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DSMC-LES方法数值模拟鼓泡流化床内气泡和颗粒流动行为

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高校化学工程学报 2006年第2期20卷 180-185页

作者：刘欢鹏刘玉成李巍哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 大庆石油管理局电力集团电调中心黑龙江大庆163000

基于稠密气体分子动力学和气固两相流体动力学，建立流化床稠密气固两相离散颗粒运动-碰撞解耦模型，采用直接模拟蒙特卡罗方法（DSMC）模拟颗粒间的碰撞，采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟（LES）研究气相湍流，单颗... 详细信息

基于稠密气体分子动力学和气固两相流体动力学，建立流化床稠密气固两相离散颗粒运动-碰撞解耦模型，采用直接模拟蒙特卡罗方法（DSMC）模拟颗粒间的碰撞，采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟（LES）研究气相湍流，单颗粒运动满足牛顿第二定律，颗粒相和气相相间作用的双向耦合由牛顿第三定律确定。数值模拟流化床中颗粒流动以及气泡的生成、长大和破碎过程，获得颗粒轴向和径向速度的概率密度分布，及颗粒浓度分布。计算结果表明床内气泡的形成造成床内颗粒的循环，使得流化床内颗粒具有不同的轴向和径向脉动速度，颗粒分速度分布近似服从高斯分布。颗粒温度随颗粒浓度增加，达到最大值后，随颗粒浓度增大而下降。流化床颗粒浓度脉动主要是低频部分，高频分量较低，表明在流化床内颗粒浓度脉动频率低，能量高，颗粒浓度脉动主频率为0．04～1．0Hz，其值与Pain et al．获得的颗粒浓度脉动主频率基本吻合。

关键词： DSMC方法大涡模拟离散颗粒运动-碰撞解耦模型颗粒温度

“燃煤电厂深度调峰技术”专题客座主编致读者

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洁净煤技术 2023年第6期 3-4页

作者：杨海瑞杨冬刘欢鹏清华大学能源与动力工程系西安交通大学能源与动力学院西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室哈尔滨工业大学能源科学与工程学院燃煤污染物减排国家工程实验室

在我国“双碳”宏伟目标的指引下,近年来,以风电、光伏发电为代表的能源发展成果显著,装机规模高速增长。截至2023年第一季度末,我国风电和光伏发电装机容量分别达到3.76亿和4.25亿kW,发电容量占比也从十年前的5.5%和不足1%跃升至如今的...

在我国“双碳”宏伟目标的指引下,近年来,以风电、光伏发电为代表的能源发展成果显著,装机规模高速增长。截至2023年第一季度末,我国风电和光伏发电装机容量分别达到3.76亿和4.25亿kW,发电容量占比也从十年前的5.5%和不足1%跃升至如今的14.4%和16.2%。与此同时,随着新能源机组在电力系统中的占比不断提高,其出力的间歇性、波动性和不可预测性,导致电网安全稳定运行和电能质量保障所面临的挑战更加严峻。基于此,为实现源荷间的动态平衡,确保电网平稳运行,同时降低弃风弃光率、促进新能源消纳,国家发展改革委和国家能源局早在2016年印发的《电力发展“十三五”规划(2016—2020年)》中就强调应“增强调峰能力建设,

关键词：

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准东煤热解动力学单一扫描速率法应用局限性

哈尔滨工业大学学报 2016年第7期48卷 58-66页

作者：赵岩刘栗邱朋华谢兴孙绍增刘欢鹏陈力哲哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

为提高单一扫描速率法在煤热解领域的实际应用有效性,以3种不同升温速率下准东原煤样品的热解失重数据为研究对象,应用单一扫描速率法进行动力学计算,分析分段观点和失水脱气阶段失重对计算结果的影响,探讨能否得到准确且唯一的动力学3... 详细信息

为提高单一扫描速率法在煤热解领域的实际应用有效性,以3种不同升温速率下准东原煤样品的热解失重数据为研究对象,应用单一扫描速率法进行动力学计算,分析分段观点和失水脱气阶段失重对计算结果的影响,探讨能否得到准确且唯一的动力学3因子以及动力学3因子是否具有明确的理论意义等几个问题.结果表明:在分段方面的不同观点对高匹配度模式函数的类别及Arrhenius参数均具有显著影响,连续转化率观点下得到的表观活化能E明显低于独立转化率观点下的;当采用连续转化率观点时,排除失水脱气阶段的失重不仅影响其他阶段的区间划分,还将使E值降低;结合积分和微分法,在3个不同升温速率下分别匹配这两种方法,也不能获得准确且唯一的动力学3因子,因此动力学3因子的理论意义是有限的;失重数据的预处理方法和模式函数的选择,对于动力学参数的评价和交流是十分必要的,以动力学3因子解释热解机理时要十分谨慎.

关键词：准东煤热解动力学单一扫描速率法表观活化能

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流化床内超细颗粒的流动

工程热物理学报 2003年第3期24卷 534-536页

作者：陆慧林刘文铁刘欢鹏刘鹏哈尔滨工业大学动力工程系黑龙江哈尔滨150001

基于气体分子运动论和颗粒动理学,建立超细颗粒气固两相湍流流动模型,模型考虑了气相与颗粒聚团之间以及颗粒聚团之间的动量和能量的传递和耗散。建立超细颗粒固相粘性系数、超细颗粒压力等物性参数计算模型。超细颗粒的聚团改变了单颗... 详细信息

基于气体分子运动论和颗粒动理学,建立超细颗粒气固两相湍流流动模型,模型考虑了气相与颗粒聚团之间以及颗粒聚团之间的动量和能量的传递和耗散。建立超细颗粒固相粘性系数、超细颗粒压力等物性参数计算模型。超细颗粒的聚团改变了单颗粒碰撞动力学以及颗粒相压力、粘性系数等输运特性。模型模拟计算颗粒聚团直径分布与Zhaolin等[1]实测值相吻合。

关键词：超细颗粒气固两相流颗粒动理学聚团流动

DSMC-LES方法研究循环流化床内颗粒团聚物的流动特性

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化工学报 2005年第7期56卷 1197-1205页

作者：刘欢鹏王淑彦陆慧林刘文铁沈志恒哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用直接模拟MonteCarlo方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞,采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟(LES)研究气相湍流.单颗粒运动满足牛顿第二定律,颗粒相和气相相间作用的双向耦合由牛顿第三定律确定.数值模拟垂直管内气固两相... 详细信息

采用直接模拟MonteCarlo方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞,采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟(LES)研究气相湍流.单颗粒运动满足牛顿第二定律,颗粒相和气相相间作用的双向耦合由牛顿第三定律确定.数值模拟垂直管内气固两相上升流动,对管内气相速度和颗粒相速度、浓度以及聚团流动进行分析.研究平均单个颗粒团聚物的存在时间、颗粒团聚物的时间份额和颗粒团聚物的生成频率分布特性,模拟结果与文献的实验结果基本吻合.

关键词： DSMC方法大涡模拟颗粒团聚物

循环流化床锅炉负荷快速调节技术现状及发展趋势

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洁净煤技术 2023年第6期29卷 11-23页

作者：胡仙楠邓博宇刘欢鹏杨冬杨海瑞清华大学能源与动力工程系北京100084 哈尔滨工业大学低碳热力发电技术与装备全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

在碳达峰、碳中和目标背景下,我国正加快构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,目前煤电正是消纳可再生能源大规模并网的最经济调节电源。循环流化床锅炉机组因自身天然优势在煤电深度灵活调峰中担任重要角色,但其独特的结构和运行方... 详细信息

在碳达峰、碳中和目标背景下,我国正加快构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,目前煤电正是消纳可再生能源大规模并网的最经济调节电源。循环流化床锅炉机组因自身天然优势在煤电深度灵活调峰中担任重要角色,但其独特的结构和运行方式导致变负荷速率偏低,消纳高比例新能源并网的能力亟待提高。分析了制约循环流化床锅炉变负荷速率的影响因素,包括气固两相流动的惯性、炉侧水侧传热的惯性、固体颗粒燃烧的惯性、水动力安全性、机炉动态匹配问题等,并解释了产生惯性的物理机制。归纳了提高循环流化床机组快速变负荷能力的关键技术,通过加快流动参数、提高传热系数、减小炉侧热容、增强炉侧水侧间的传热、强化燃烧反应、优化控制策略等方法,考虑工业尺寸锅炉的可行性,提出了一套综合优化技术方案,即“智能吞吐”系统的设想。在1台135 MW循环流化床锅炉上进行验证,结果表明,锅炉平均变负荷变化率可提升16%,最大负荷变化率短时间内可持续达到4%/min左右。在此基础上,对宽负荷灵活运行的循环流化床锅炉机组的设计思路进行展望,用数据驱动热力系统动态模型,融合创新技术的热力系统多时空匹配运行技术,构建“三自一体”的先进协同控制系统,并参考成熟的煤粉炉蓄能利用技术,为将来实际工业应用提供理论指导。

关键词：循环流化床锅炉快速变负荷流动惯性传热惯性燃烧惯性

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循环流化床内颗粒团流动的研究

工程热物理学报 2004年第1期25卷 91-93页

作者：陆慧林刘阳刘文铁刘欢鹏哈尔滨工业大学动力工程系黑龙江哈尔滨150001

循环流化床颗粒相流动具有多尺度效应:单颗粒运动的微尺度、颗粒团运动的介尺度和固相运动的宏尺度。颗粒相流动参数受单颗粒运动和颗粒聚团运动的制约,同时影响气相流动。基于气体分子运动论和颗粒动理学,建立相平均稠密气固两相流流... 详细信息

循环流化床颗粒相流动具有多尺度效应:单颗粒运动的微尺度、颗粒团运动的介尺度和固相运动的宏尺度。颗粒相流动参数受单颗粒运动和颗粒聚团运动的制约,同时影响气相流动。基于气体分子运动论和颗粒动理学,建立相平均稠密气固两相流流动模型。介尺度模型考虑颗粒团与单颗粒之间、颗粒团与气相之间的动量和能量的传递和耗散。模拟计算颗粒容积份额、速度等参数与实测值相吻合。

关键词：颗粒团聚物流动介尺度模型介尺度雷诺应力颗粒动理学

LES-DSMC方法研究超细颗粒气固两相流动过程

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工程热物理学报 2006年第5期27卷 805-807页

作者：赵云华刘文铁沈志恒刘欢鹏陆慧林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟(LES)研究气相湍流,采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞。单颗粒运动满足牛顿第二定律,颗粒相和气相相间作用的双向耦合由牛顿第三定律确定,考虑超细颗粒间的van der Wa... 详细信息

采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟(LES)研究气相湍流,采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞。单颗粒运动满足牛顿第二定律,颗粒相和气相相间作用的双向耦合由牛顿第三定律确定,考虑超细颗粒间的van der Waals作用力。数值模拟垂直管内超细颗粒气固两相流动,对颗粒相速度、浓度以及团聚物流动过程进行分析。

关键词： DSMC方法大涡模拟超细颗粒

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陆基圆池循环水养殖禾花鱼技术研究与推广

河南水产 2023年第6期 15-17页

作者：刘欢鹏贺州市平桂区农业农村局广西贺州542800

为解决养殖规模缩减而导致的水产品单产降低、传统池塘养殖效益低、可持续发展难等问题,开发推广陆基圆池循环水养殖模式。本文介绍了当地已完成的陆基圆池循环水养殖项目,建设600个直径8m陆基圆池投入使用,尾水处理系统采用“三池两坝... 详细信息

为解决养殖规模缩减而导致的水产品单产降低、传统池塘养殖效益低、可持续发展难等问题,开发推广陆基圆池循环水养殖模式。本文介绍了当地已完成的陆基圆池循环水养殖项目,建设600个直径8m陆基圆池投入使用,尾水处理系统采用“三池两坝”,实现全封闭循环水养殖模式。围绕陆基圆池循环水养殖禾花鱼应用实践,为陆基池循环水养殖技术的推广提供借鉴。

关键词：禾花鱼陆基圆池循环水养殖应用推广