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逆向气流对规整填料表面液膜流体动力学特性的影响

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化工学报 2013年第9期64卷 3130-3138页

作者：李相鹏郑水华浙江工业大学化工机械设计研究所浙江杭州310032

为研究气相流量对规整填料内气液两相逆流流动情况下流场结构及界面行为的影响,建立了基于分离涡模拟(DES)方法与VOF模型相结合的CFD分析模型,VOF控制方程离散采用显示差分格式,体积分数离散采用界面重构方法。计算域整体采用结构化曲... 详细信息

为研究气相流量对规整填料内气液两相逆流流动情况下流场结构及界面行为的影响,建立了基于分离涡模拟(DES)方法与VOF模型相结合的CFD分析模型,VOF控制方程离散采用显示差分格式,体积分数离散采用界面重构方法。计算域整体采用结构化曲线网格(贴体网格)划分,并对局部进行了细化。结果表明,气相F因子较小时(F≤1.354Pa0.5),液膜自由表面及其纵向速度分量(vy)均呈周期性规律分布,波动幅度基本一致,而vy均为负值。F=3.386Pa0.5时,液膜自由表面波动出现紊乱,幅值差异明显增大,而界面液膜vy值仍基本呈周期性规律分布,在液相波峰下沿出现vy>0的情况。F=5.418Pa0.5时,出现液相返混,气相和液相内均出现大小不等的回流区并随液相返混过程发展演化,同时局部液膜出现整体向上流动特征。F≥6.772Pa0.5后,填料下部出现干板区,底部出口不再有液相流出。随气相F因子增大,持液量和有效界面传质面积均先增后减。

关键词：逆流气液两相流规整填料分离涡模拟流体动力学特性 F因子

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超音速吹灰及其引起的锅炉管束磨损模拟分析

中南大学学报（自然科学版） 2013年第8期44卷 3179-3185页

作者：李相鹏汪蓉梅蓝立伟浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

采用数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究喷口与管排相对位置的影响。并采用文献试验结果对数值模型进行验证。模拟结果表明:在研究吹灰压力条件下,喷口气流马赫数达到1... 详细信息

采用数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究喷口与管排相对位置的影响。并采用文献试验结果对数值模型进行验证。模拟结果表明:在研究吹灰压力条件下,喷口气流马赫数达到1.6,接近管排处,最大射流速度达到283.91 m/s以上。颗粒的平均碰撞速度和平均碰撞角度随喷口轴线与管排距离的减小而增大。颗粒碰撞频率在射流与管排相切(c位置)吹扫时最大。相切吹扫时造成管排的磨损速率也最大,最大值比其余4个位置吹扫时大2.74倍以上,当喷口轴线与管排不相交(d和e位置)吹扫时,磨损速率明显减小。

关键词：吹灰磨损气固两相流超音速射流

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涡结构对小颗粒在圆管背风面碰撞分布的影响

浙江大学学报（工学版） 2006年第4期40卷 605-609页

作者：李相鹏周昊岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

针对锅炉管背风面飞灰沉积过程,采用数值模拟的方法进行了研究.对绕柱气相湍流的模拟采用了较新的分离涡模拟方法（detached eddy simulation, DES）,通过对粒径为1～10 μm的颗粒在圆管背风面碰撞分布规律的计算发现背风面近壁区存在... 详细信息

针对锅炉管背风面飞灰沉积过程,采用数值模拟的方法进行了研究.对绕柱气相湍流的模拟采用了较新的分离涡模拟方法（detached eddy simulation, DES）,通过对粒径为1～10 μm的颗粒在圆管背风面碰撞分布规律的计算发现背风面近壁区存在的主涡、二次涡和分离点附近小涡对颗粒在背风面的碰撞均有一定的影响.当速度较小时,随着粒径的增大,颗粒在背风面碰撞的质量逐渐增加,大颗粒在主涡和二次涡作用下均有较大的碰撞质量流量,而且二次涡的作用明显强于主涡;速度增加后,由背风面3种涡结构引起的颗粒碰撞量均有不同程度的减少,此时主涡的作用较强,而且二次涡引起的大颗粒碰撞量有明显减少.通过与实验测试结果进行对比检验,证明了数值模拟结果的准确性.

关键词：分离涡模拟方法(DES) 颗粒涡结构碰撞分布

超音速吹灰压力与偏转角对锅炉管束磨损的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第3期45卷 748-754页

作者：李相鹏张超蓝立伟浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

采用CFD数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究吹灰器喷口轴线与管排壁面相切时吹灰压力及喷管偏转角度的影响。采用文献试验结果对CFD模型进行验证。结果表明:当压力从0.6... 详细信息

采用CFD数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究吹灰器喷口轴线与管排壁面相切时吹灰压力及喷管偏转角度的影响。采用文献试验结果对CFD模型进行验证。结果表明:当压力从0.6 MPa增至1.6 MPa时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有不同程度增大,管壁最大磨损率增大1.88倍。而当吹灰角度从0°增至60°时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有所减小,锅炉管壁面的最大磨损率减小近57倍,磨损范围变大。

关键词：数值模拟磨损速率气固两相流超音速射流吹灰

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硕士研究生入学考试数学精读

催化剂颗粒在弯道与渐扩管组合管系内的运动分布特征

2002年

作者：李相鹏等编

本书是硕士研究生入学考试用书。主要内容有高等数学；线性代数；概率论与数理统计。全书分三篇26章。

ISBN: (纸本)7810534939

本书是硕士研究生入学考试用书。主要内容有高等数学；线性代数；概率论与数理统计。全书分三篇26章。

关键词：高等数学学科:研究生学科:入学考试

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汇雅图书（南通市图书馆）

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第12期43卷 4722-4728页

作者：李相鹏洪滔高增梁浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

采用数值模拟方法对弯道与渐扩管相连的管道内气固两相流运动分布特性进行研究。主要分析弯道和渐扩段气相流场分布特征及气相回流卷吸作用下颗粒运动分布特性,研究沿出口水平管段二次流结构发展变化及其对颗粒分布及沉降的影响。针对... 详细信息

采用数值模拟方法对弯道与渐扩管相连的管道内气固两相流运动分布特性进行研究。主要分析弯道和渐扩段气相流场分布特征及气相回流卷吸作用下颗粒运动分布特性,研究沿出口水平管段二次流结构发展变化及其对颗粒分布及沉降的影响。针对不同入口速度下,水平管内气流速度、截面平均二次流速度和颗粒质量浓度分布规律进行研究分析。研究结果表明:沿弯道后的水平管道,二次流速度很快下降;二次流对颗粒的卷吸搬运作用,降低颗粒在管道截面的局部聚集浓度;当入口气流速度为4 m/s或更小时,水平管内上升二次流速度较小,颗粒沉降现象明显;当速度增大到6 m/s,水平管截面颗粒质量浓度分布较均匀。

关键词：催化剂颗粒气固两相流弯道渐扩管数值模拟

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规整填料表面液膜流动特性的数值模拟

化工学报 2013年第6期64卷 1925-1933页

作者：李相鹏陈冰冰高增梁浙江工业大学化工机械设计研究所浙江杭州310032

精馏过程气液两相流运动分布特征对分离效率具有重要影响。为研究规整填料表面液膜流体动力学特性建立了基于VOF方法的CFD分析模型,并基于文献试验结果进行了验证。对液膜随时间和空间的演化分布特征、速度场分布和液相流量影响进行了... 详细信息

精馏过程气液两相流运动分布特征对分离效率具有重要影响。为研究规整填料表面液膜流体动力学特性建立了基于VOF方法的CFD分析模型,并基于文献试验结果进行了验证。对液膜随时间和空间的演化分布特征、速度场分布和液相流量影响进行了模拟分析。液膜在波纹顶部下沿聚集形成凸起状波峰,在波纹底部波峰消失,而到达下节波纹上沿时,波峰重新形成;瞬态液膜厚度随时间波动,且沿填料表面液膜平均厚度先减小后保持稳定;发现液相聚集及形成液滴坠落容易导致出现干板区。不同位置液膜速度分布存在明显差异,沿填料表面液膜平均速度先增后减或保持稳定;液膜绕过波纹顶部时会加速,在波纹底部和上沿处会减速。液相流量增大,液膜平均厚度和速度均有所增大。

关键词：规整填料气液两相流数值模拟液膜

基于分段传热计算的轧钢加热炉热经济性分析方法研究

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基于分段传热计算的轧钢加热炉热经济性分析方法研究

作者：李相鹏辽宁科技大学

学位级别：硕士

自“双碳”目标提出以来,国家大力推动节能工作开展。“十四五”节能减排综合工作方案指出,组织实施节能减排重点工程,进一步健全节能减排政策机制,推动能源利用效率大幅提高,为实现碳达峰、碳中和目标奠定坚实基础。钢铁行业的节能减... 详细信息

自“双碳”目标提出以来,国家大力推动节能工作开展。“十四五”节能减排综合工作方案指出,组织实施节能减排重点工程,进一步健全节能减排政策机制,推动能源利用效率大幅提高,为实现碳达峰、碳中和目标奠定坚实基础。钢铁行业的节能减排工作将是未来国家节能减排工作的重中之重,而轧钢工序的节能工作开展也是其中不可缺少的一环。因此对轧钢加热炉进行热经济性分析方法研究,挖掘其节能降耗潜力,对于助力“双碳”目标的实现具有重要的意义。本文首先对轧钢加热炉能效分析方法进行研究,基于热力学第一定律和热力学第二定律,构建加热炉热平衡分析模型与(火用)平衡分析模型,计算加热炉能量利用过程中产生的各项热损失与不可逆(火用)损失,分析加热炉能效主要影响因素。基于加热炉现场运行测试数据,结合热平衡、(火用)平衡模型,构建平衡表,绘制能流图与(火用)流图,明确加热炉热流与(火用)流的输入项与支出项,计算得到加热炉热效率为53.05%,(火用)效率为41.77%,其中最大热损失项为排烟热损失,占比29.4%,最大(火用)损失项为传热过程不可逆(火用)损失,占比25.15%。为了进一步明确加热炉内部传热机理,寻找加热炉能效提升的优化操作方案,本文从现场测试数据出发,按照加热炉实际物理段将模型分为四段,独立进行各段的热交换计算与热平衡计算,按照逆流式加热工艺,耦合各段的计算模型,构建加热炉分段传热模型,基于现场测试数据对模型进行验证,热效率误差率为1.64%,钢坯热负荷误差率为1.29%,煤气流量误差率为2.48%,满足模型的误差精度要求。基于加热炉分段传热模型,探究了预热煤气、空气温度,各段过量空气系数对加热炉热效率以及各段煤气消耗量的影响过程,在模型内钢坯总热负荷不变的情况下,探究了各段钢坯热负荷分配方案对加热炉能效的影响,通过适当提高第二加热段的钢坯热负荷,可以达到提高加热炉热效率,降低煤气消耗的目的。

关键词：热平衡 (火用)平衡分段传热影响因素分析

600MW机组锅炉管排偏斜引起的磨损模拟分析

同方学位论文库评论

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中南大学学报（自然科学版） 2012年第1期43卷 159-164页

作者：李相鹏蓝立伟高增梁浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

以商用软件Fluent为平台,运用用户自定义函数(UDF)模拟分析600 MW机组锅炉低温再热器管排发生偏斜对气固两相流场分布、飞灰运动轨迹、碰撞速度等的影响,进一步研究飞灰碰撞造成的管束磨损分布。研究结果表明:当管排偏斜角从1.6°增加到... 详细信息

以商用软件Fluent为平台,运用用户自定义函数(UDF)模拟分析600 MW机组锅炉低温再热器管排发生偏斜对气固两相流场分布、飞灰运动轨迹、碰撞速度等的影响,进一步研究飞灰碰撞造成的管束磨损分布。研究结果表明:当管排偏斜角从1.6°增加到6.5°,管排通道内最大气流速度由16 m/s增至20 m/s,最大飞灰质量浓度由5.8 g/m3增至6.8 g/m3。同时颗粒平均碰撞速度增大,较多颗粒平均碰撞角集中于最大磨损发生角附近,造成偏斜管束年磨损量有较大增加。

关键词：管排偏斜磨损气固两相流