的运用改变了传统的设计过程,由于CFD 软件可以相对准确地给出流体流动的细节,可以较准确预测产品的整体性能,并从对流体的分析中发现产品或工程设计中的问题,减少未预料到的负面影响,使得产品设计或优化对实验的依赖性大为减少,能够显著缩短设计周期,降低费用。1FLUENT 软件介绍 FLUENT 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包,在美国的市场占有率为60%,只要涉及流体、热传递及化学反应等的工程问题,都可以应用FLUENT 来进行结算。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。 FLUENT 软件设计基于CFD 软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动和物理现象,采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而可以高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想,FLUENT 开发了适用于各个领域的流动模拟软件,用于模拟流动、传热传质、化学反应和其他复杂的物理现象,各模拟软件都采用了同意的网格生成技术和共同的图形界面,大大方便了用户。 FLUENT 的软件包由以下几个部分组成。 (1)前处理器:Gambit 用于网格的生成,它是具有超强组合建构模型能力的专用CFD 前置处理器。另外,TGrid 和Filters(Translators)是独立于FLUENT 的前处理器,其中,Tgrid 用于从现有的边界网格生成体网格,Filters 用于转换 由其他软件生成的网格从而用于FLUENT 计算。 (2)求解器:它是流体计算的核心,根据专业领域的不同,求解器主要包括FLUENT4.5(基于结构化网格)、FLUENT6.2.16(基于非结构化网格)、Fidap (基于有限元方法,并主要用于流固耦合)、 Polyflow (针对粘弹性流动)、M ixsim (针对搅拌混合问题)、Icepak (热控分析)六种类型。 (3)后处理器:FLUENT 求解器本身就附带有比较强大的后处理功能。另外,Tecplot 也是一款比较专业的后处理器,可以把一些数据可视化,这对于数据处理要求较高的用户是一个理想的选择。2液体分布器内部流场分析 液体喷淋装置是塔设备的重要部件,其作用的为了能有效地分布液体,提高调料表面的有效利用率。当液体喷淋装置设计不合理时,将导致液体分布不均,减少填料湿润面积,增加液体沟流和壁流现象,直接影响填料的处理能力。选择液体喷淋装置的原则是能使液体均匀地分散开,使整个塔截面的填料表面很好地湿润,结构简单,制造和检修方便。 常见的液体喷淋装置主要有管式、莲蓬头式、盘式和冲击式。本文主要对冲击式喷淋器进行流场分析。 冲击式喷淋器的结构简图(图1),其优点是喷洒半径打,液体流量大,结构简单。 (1)建立模型以某石化公司的在役塔设备的喷淋器为例,经过简化,可以建立简化模型图(图2) 经过简化等步骤后进行网格划分和设置,得到网格划分图(图3) 基于FLUENT 的液体分布器内部流场分析 段文广 (西安石油大学机械工程学院.,西安710065) 摘要:介绍了FLUENT 软件的主要特点及其在液体分布器领域的应用情况,以某液体分布器为例,用该 软件进行数值模拟,分析其内部流场变化情况,为液体分布器的设计和改进提供理论依据。 关键词:FLUENT 液体分布器 流场 图1冲击式喷淋器结构简图 喷嘴 筋 分布板 设计与研究 17

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