一、关于轴向扩散模型及边界条件（论文文献综述）
葛琎[1]（2021）在《气流床气化炉水冷壁表面液态渣膜的形成、流动、换热数值模拟与试验研究》文中指出我国“富煤贫油少气”的资源禀赋决定了煤炭作为化石能源在我国能源消费中的主要地位。随着“碳达峰”和“碳中和”要求的提出,煤炭清洁、高效、低碳利用将是未来相当长一段时间能源领域的艰巨任务。干煤粉气流床气化技术是一种清洁高效的煤炭转化技术,在我国极具市场前景。干煤粉气流床气化由于操作温度高多采用液态排渣技术,壁面渣膜的控制是气化炉设计和安全运行的关键。基于此,本文采用数值模拟和试验研究相结合的手段对干煤粉气化炉内壁面飞灰沉积过程和水冷壁表面液态渣膜流动、传热特性进行了深入研究。首先,本文采用了自行搭建的液滴流动观测试验系统对对渣滴流动过程进行直接观测和定量描述。对比研究了常温下硅油液滴、高温熔融纯K2Si4O9液滴在氧化铝制倾斜平板上的流动特性,并考察了温度、粘度、平面倾斜角度等参数对液滴流动的影响。建立了用于描述液滴在倾斜平板上运动的简化模型,得到了基于液滴最大高度、平面倾斜角度、粘度、接触线阻力、重力等参数的渣滴流动速度预测公式。结果显示,液滴流速实测值与粘度实测值之间呈现明显反比关系,二者对数关系的拟合斜率接近-1,与理论值相符。当不考虑接触线阻力时,本文模型的预测值显着高于实测值。模型包含接触线移动阻力后,速度预测值下降,更接近实测值,证明了滴接触线阻力是除粘度以外影响熔渣液滴流动的重要因素。其次,针对以往研究中渣层模拟和炉内空间模拟解耦的问题,本文将渣层模型通过交换壁面换热量和渣层表面温度耦合至CFD模型中,实现了对壁面渣层流动和传热过程的准确模拟。以简化的SHELL气化炉作为研究对象,对比了耦合计算方法与其他两种非耦合方法之间的区别,结果显示,固态渣层厚度比液态渣层厚度对壁面热流量更敏感。耦合方法所得固态渣层厚度为39.5 mm,非耦合方法结果为29.8 mm,相差了26.5%,证明了采用耦合方法的必要性和准确性。通过改变气化炉温度可知,随着炉温升高,渣层的总厚度减薄,壁面传热量上升。随着灰渣沉积量的增大,渣层变厚,气相向渣层表面传热量下降,但流动的液态渣吸收的热量上升。当气化炉水冷壁传热量在2～3 MW,炉温1700K～1800 K,高出煤灰的临界粘度温度200～300 K时,炉内壁面渣层的厚度和流动性比较合理。本文采用CFD方法模拟了稳态条件下GSP干煤粉单喷嘴下行气流床气化炉内两相流场、温度场、燃烧和气化反应分布,并结合灰渣沉积模型研究了炉内灰渣颗粒在壁面上的沉积情况。结果显示,颗粒壁面沉积量分布与气化炉结构以及炉内流场、温度场分布有关,温度是决定颗粒沉积与否的关键参数。气化炉顶部区域沉积量很少,主体中段颗粒沉积稍多且分布较为均匀,在气化炉底部锥形收口,由于下行的气流携带高温灰渣颗粒冲刷斜面,灰渣沉积在此处较为密集。提高氧煤比,虽然燃烧反应加剧,温度升高,但拱顶低温区依然存在。因此,气化炉壁面飞灰总沉积量并没有显着增加。当喷嘴旋流角增大时,高温区上移,下部低温区域扩大,颗粒沉积量也随之降低。最后,在炉内CFD模拟和壁面灰渣颗粒沉积的研究基础上继续耦合渣层模型,实现了颗粒附壁沉积、渣层传热、液渣流动等过程的准确模拟。气化炉壁面上固态和液态渣层厚度在壁面圆周方向的分布较为均匀,轴向方向的分布则与炉内气相温度场、壁面颗粒沉积量相关。炉膛主体,液态渣层厚度先逐渐增长,而后增长逐渐放缓。底部收口,由于壁面倾斜度放缓,液态渣层厚度增长迅速。随着氧煤比增大,气化炉内部温度升高,渣层厚度减薄,渣层表面流速增加。当提高基准氧煤比4%时,气体温度为1748 K时,炉膛水冷壁传热量可达40 kW/m2,与GSP气化炉实际运行数据43.8 kW/m2接近,说明本文模拟是准确的。
侯彦龙,谭博仁,魏刚,王勇[2]（2021）在《工业级脉冲折流板萃取柱CFD模拟研究》文中研究说明以工业级脉冲折流板萃取柱为研究对象,建立了液液两相流体CFD数学模型,利用CFD模型研究了分散相持液量、轴向扩散、湍流耗散率以及板间距对萃取柱的影响。结果表明:CFD模型预测的持液量与实验所测结果吻合良好,所建立的CFD模型有效,且CFD模型的持液量较经验公式预测结果更为准确。萃取柱轴向扩散系数随脉冲强度的增大而增大,在工程应用中脉冲强度不易过高。同时相比于分散相速度,连续相速度对轴向扩散系数的影响更大。利用CFD模型对Kummar提出的湍流耗散率经验公式常数进行了修正,常数修正为0.81,从而提高了计算结果的准确性。最后对比了不同板间距萃取柱水力学计算结果,发现萃取柱在工程设计时选取50 mm板间距更为合理。
蒋昊宇[3]（2021）在《钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响》文中研究说明钢筋混凝土结构在氯盐环境作用下将发生钢筋非均匀锈蚀,这将使结构在还未达到其预设的服役寿命前便逐渐丧失承载能力,造成巨大的人力、物力损失。因此,钢筋混凝土结构在氯盐环境中的耐久性研究非常关键。目前,关于钢筋混凝土结构耐久性的研究主要集中于有害物质侵蚀阶段以及钢筋混凝土结构锈胀开裂时刻及形貌分析,而对于由钢筋锈蚀引起的混凝土结构损伤劣化尚未进行深入地探索。明确混凝土在钢筋非均匀锈胀作用下的三维损伤劣化过程以及三维损伤场对氯离子传输的影响,将有助于在锈蚀快速扩展阶段找到相应的控制措施,延长钢筋混凝土结构的服役寿命。因此,本文研究考虑了砂浆和混凝土两种基质,以实现从细观到宏观层面的研究。通过理论构建、试验分析以及数值模拟,从细观层面研究了钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化过程,并研究了三维锈胀损伤劣化对于氯盐传输的影响。本文开展的主要工作有:（1）基于热力学理论,考虑砂浆的压实效应系数K和荷载作用下的力学响应,建立砂浆弹塑性损伤本构模型。该本构模型考虑了砂浆材质拉、压性质的不同,可适用于细观层面三维锈胀作用下的数值模拟。（2）基于X-rayCT扫描技术无损获取了不同时刻下氯盐环境中配筋砂浆试件的非均匀锈蚀情况,并结合数字体像相关技术（DVC）计算了不同锈蚀时刻试件的三维位移场和三维应变场。通过灰度阈值分割技术对组成材料分别进行三维重构,获得了在应力状态下的锈蚀产物体积膨胀率P。采用数值模拟方法研究了配筋砂浆试件的三维非均匀锈胀损伤劣化全过程。通过DVC计算结果与数值模拟结果的对比,验证了数值模拟的可靠性。（3）基于X-rayCT扫描技术无损获取了不同时刻下氯盐环境中钢筋混凝土试件的非均匀锈蚀情况,并结合DVC技术计算了不同锈蚀时刻试件的三维位移场和三维应变场。通过灰度阈值分割技术对混凝土组成材料分别进行三维重构,获得了粗骨料和气孔的实际空间分布。在考虑粗骨料和气孔（孔径大于1mm）的实际空间分布的基础上,建立了钢筋混凝土数值模型,模拟了钢筋混凝土在非均匀锈蚀作用下的三维损伤场劣化过程,同时对比DVC计算结果验证了数值模拟的可靠性。此外,对比研究了均匀和非均匀锈蚀作用下钢筋混凝土试件的三维损伤劣化速度与形貌差异,结果表明非均匀锈蚀将造成比均匀锈蚀更大的危害。（4）采用疲劳轴向拉伸试验获得了不同受拉损伤程度的配筋砂浆试件,并将损伤试件浸泡在氯盐溶液中进行了损伤砂浆中的氯盐传输研究。基于最小二乘法拟合获得了砂浆受拉损伤变量Dp与因损伤造成的氯离子扩散系数放大倍数Kf之间的经验公式。（5）建立了考虑真实三维骨料空间分布的钢筋混凝土氯盐传输数值模型,并通过试验验证了数值模型的正确性。通过随机投放真实粗骨料,研究了粗骨料空间分布对钢筋混凝土中氯离子三维传输的影响,并与二维传输情况进行对比。研究结果表明粗骨料空间分布不同引起的相同侵蚀深度处氯离子浓度分布符合正态分布的形式,且三维传输的空间效应不可忽视。此外,通过Abaqus有限元软件中模拟获得了钢筋混凝土试件的三维锈胀损伤场,将锈胀损伤场导入COMSOL软件中进行了损伤混凝土中的氯盐传输研究,研究分析了三维损伤劣化对混凝土中氯离子传输的影响。
祁胜[4]（2021）在《基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究》文中提出面对严峻的碳减排形势,我国必须兼顾煤炭资源的清洁高效利用和可再生能源的开发,而煤与生物质混合燃烧正是化石燃料与可再生能源联合利用的重要方式。生物质具有碳中性的优点,但同时也有着密度低、热值低、碱金属含量高等特点。微观结构及化学组成的差异导致生物质的着火及燃烧特性与煤炭有很大区别,若要在现有的煤粉燃烧设备中直接利用生物质燃料,则需对煤与生物质的着火及燃烧特性有更加清晰的认识。此外,现有的针对煤与生物质混燃特性的研究多采用固定床反应器、沉降炉以及离线测量手段,实验工况较为简单,缺少复杂燃烧环境中煤与生物质混燃的在线测量数据。针对上述问题,本文搭建了基于Hencken型平面火焰燃烧器的携带流反应系统,提供了接近真实工业炉膛的实验环境,结合光学诊断技术,开展了多尺度、多工况的研究工作。首先,以煤及生物质单颗粒（粒径小于200μm）作为实验对象,搭建了具有光谱分辨、时间分辨的单颗粒燃烧光学测量系统,全面分析了煤及生物质单颗粒的挥发分、焦炭燃烧全周期过程,重点关注单颗粒的着火及挥发分燃烧特性。研究表明,燃料的着火延迟时间随挥发分含量的增加而线性下降。在多数工况中,生物质及褐煤单颗粒的着火模式为均相着火,而烟煤单颗粒则为异相着火,利用化学渗透脱挥发分（CPD）模型分析了燃料热解特性差异对着火模式的影响。针对富氧燃烧工况,研究发现CO2气氛对颗粒的着火及燃烧有着显着的抑制效应。烟气温度及氧含量的增加能够降低单颗粒的着火延迟时间。对于生物质及褐煤单颗粒,颗粒粒径的减小会缩短着火延迟时间,但对于异相着火的准东煤单颗粒,在某些粒径范围内,粒径的减小反而会导致着火滞后。随后,将研究对象拓展至煤与生物质颗粒群的射流燃烧,采用OH自由基的平面激光诱导荧光（OH-PLIF）技术观测了燃料颗粒群射流燃烧的挥发分火焰结构,基于火焰图像分析,系统探究了雷诺数、温度、氧含量、生物质掺混比例等因素对颗粒群着火及燃烧稳定性的影响规律,为合理设计湍流条件下煤与生物质的混燃工况提供数据参考。研究表明,在湍流工况中,气流的卷吸作用和颗粒的弥散效应强化了燃料颗粒群与环境烟气间的热流及物质传递,射流着火延迟时间大幅缩短。环境温度及送风氧含量的升高也能提升颗粒群的着火特性,但是一旦超出某一阈值,其对着火特性的提升效果会变弱,控制颗粒群着火行为的主导因素发生改变。针对煤与生物质混合燃烧的研究发现,生物质挥发分含量高且脱挥发分、着火温度较低的特性确实会促进混合燃料的着火,但是在湍流工况中,若直接等质量地用生物质去替换煤粉,随着生物质掺混比例的增加,群燃火焰会显着变弱,这是因为生物质颗粒密度低、易向射流径向弥散的特点会导致射流刚性变差,不利于颗粒群团聚和群燃的发生,同时,生物质燃烧温度低,进一步导致混燃稳定性下降。在当前研究工况中,向煤粉中掺混20%生物质的整体燃烧效果最佳。进一步地,针对准东煤及生物质燃料中碱金属含量高的特点,联用单颗粒光学测量和热重分析等测试方法,结合萃取、负载碱金属等处理手段,研究了燃料燃烧过程中不同类型碱金属的析出及催化燃烧特性,进一步验证煤与生物质混合燃烧的协同作用。研究表明,对于均相着火的玉米秸秆、杨木等生物质颗粒,K、Na的释放有着明显的两个阶段,即:挥发分阶段和焦炭阶段,每个阶段对应着不同类型的碱金属释放;而对于异相着火的准东煤颗粒,整个燃烧过程中只存在一个Na释放峰。光学测量结果表明,碱金属对单颗粒挥发分气相火焰燃烧强度的影响较小,但能够显着提升焦炭的燃烧反应活性及燃烧强度,尤其对于生物质,含量较低的有机碱金属在焦炭燃烧阶段起着重要的催化作用。结合热重实验发现,在燃料热解过程中,碱金属起着调控热解产物种类的作用;在焦炭燃烧过程中,碱金属通过-CA（C代表焦炭、A代表碱金属）氧化-还原循环机制促进焦炭的燃烧,降低反应活化能,证明了在煤与生物质混燃过程中,生物质释放的K能够提升煤粉焦炭的着火及燃烧特性,促进混合燃料的燃尽。此外,实际燃烧设备常以预热后的空气作为氧化剂,本文针对气体预热会对燃烧过程中碳烟生成量产生显着影响的问题,建立了一系列边界条件清晰的气体预热型（293 K～723 K）碳烟火焰,采用激光诱导白炽光（LII）技术及双色法测量了火焰中的碳烟体积浓度及温度分布,探究了气体预热及氮气添加对碳烟生成的影响机制,丰富了碳烟火焰数据库。研究表明,随着燃料及伴流空气预热温度的升高,火焰整体温度上升,碳烟前驱物的生成加速,碳烟演化速率加快,碳烟生成总量增加。在碳烟生成秉性较弱的火焰中（如甲烷火焰）,这种强化作用更为显着,当气体预热温度从室温升至673 K时,甲烷火焰的轴向碳烟生成速率增长了近4倍。极高碳烟生成量所带来的不完全燃烧热损失和碳烟辐射热损失导致丙烷及乙烯火焰中心区域的碳烟温度出现随气体预热温度升高而降低的反常现象。添加N2能够显着抑制碳烟生成,其主要原因是N2的稀释作用和热作用,只有在向碳烟生成量极高的火焰中添加N2时,前者才会占主导地位。
任杰辉[5]（2021）在《好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究》文中进行了进一步梳理污水高效处理对污水资源化利用及社会可持续发展具有重要意义。然而,由于受污水处理技术及其机理认识的限制,使得污水处理的效率低、处理成本高。本研究以好氧流化床生物膜反应器（aerobic fluidized bed biofilm reactor,AFBBR）为研究对象,基于欧拉-欧拉-欧拉（Euler-Euler-Euler）三流体模型、群体平衡模型（population balance model,PBM）等理论构建气液固三相流动耦合数学模型,获取系统多相流动参数;通过探究系统宏观与微观氧传质过程,揭示多相流动与氧传质效能的响应机制;利用高通量测序技术、定量聚合酶链式反应（quantitative polymerase chain reaction,qPCR）等手段分析流动传质对微生物特性的影响,结合污水处理效能分析结果,揭示多相流动传质与污水处理的响应机制。主要研究结果包括:（1）构建的Euler-Euler-Euler-PBM三流体耦合数学模型可较为准确的获取气液固三相流动参数。在较高曝气量条件系统中气液固三相流化速度、湍流强度和气相体积分数较高;曝气孔间距明显增加了气相在柱体径向的分散程度,对气液固三相流化速度影响不明显;曝气孔径显着改变了系统的气泡直径大小,在DS=0.16 mm条件系统小直径气泡（0.27～1.03 mm）数量占比明显较高,可达74.8%;当载体填充率20-30%时,悬浮载体的流化状态较好。（2）合适的曝气方式和载体填充率条件形成的多相流动特性改善了系统的宏观与微观传质效能,且碳源的差异影响了系统的氧传质效率及氧的扩散动力学特性。曝气量5.77 m3/（h·m3）、曝气孔间距10 mm、曝气孔径0.16 mm、载体填充率20-30%条件提高了系统气液相间的氧传质效能;生物膜中氧浓度扩散与生物膜的厚度呈现显着高斯分布关系;C:N和碳源类型条件污水中氧传质速率（oxygentransferrate,OTR）和生物膜中氧扩散呈现相反的趋势。（3）曝气方式、载体填充率和碳源改变了 AFBBR系统的处理效果。曝气量5.77 m3/（h·m3）、间距10 mm、孔径0.27 mm和载体填充率为20-30%条件系统的脱氮除磷效果高于其他工况条件;高C:N条件通过强化同步硝化反硝化速率增加了系统的脱氮效率,在该条件TN和TP的处理效率分别可达72.2%和67.4%;与葡萄糖、乙酸钠和淀粉相比,丙酸钠明显改善了系统的脱氮除磷效率;AFBBR系统对COD、NH4+-N和TN的降解动力学满足悬浮生物质底物拟制Haldane动力学模型,且高C:N和合适碳源（丙酸钠）条件系统中NH4+-N和TN的降解速率qs,max较其他条件高。（4）曝气方式、C:N和碳源类型影响了生物膜物理化学组成及微生物学特性。悬浮载体表面附着生物膜微观结构分布较为均匀,存在多种形态结构的微生物;胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）中蛋白质的含量明显高于多糖和核酸,增加了生物膜在载体表面的附着程度;EPS中荧光基团类物质以类蛋白质为主,且其包含的官能团（多糖、羧基或烃基化合物、蛋白质、磷酸基团或硫酸盐基团、脂肪族基团）类型与生物膜类似;Protrobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes 为 AFBBR 系统的优势菌群,且系统中共检测24种脱氮型微生物和11种除磷型微生物。（5）曝气量5.77 m3/（h·m3）、间距10 mm、孔径0.27 mm和载体填充率为20-30%条件多相流动传质过程增加了功能微生物（Zoogloea、Acidovorax、Ottowia、Dechloromonas）丰度,并改善了功能基因（亚硝酸还原酶基因nirK/nirS、厌氧氨氧化基因AMX）的表达,促进了生物膜分泌较多的EPS,使得系统的CODcr、TN、NH4+-N和TP的处理效果达到最佳;与葡萄糖、乙酸钠和淀粉相比,丙酸钠通过改善系统微生物的组成及功能基因（nirS、nirK、AMX等）的表达,提高了系统的脱氮除磷效能。本研究成果从工程热物理学、环境工程学、微生物学等学科交叉的角度完善了 AFBBR系统中污水处理的机理,可为AFBBR系统设计及其推广应用提供技术与理论支撑。
冷在军[6]（2021）在《混流式水轮机变负荷过程内部流动特性研究》文中提出随着太阳能和风能等间歇性能源在电网中的占比增加,水轮机作为调频设备,越来越频繁的在不同工况条件之间转换,严重影响水轮机的安全稳定运行。迫切需要理清负荷变化过程中水轮机内部流场转变规律。因此,本文基于Francis99模型开展混流式水轮机瞬态过程中非定常流动特性研究,探讨导叶运动导致的流场内部压力脉动的不稳定特性,揭示尾水管内部流动特性的非定常变化与内部旋流结构演化规律的关联及影响,具有重要的工程实际应用价值,主要结论如下:（1）对三个稳定工况下尾水管速度分布、压力脉动时频域、内部流场之间的差异进行了分析。结果表明,不同流量工况下无叶区和转轮内部的主频分布主要受到动静干涉的影响,尾水管上游的压力脉动幅值差异不大。转轮出口环量的不同是导致锥管段内流动存在差异的主要原因。最优工况和大流量工况下尾水管内部流场均呈轴对称分布,但大流量工况中心旋流的旋流强度更强。小流量工况下中心回流区形成的再回流具有更强的切向速度,内部流动向不对称状态转变,由此导致了尾水管内部以0.27fn低频脉动的螺旋状涡带主导的偏心流场结构。（2）对变负荷过程中外特性参数、瞬时压力脉动的非定常变化以及尾水管内部流动变化进行了详细的分析。结果表明,在负荷变化过程中,在转轮叶片表面压力梯度向下环出口处偏移与流场内部压力脉动的共同作用下,转轮受力不同分量的变化趋势和转轮力矩均表现出动态变化特点。尾水管内部涡核的形成是在导叶关闭过程初始阶段开始的,导叶的持续关闭,使得转轮出口旋流强度不断变化,导致了尾水管内部的旋流结构不断演化。尾水管中心低速区逐渐出现,并不断扩大形成反向流动,流场不稳定性增强,使得最初的轴对称旋流结构强度不断增强,破裂聚合,最终在小流量运行条件下形成单条准稳态螺旋状涡带,从而影响水轮机部件结构稳定。
王婷[7]（2021）在《小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究》文中认为随着CO2-EOR驱油技术的发展,越来越多的CO2气体会随着油田伴生气返回地面。如不对产生的CO2气体加以回收,不仅会造成CO2气体的浪费,还会产生温室效应。为响应环保的要求以及增加CO2驱油效益因此需要对采出气中的CO2进行分离捕集,工业上对CO2-EOR采出气中CO2回收利用工艺应运而生。本文围绕气流量为10000Nm3/d的CO2-EOR采出气进行研究,主要内容包括:根据油田现场采出气的特性,设计了CO2-EOR采出气CO2膜法提纯工艺,并对前处理流程中使用到的主要设备提供了选型依据;利用COMSOL模拟优化膜丝自身结构对膜分离性能的影响;利用MATLAB模拟系统操作条件对膜分离性能的影响并优化了操作参数。利用COMSOL计算模拟软件模拟研究了中空纤维膜丝自身结构参数对膜分离性能的影响,通过研究膜丝长度、膜丝半径以及膜厚度对分离性能的影响,可知随着膜丝长度的增加膜丝内部压力逐渐降低。在膜丝轴向方向气体CO2浓度随丝长的增加而减小,最终优选中空纤维膜丝长度可取为100～150cm。利用MATLAB模拟计算软件对不同膜材料在不同操作条件下的膜分离特性进行了分析,结果显示:与乙酸纤维素和聚砜两种工业常用膜材料相比聚酰亚胺膜对CO2/CH4气体分离具有更佳的分离效果;随进口原料气中被分离气浓度的升高渗透侧分离气的纯度而升高。为降低膜分离系统的使用成本和能耗,还对聚酰亚胺中空纤维膜分离系统的主要操作参数膜面积和进膜气压力进行了模拟优化。结果表明:回收分离气中CO2所需薄膜面积最终优选为350m2,进膜气的操作压力设为1.5MPa,此时渗透侧CO2的浓度和CO2的回收率均可达到处理的要求。
白效言[8]（2021）在《内旋式移动床低阶煤热解过程机理与产物特性研究》文中研究指明低阶煤热解是煤炭分级转化路径中的关键技术之一,面临粉尘夹带、油尘分离和产物控制等难题。内旋式移动床热解技术集合了粉尘控制和传热强化双重优势,可实现小粒径低阶煤的低尘高效热解,相关基础理论需要深入研究。本文首先采用冷态试验和数值模拟,定性和定量研究了煤颗粒在内旋式移动床反应器轴向和径向方向的运动、混合过程;然后结合传热、反应等机理,建立内旋式移动床反应器内颗粒热解过程模型,并进行了验证;最后对热解半焦及焦油品质调控进行研究,获得了产物特性优化的技术方法。煤颗粒在反应器内呈不规则螺旋前进形式;颗粒平均停留时间与旋转轴轴长呈线性关系、与转速呈幂函数关系,与粒径（1～6 mm）无显着关系;转速≤10 r/min,颗粒运动的总平均速度与转速呈幂函数关系,>10 r/min时二者线性相关;5 r/min时,颗粒运动的瞬时平均速度集中在0.015～0.030 m/s范围内,颗粒径向扩散系数Dr主要分布在0～2 mm2/s区间内,最高达到16 mm2/s以上,平均值为1.72 mm2/s;旋转轴旋转一个周期,颗粒混合指数达到0.8左右。基于热重实验,利用等转化率法和Pattern Search算法得到分布活化能模型中平均活化能E0、指前因子k0和活化能标准偏差分别为246.35 k J/mol、3.08×1015s-1和35.9 k J/mol;基于“虚拟颗粒”法,建立热解过程数学模型,半焦产率预测值与热态试验实测值最大误差为4.93%;反应器壁面温度550～750℃时颗粒群最大升温速率为0.33～0.69℃/s;反应器温度从550℃提高至750℃,挥发分最大释放速率相应由0.64×10-4/s升至1.79×10-4/s;在小试反应器中,颗粒停留时间宜保持在90 min以上。内旋式移动床热解小试表明,半焦着火点和爆炸性可通过温度和时间的配合进行调控;相同热解时间,提高热解温度,所得半焦的气化反应活性指数R均不断降低;半焦R值变化与大分子结构中各类甲基碳含量有关;90 min和150min热解时间下,半焦燃烬性Cb、燃烧稳定性Rw及综合燃烧特性指数SN等随热解温度升高呈现较为均匀的衰减;热解温度550～750℃、热解时间90～150min条件下,随温度升高、时间延长,半焦微晶结构的芳香层间距d002不断减小,堆积高度Lc、层面直径La总体呈上升趋势。通过加热烟道隔离、烟气流向分布、高温空气蓄热燃烧等优化,实现了中试装置反应器内温度场的差异化分布;反应器物料热解区控制为较高温度（650～700℃）,沉降气室区控制在500℃以下,能够提高焦油产率和轻质组分含量;中试试验热解焦油中轻质组分（<360℃馏分）含量最高为72.2%;通过抑尘-降尘-除尘的多级减尘工艺控制,热解中试焦油的喹啉不溶物含量均低于1%。
王晓宇[9]（2021）在《美罗培南生产废水中DMF的回收研究》文中进行了进一步梳理N,N-二甲基甲酰胺（DMF）是一种重要的化工原料,广泛应用于聚氨酯合成革、纤维、医药、石油化工等领域。针对美罗培南药品生产废水中DMF浓度高、含盐量多的特征,本文以三氯甲烷为萃取剂采用溶剂萃取法回收含盐制药废水中的DMF,测定了不同NaCl浓度下H2O-DMF-CHCl3体系的液液相平衡数据,在此基础上进行了液液萃取的流程模拟和往复振动筛板塔的萃取性能评估,主要研究内容和结论如下:（1）建立气相色谱（FID）内标法、卡尔-费休水分法、烘干法和归一法结合的分析方法,测定了 25℃下H2O-DMF-CHCl3三元体系和 NaCl 浓度为 2.5、5.0、7.5、10.0、13.3 wt%时H2O-DMF-CHCl3-NaCl四元体系的液液相平衡数据,考察了盐析效应对相平衡关系的影响。Eisen-Joff方程拟合液液相平衡数据的相关系数R2大于0.9981,验证了实验数据有效性。采用NRTL活度系数模型关联相平衡数据,实验值与计算值基本吻合,最大RMSD不超过0.0068;通过混合Gibbs能量函数拓扑分析校验模型参数的一致性,拟合结果满足Gibbs稳定平衡条件。（2）进行了多级错流和多级逆流萃取废水中DMF的流程模拟和实验验证。确定了萃取剂与原料液的优选相比为2.5:1,五级错流萃取后DMF回收率为99.94%,五级逆流萃取后DMF回收率为99.92%,回收率实验值和模拟值的差异在0.05%以内,两种萃取流程均能达到DMF回收率超过99.9%的设计目标。（3）研究了在往复振动筛板塔中萃取DMF的分离效果。计算和实验结果表明,以含盐DMF废水为分散相、氯仿为连续相的萃取性能和操作弹性更好;振动强度增加强化传质但也加剧了返混,塔内超过90%的塔高用于弥补轴向混合的不利影响;操作范围内,萃取塔振动强度Af为0.06 m·s-1、传质方向为d→c的条件下DMF回收率最高,为95.31%,此时萃余相中DMF含量约为1.173wt%,计算值和实验值误差在15%以内。
赵一权[10]（2021）在《焦炉气甲烷化过程多尺度模拟》文中研究表明天然气是一种清洁能源,近年来在国内其需求量急剧增加。结合我国的“富煤贫油少气”的能源特点和炼焦产能巨大的现状,积极发展以煤炭炼焦的副产物焦炉气为原料制天然气,有利于缓解国内油气短缺问题,在能源安全、节能减排方面也具有重要的战略意义。甲烷化是焦炉气制天然气过程中至关重要的一步,本文针对焦炉气甲烷化体系,运用COMSOL Multiphysics模拟软件分别在催化剂尺度和反应器尺度上对固定床反应器中甲烷化过程的流动、传热、传质和反应规律进行了研究。首先,基于工业圆柱形甲烷化催化剂,分别建立了单颗粒催化剂模型和反应器模型,探究了催化剂孔道结构和操作条件对反应过程的影响。计算结果表明:在催化剂尺度,反应物主要分布在催化剂外表面附近区域内,甲烷化过程受到严重的内扩散限制。降低温度、增大孔隙率可以明显提高催化剂的内扩散效率因子,温度从673 K降低到513 K,效率因子能够从0.07增加到0.85;孔隙率从0.2增加到0.8,效率因子能够从0.13增加到0.62,但是温度的降低和孔隙率的增加都可能会降低反应速率。相比之下,反应压力和孔径的变化对催化剂性能影响较小。在反应器尺度,甲烷化过程仍受到严重的内扩散限制,反应器轴向上会形成明显的热点。压力和流速的增大都会导致CO转化率下降和反应器内温度升高,另外流速增加会使床层压降变大,入口流速从0.02m/s增加到0.08 m/s,压降升高了约7倍;入口温度升高会导致CO转化率上升和反应器内温度升高、热点温差下降。进一步,分别在催化剂和反应器尺度上探究了催化剂颗粒形状对甲烷化过程的影响。计算结果表明:影响不同形状催化剂反应性能的主要因素是它们的外比表面积,相对于球形和圆柱形催化剂,多叶草形催化剂具有更高的效率因子和平均反应速率,其中球形颗粒的效率因子只有0.13,而四叶草颗粒的效率因子能达到0.29;在反应器尺度上,相比于球形和圆柱形催化剂床层,反应物在多叶草形催化剂床层中的停留时间更长,转化率更大,但同时床层热点温度更高,床层压降也更大。最后,以装填圆柱形催化剂颗粒的反应器为例,建立了催化剂梯度装填模型,考察了床层中催化剂活性分布对甲烷化过程的影响。结果发现,三种催化剂活性分布的床层中CO的出口转化率都在64%左右,催化剂活性组分从入口到出口逐渐增多的分布方式（分布A）可以在保持转化率基本不变的情况下降低热点温度,改善床层温度分布。在分布A的基础上,对入口温度、压力、流速等操作条件进行了进一步优化,优化后热点温差能够从37 K降低到19 K。
二、关于轴向扩散模型及边界条件（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于轴向扩散模型及边界条件（论文提纲范文）
（1）气流床气化炉水冷壁表面液态渣膜的形成、流动、换热数值模拟与试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 世界能源格局和发展趋势 |
| 1.1.2 我国煤炭高效清洁利用的必要性 |
| 1.1.3 洁净煤技术和发展趋势 |
| 1.2 煤气化技术 |
| 1.2.1 煤气化原理 |
| 1.2.2 煤气化技术和设备 |
| 1.2.3 气流床气化炉的数值模拟研究 |
| 1.3 煤灰粘温特性 |
| 1.3.1 煤灰粘温特性和测量方法 |
| 1.3.2 临界粘度温度 |
| 1.4 煤气化炉水冷壁表面液体渣膜形成、流动和换热 |
| 1.4.1 煤气化炉内飞灰颗粒碰壁沉积特性研究 |
| 1.4.2 气化炉壁渣层流动、换热试验研究 |
| 1.4.3 气化炉壁渣层流动、传热模型研究 |
| 1.5 本文研究路线和主要研究内容 |
| 2 熔融灰渣液滴在倾斜平面上流动特性的试验研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验样品和试验方法 |
| 2.2.1 试验样品和物性参数 |
| 2.2.2 试验系统 |
| 2.2.3 液滴流动过程图像处理方法 |
| 2.2.4 试验条件 |
| 2.3 液滴速度预测模型 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 硅油液滴在倾斜平板上的流动 |
| 2.4.2 硅油液滴流动速度预测 |
| 2.4.3 熔融渣滴在倾斜平板上的流动 |
| 2.4.4 熔融K_2Si_4O_9液滴流动速度与粘度之间关系 |
| 2.4.5 基底湿润条件对液滴流动速度的影响 |
| 2.4.6 熔融灰渣液滴流动速度预测 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 气化炉水冷壁上液态渣膜流动、换热过程的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 壁面渣层流动、传热计算模型及其与炉内CFD计算的耦合方法 |
| 3.2.1 渣层流动和传热过程的简化 |
| 3.2.2 壁面渣层计算模型 |
| 3.2.3 计算流程和软件结构 |
| 3.3 模拟对象和计算条件设置 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 计算结果验证 |
| 3.4.2 案例1 双向耦合方法计算结果分析 |
| 3.4.3 案例1~3 计算结果对比 |
| 3.4.4 壁面渣层传热分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 GSP型气流床气化炉CFD数值模拟与飞灰壁面沉积特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气化炉内CFD模拟控制方程 |
| 4.3 飞灰颗粒壁面沉积模型 |
| 4.4 灰渣颗粒沉积子模型与气化炉CFD模拟的耦合 |
| 4.5 数值模拟工况与灰渣物性参数 |
| 4.5.1 气化炉几何结构与网格划分 |
| 4.5.2 计算工况设置 |
| 4.6 结果与分析 |
| 4.6.1 炉内流场分布 |
| 4.6.2 炉内温度和组分场分布(添加分区分析) |
| 4.6.3 颗粒壁面沉积行为分析 |
| 4.6.4 氧煤比对颗粒壁面沉积的影响 |
| 4.6.5 喷嘴旋流角对颗粒壁面沉积的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 GSP型气流床气化炉水冷壁表面渣层流动与传热数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算工况设置 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 基准工况下炉壁壁面液态渣层和固态渣层厚度分布 |
| 5.3.2 基准工况下炉壁液态渣层内流速、粘度和温度分布 |
| 5.3.3 基准工况下炉壁渣层和水冷壁传热特性分析 |
| 5.3.4 进口氧煤比对壁面渣层流动和传热的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 主要内容与结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读博士期间主要成果 |
（2）工业级脉冲折流板萃取柱CFD模拟研究（论文提纲范文）
| 1 萃取柱几何尺寸与实验方法 |
| 2 萃取柱CFD模型 |
| 2.1 萃取柱几何模型 |
| 2.2 萃取柱数学模型 |
| 2.3 萃取柱数学模型边界条件及求解 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 CFD对萃取柱分散相持液量的预测 |
| 3.2 CFD对萃取柱轴向扩散的预测 |
| 3.3 CFD对萃取柱湍流耗散率的模拟 |
| 3.4 板间距对萃取柱流体力学的影响 |
| 4 结论 |
（3）钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 混凝土中氯离子的传输机理及影响因素 |
| 1.2.1 粗骨料对传输的影响 |
| 1.2.2 损伤对氯离子传输的影响 |
| 1.3 钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀规律 |
| 1.3.1 自然锈蚀 |
| 1.3.2 通电加速锈蚀 |
| 1.3.3 数值模拟研究 |
| 1.4 钢筋混凝土锈胀损伤开裂研究 |
| 1.4.1 试验研究 |
| 1.4.2 理论研究 |
| 1.4.3 数值研究 |
| 1.5 本文研究目的及内容 |
| 第二章 基于热力学理论的砂浆弹塑性损伤力学本构模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双标量损伤的定义 |
| 2.3 塑性应变的发展过程 |
| 2.3.1 屈服准则 |
| 2.3.2 强化准则 |
| 2.3.3 非关联流动法则 |
| 2.4 损伤变量 |
| 2.5 损伤演化过程 |
| 2.6 数值实现 |
| 2.7 砂浆力学性能参数 |
| 2.7.1 试件的浇筑 |
| 2.7.2 砂浆力学性能测试 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 配筋砂浆中三维非均匀锈胀损伤劣化过程 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验准备及流程 |
| 3.2.1 试件的配合比和尺寸 |
| 3.2.2 通电加速锈蚀方法 |
| 3.2.3 X-rayCT无损扫描 |
| 3.3 配筋砂浆锈胀开裂过程分析 |
| 3.3.1 各相物质的灰度阈值划分 |
| 3.3.2 三维重构及各物质的空间分布 |
| 3.3.3 DVC精度分析 |
| 3.3.4 配筋砂浆的非均匀锈胀应变场发展过程 |
| 3.3.5 裂缝形貌 |
| 3.4 三维锈胀损伤过程模拟 |
| 3.4.1 数值模型的建立 |
| 3.4.2 数值模型的结果及试验验证 |
| 3.4.3 均匀和非均匀锈胀作用下的三维损伤场对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钢筋混凝土中三维非均匀锈胀损伤过程研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试件浇筑和试验方法 |
| 4.2.1 试件的配合比和尺寸 |
| 4.2.2 非均匀通电加速锈蚀及X-rayCT无损扫描 |
| 4.3 钢筋混凝土锈胀损伤过程分析 |
| 4.3.1 不同物质的灰度阈值划分 |
| 4.3.2 三维重构及物质的空间分布 |
| 4.3.3 钢筋混凝土的非均匀锈胀应变场发展过程 |
| 4.3.4 钢筋混凝土裂缝形貌分析 |
| 4.4 非均匀与均匀锈胀损伤场的劣化过程模拟 |
| 4.4.1 数值模型的构建 |
| 4.4.2 数值模型的结果及试验验证 |
| 4.4.3 均匀和非均匀荷载作用下的开裂模拟对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 损伤对砂浆基质的氯离子传输性能影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验准备 |
| 5.2.1 试件制备 |
| 5.2.2 力学性能测试 |
| 5.2.3 应变片粘贴 |
| 5.3 疲劳轴向拉伸试验 |
| 5.3.1 疲劳荷载施加 |
| 5.3.2 试验结果及分析 |
| 5.4 氯离子扩散系数测定 |
| 5.4.1 氯盐传输试验 |
| 5.4.2 磨粉制备及氯离子含量测量 |
| 5.4.3 测量结果 |
| 5.5 疲劳拉伸损伤与氯离子扩散系数之间的关系 |
| 5.6 章节小结 |
| 第六章 粗骨料空间分布和三维锈胀损伤对混凝土中氯离子传输的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验研究 |
| 6.2.1 材料和试件准备 |
| 6.2.2 试验过程 |
| 6.3 三维细观传输数值模型验证 |
| 6.3.1 数值模型建立 |
| 6.3.2 数值模型验证 |
| 6.4 随机骨料分布的钢筋混凝土数值传输模型 |
| 6.4.1 粗骨料级配及模型边界条件 |
| 6.4.2 粗骨料的三维空间随机分布 |
| 6.5 粗骨料空间分布影响的结果分析和讨论 |
| 6.5.1 钢筋表面的氯离子分布 |
| 6.5.2 粗骨料空间分布对混凝土中氯离子传输的影响 |
| 6.5.3 二维传输与三维传输模拟的差异性 |
| 6.6 锈胀损伤对混凝土中氯离子传输结果的影响 |
| 6.6.1 损伤混凝土中的氯离子传输模拟 |
| 6.6.2 未损伤与锈胀损伤混凝土中氯离子传输结果对比分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在读期间取得的科研成果 |
（4）基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 煤及生物质颗粒燃烧特性实验方法 |
| 1.3 煤、生物质颗粒脱挥发分及着火机理研究 |
| 1.4 煤粉颗粒群湍流燃烧光学诊断研究 |
| 1.5 煤与生物质混合燃烧特性研究 |
| 1.6 煤及生物质燃烧过程中碱金属释放及催化燃烧特性研究 |
| 1.7 气体预热及氮气添加对燃料燃烧中碳烟生成特性的影响 |
| 1.8 本文研究结构及内容 |
| 2 试验仪器及所用燃料特性 |
| 2.1 煤及生物质颗粒射流燃烧平台 |
| 2.1.1 Hencken型平面火焰燃烧器及高温加热炉 |
| 2.1.2 给粉器 |
| 2.2 光学测量仪器 |
| 2.2.1 Nd:YAG激光器 |
| 2.2.2 染料激光器 |
| 2.2.3 相机和光谱仪 |
| 2.2.4 电子通信设备 |
| 2.3 离线化学分析仪器 |
| 2.3.1 热重分析仪 |
| 2.3.2 碱金属含量分析仪器 |
| 2.4 所用燃料特性 |
| 3 煤及生物质单颗粒的着火和燃烧特性研究 |
| 3.1 实验系统及方法介绍 |
| 3.2 基于自发光信号的煤及生物质单颗粒着火和燃烧过程分析 |
| 3.2.1 煤及生物质单颗粒燃烧的自发光光谱特性分析 |
| 3.2.2 单颗粒着火和燃烧过程的时间分辨及光谱分辨图像分析 |
| 3.3 煤及生物质单颗粒着火、燃烧特性研究 |
| 3.3.1 煤及生物质燃烧的热重分析 |
| 3.3.2 常规(N_2/O_2)及富氧(CO_2/O_2)气氛下单颗粒的着火、燃烧特性 |
| 3.3.3 烟气温度、氧含量及颗粒粒径对单颗粒着火、燃烧特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤与生物质颗粒群的着火及燃烧特性研究 |
| 4.1 实验系统及方法介绍 |
| 4.1.1 光学测量系统介绍 |
| 4.1.2 火焰图像处理方法 |
| 4.1.3 实验工况设定 |
| 4.2 煤粉颗粒群着火和燃烧特性研究 |
| 4.2.1 不同雷诺数条件下煤粉颗粒群的着火及火焰结构 |
| 4.2.2 温度对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.2.3 一次风氧含量对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.2.4 环境氧含量对颗粒群着火、燃烧特性的影响 |
| 4.3 煤与生物质混合燃料着火和燃烧特性研究 |
| 4.3.1 生物质掺混比例对颗粒群着火及燃烧特性的影响 |
| 4.3.2 不同气流条件下的混合燃料着火、燃烧特性 |
| 4.3.3 煤与生物质混燃的反应动力学特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤及生物质燃烧过程中碱金属的析出及催化燃烧特性研究 |
| 5.1 煤及生物质单颗粒燃烧过程中碱金属的析出特性研究 |
| 5.1.1 燃料中碱金属赋存形态及含量分析 |
| 5.1.2 单颗粒燃烧中碱金属的析出过程分析 |
| 5.1.3 生物质单颗粒燃烧中不同赋存形态的碱金属的析出特性 |
| 5.1.4 温度及氧含量对碱金属析出特性的影响 |
| 5.2 碱金属催化颗粒燃烧特性研究 |
| 5.2.1 不同赋存形态的碱金属对单颗粒燃烧特性的影响 |
| 5.2.2 碱金属催化燃烧的反应动力学特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 气体预热及氮气添加对火焰中碳烟生成的影响机制研究 |
| 6.1 碳烟火焰燃烧系统及光学测量系统 |
| 6.1.1 气体预热型燃烧器及火焰工况设置 |
| 6.1.2 LII测量系统 |
| 6.1.3 碳烟浓度消光法标定 |
| 6.1.4 碳烟颗粒温度的双色法测量 |
| 6.2 不同气体预热温度工况中碳烟火焰的自发光图像分析 |
| 6.3 气体预热温度对碳烟颗粒生成的影响 |
| 6.3.1 碳烟体积浓度二维分布 |
| 6.3.2 碳烟生成速率及生成量分析 |
| 6.3.3 碳烟颗粒温度分布 |
| 6.3.4 各类型火焰中碳烟生成的全局活化能 |
| 6.4 添加氮气抑制碳烟生成的影响机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 主要研究内容及结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 好氧流化床生物膜反应器应用及发展趋势 |
| 1.2.1 流化床生物膜反应器概述 |
| 1.2.2 AFBBR设计及运行的参数 |
| 1.2.3 AFBBR应用现状与存在问题 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 气液固三相流动特性数值模拟研究进展 |
| 1.3.2 多相流动过程中氧传质机制研究进展 |
| 1.3.3 流动传质与污水处理机制研究进展 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 AFBBR反应装置 |
| 2.1.1 AFBBR系统装置简介 |
| 2.1.2 悬浮填料 |
| 2.2 接种污泥与模拟污水 |
| 2.2.1 接种污泥 |
| 2.2.2 实验用水 |
| 2.3 反应器启动与常规指标分析方法 |
| 2.3.1 反应器启动方法 |
| 2.3.2 常规指标分析方法 |
| 2.4 氧传质特性分析方法 |
| 2.4.1 清水曝气充氧性能分析方法 |
| 2.4.2 OTR分析方法 |
| 2.4.3 生物膜微观氧浓度与动力学分析 |
| 2.5 生物膜参数分析方法 |
| 2.5.1 生物量测定与计算 |
| 2.5.2 SEM分析 |
| 2.5.3 EPS提取与测定分析 |
| 2.5.4 荧光光谱分析 |
| 2.5.5 红外光谱FTIR分析 |
| 2.6 生物膜微生物群落与功能型基因分析方法 |
| 2.6.1 生物膜样品前处理 |
| 2.6.2 DNA提取与目标片段扩增 |
| 2.6.3 高通量测序 |
| 2.6.4 qPCR分析 |
| 2.7 统计学分析方法 |
| 3 气液固三相流动耦合模型构建及流动特性模拟研究 |
| 3.1 模型理论基础 |
| 3.1.1 多相流模型理论 |
| 3.1.2 湍流模型理论 |
| 3.1.3 PBM模型理论 |
| 3.1.4 相间作用力模型理论 |
| 3.2 三相流动耦合模型构建与验证 |
| 3.2.1 物理模型构建与边界条件设置 |
| 3.2.2 Euler-Euler-Euler-PBM耦合模型构建 |
| 3.2.3 模型的适应性评价 |
| 3.2.4 模拟参数条件设置 |
| 3.3 气液固三相流动特性模拟分析 |
| 3.3.1 曝气量对气液固三相流动影响分析 |
| 3.3.2 曝气孔间距对气液固三相流动影响分析 |
| 3.3.3 曝气孔径对气液固三相流动影响分析 |
| 3.3.4 载体填充率对气液固三相流动影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 气液固三相流动对相间氧传质特性影响研究 |
| 4.1 清水曝气充氧性能研究 |
| 4.1.1 曝气量对充氧性能影响分析 |
| 4.1.2 曝气孔间距对充氧性能影响分析 |
| 4.1.3 曝气孔径对充氧性能影响分析 |
| 4.1.4 载体填充比率对充氧性能影响分析 |
| 4.2 污水处理过程中氧传质机制研究 |
| 4.2.1 曝气方式对污水中氧传质性能的影响 |
| 4.2.2 碳源对污水中氧传质性能的影响 |
| 4.2.3 填充率对污水中氧传质性能的影响 |
| 4.3 生物膜微观氧扩散动力学分析 |
| 4.3.1 生物膜微观氧转移规律分析 |
| 4.3.2 曝气方式对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
| 4.3.3 碳源对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
| 4.3.4 载体填充率对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
| 4.4 多相流动特性与氧传质效能响应关系分析 |
| 4.4.1 曝气方式及载体填充率与氧传质效能响应关系分析 |
| 4.4.2 碳源与氧传质效能响应关系分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于流动传质的污水处理效能优化及作用机制研究 |
| 5.1 AFBBR系统污水处理效能优化研究 |
| 5.1.1 有机物处理效果分析 |
| 5.1.2 氮处理效果及机制分析 |
| 5.1.3 磷处理效果分析 |
| 5.1.4 多相流动传质与污水处理效能响应关系分析 |
| 5.2 碳氮比对污水处理机制影响研究 |
| 5.2.1 C:N对污水处理效果的影响 |
| 5.2.2 C:N对沿程污染物浓度分布的影响 |
| 5.2.3 C:N、氧传质效能与污水处理效能响应关系分析 |
| 5.3 碳源类型对污水处理机制影响研究 |
| 5.3.1 碳源类型对污水处理效果的影响 |
| 5.3.2 碳源类型对沿程污染物浓度分布的影响 |
| 5.3.3 碳源类型、氧传质效能与污水处理效能响应关系分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多相流动传质与生物膜特性响应机制研究 |
| 6.1 生物膜表观特性及官能团组成分析 |
| 6.1.1 生物膜表观特性 |
| 6.1.2 基于FTIR技术的生物膜官能团组成分析 |
| 6.2 流动传质对EPS组成及分布的影响 |
| 6.2.1 EPS含量分布规律 |
| 6.2.2 EPS荧光组分确定与分析 |
| 6.2.3 基于FTIR技术的EPS化学组成分析 |
| 6.3 流动传质对微生物组成及功能基因表达的影响 |
| 6.3.1 微生物群落多样性分析 |
| 6.3.2 微生物群落组成分析 |
| 6.3.3 功能微生物及q PCR功能基因分布特性 |
| 6.4 多相流动传质、污水处理效能与微生物群落响应关系分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（6）混流式水轮机变负荷过程内部流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 瞬态过程数值模拟方法研究现状 |
| 1.2.2 瞬态过程流动特性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 水轮机模型及数值模拟策略 |
| 2.1 Francis99模型介绍 |
| 2.1.1 试验装置及参数 |
| 2.1.2 监测点的布置 |
| 2.2 流动控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 数值格式及近壁面处理 |
| 2.5 稳定工况 |
| 2.5.1 运行参数及边界条件 |
| 2.5.2 计算域离散与网格无关性验证 |
| 2.6 变负荷瞬态工况 |
| 2.6.1 变负荷运行参数变化 |
| 2.6.2 瞬态计算初始条件及边界条件 |
| 2.6.3 计算域离散与网格无关性验证 |
| 2.6.4 网格变形与重构 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 稳定工况尾水管内流特性研究 |
| 3.1 数值结果验证 |
| 3.2 尾水管平均速度分布分析 |
| 3.3 压力脉动分析 |
| 3.3.1 BEP、HL工况压力脉动分析 |
| 3.3.2 PL工况压力脉动分析 |
| 3.4 尾水管内部流场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 变负荷瞬态过程水轮机内部流动特性研究 |
| 4.1 外特性参数和转轮受力分析 |
| 4.2 变负荷过程瞬时流场分析 |
| 4.2.1 无叶区流动特性分析 |
| 4.2.2 尾水管非定常速度场分析 |
| 4.2.3 尾水管旋流结构演化分析 |
| 4.2.4 尾水管内湍动能分布 |
| 4.3 变负荷过程压力脉动分析 |
| 4.3.1 变负荷过程压力脉动时域分析 |
| 4.3.2 变负荷过程压力脉动时频分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 CO_2的排放问题 |
| 1.2 油田CO_2-EOR采出气技术研究现状 |
| 1.3 油田采出气中分离CO_2方法 |
| 1.3.1 化学吸收法分离CO_2技术 |
| 1.3.2 膜法吸收分离CO_2技术 |
| 1.3.3 物理吸附法分离CO_2技术 |
| 1.3.4 低温分馏法分离CO_2技术 |
| 1.3.5 几种分离方法的对比 |
| 1.4 膜法分离捕集CO_2研究现状 |
| 1.4.1 膜分离工艺研究现状 |
| 1.4.2 膜组件及膜材料研究现状 |
| 1.4.3 CO_2-EOR采出气CO_2分离工艺模拟研究现状 |
| 1.4.4 MATLAB在膜分离工艺模拟中的应用 |
| 1.4.5 COMSOL在膜分离工艺模拟中的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 油田CO_2-EOR采出气膜分离理论分析 |
| 2.1 膜分离机理 |
| 2.1.1 溶解-扩散 |
| 2.1.2 表面扩散 |
| 2.1.3 分子筛 |
| 2.2 工业常用膜材料 |
| 2.2.1 高分子聚合物膜 |
| 2.2.2 无机膜 |
| 2.2.3 金属膜 |
| 2.3 膜性能评价指标 |
| 2.3.1 渗透系数 |
| 2.3.2 溶解系数 |
| 2.3.3 扩散系数 |
| 2.3.4 渗透速率 |
| 2.3.5 分离系数 |
| 2.3.6 渗透系数与分离系数的关系 |
| 2.4 工业常用膜组件 |
| 2.4.1 平板式膜组件 |
| 2.4.2 螺旋卷式膜组件 |
| 2.4.3 中空纤维式膜组件 |
| 2.4.4 膜组件中气体的流型 |
| 2.4.5 膜组件中气体的分布 |
| 2.4.6 膜组件的选择 |
| 2.5 膜分离系统 |
| 2.5.1 单级膜系统 |
| 2.5.2 双级膜系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 油田CO_2-EOR 采出气膜分离法工艺流程设计 |
| 3.1 CO_2-EOR采出气特性分析 |
| 3.1.1 常见CO_2-EOR采出气的组分分析 |
| 3.1.2 小规模CO_2-EOR采出气含量以及分离要求 |
| 3.2 膜分离法工艺流程设计 |
| 3.2.1 前处理部分流程设计 |
| 3.2.2 前处理部分主要设备及选型依据 |
| 3.2.3 膜分离部分工艺流程设计 |
| 3.3 理论分析计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 中空纤维膜丝结构对CO_2分离性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何模型建立及网格划分 |
| 4.3 数学方程 |
| 4.4 数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 膜丝长度对分离性能的影响 |
| 4.4.2 膜内径对气体分离性能的影响 |
| 4.4.3 膜厚度对气体分离性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于小规模CO_2-EOR采出气膜法捕集模拟优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CO_2分离数学模型 |
| 5.2.1 文献中的数学模型 |
| 5.2.2 CO_2/CH_4气体分离数学模型的建立 |
| 5.2.3 数学模型的验证 |
| 5.3 薄膜法MATLAB仿真模拟流程建立 |
| 5.4 不同膜材料模拟结果 |
| 5.4.1 原料气CO_2浓度对分离性能的影响 |
| 5.4.2 进气压力对分离性能的影响 |
| 5.4.3 原料气流量对分离性能的影响 |
| 5.4.4 膜基本参数对分离性能的影响 |
| 5.4.4.1 膜分离系数对分离性能的影响 |
| 5.4.4.2 膜渗透速率对分离性能的影响 |
| 5.5 聚酰亚胺中空纤维膜分离系统 |
| 5.5.1 操作压力对膜分离系统分离性能的影响 |
| 5.5.2 膜面积对膜分离系统分离性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间所发表的学术论文 |
（8）内旋式移动床低阶煤热解过程机理与产物特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 低阶煤热解基本原理与影响因素 |
| 1.2.1 低阶煤热解基本原理 |
| 1.2.2 低阶煤热解的影响因素 |
| 1.2.3 低阶煤热解产物调控 |
| 1.3 低阶煤热解技术发展概况 |
| 1.4 颗粒运动特性的研究 |
| 1.5 研究目标和研究内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 内旋式移动床反应器内颗粒的运动规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 反应器内颗粒运动的冷态试验 |
| 2.2.1 试验部分 |
| 2.2.2 结果与讨论 |
| 2.3 反应器内颗粒运动的数值模拟 |
| 2.3.1 离散单元法的基础理论 |
| 2.3.2 颗粒离散元模型的参数标定 |
| 2.3.3 仿真模型的建立及相关参数设置 |
| 2.3.4 反应器内颗粒运动的宏观规律 |
| 2.3.5 颗粒运动的速度分布 |
| 2.3.6 旋转轴转速对颗粒运动的影响 |
| 2.3.7 反应器内颗粒的扩散与混合 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 内旋式移动床反应器内颗粒的热解模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 低阶煤热解动力学模型 |
| 3.2.1 实验煤样 |
| 3.2.2 热重实验 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.3 反应器内颗粒床层的传热研究 |
| 3.3.1 反应器内传热过程分析 |
| 3.3.2 壁面和床层颗粒间传热系数 |
| 3.4 反应器内颗粒热解过程数值模拟 |
| 3.4.1 数学模型 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 内旋式移动床热解产物特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验部分 |
| 4.2.1 试验煤样预处理 |
| 4.2.2 试验装置及方法 |
| 4.2.3 产物特性的分析表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 试验系统误差确定 |
| 4.3.2 工艺条件对产物收率的影响 |
| 4.3.3 工艺条件对半焦特性的影响 |
| 4.3.4 工艺条件对半焦结构的影响 |
| 4.3.5 工艺条件对焦油特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 内旋式移动床热解产物调控的中试验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验部分 |
| 5.2.1 试验煤样 |
| 5.2.2 试验装置及方法 |
| 5.2.3 中试装置温度控制系统优化 |
| 5.2.4 产物特性的分析表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 热解装置温度场的分布 |
| 5.3.2 热解产物产率 |
| 5.3.3 热解产物特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 不同半焦的~(13)C-NMR及XRD谱图 |
| 附录2 主要符号说明 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）美罗培南生产废水中DMF的回收研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 研究思路及内容 |
| 1.3 创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 DMF性质 |
| 2.2 DMF用途 |
| 2.2.1 聚氨酯合成革 |
| 2.2.2 纤维生产 |
| 2.2.3 医药农药 |
| 2.2.4 染料 |
| 2.2.5 石油化工 |
| 2.2.6 其他 |
| 2.3 DMF废水资源化处理方法 |
| 2.3.1 精馏法 |
| 2.3.2 萃取法 |
| 2.3.3 吸附法 |
| 2.3.4 膜分离法 |
| 2.4 含盐体系的液液相平衡研究 |
| 第3章 液液相平衡数据测定与关联 |
| 3.1 相平衡实验 |
| 3.1.1 实验试剂与仪器 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 分析方法 |
| 3.2.1 标准曲线 |
| 3.2.2 不确定度评估 |
| 3.3 平衡时间的确定 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 液液相平衡数据 |
| 3.4.2 盐析效应 |
| 3.5 液液相平衡数据关联 |
| 3.5.1 Eisen-Joffe方程拟合 |
| 3.5.2 NRTL活度系数模型拟合 |
| 3.5.3 参数一致性检验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 萃取过程模拟与实验验证 |
| 4.1 液液萃取工艺条件 |
| 4.1.1 参数设置 |
| 4.1.2 相比的确定 |
| 4.2 错流萃取 |
| 4.2.1 多级错流萃取模拟 |
| 4.2.2 多级错流萃取实验 |
| 4.3 逆流萃取 |
| 4.3.1 多级逆流萃取模拟 |
| 4.3.2 多级逆流萃取实验 |
| 4.4 错流萃取与逆流萃取的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 往复振动筛板塔萃取DMF的研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.1.1 往复振动筛板塔 |
| 5.1.2 轴向混合扩散模型 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 分散相的选择 |
| 5.2.3 操作流量和振动强度 |
| 5.3 萃取水力学和传质参数计算与分析 |
| 5.3.1 Sauter液滴平均直径 |
| 5.3.2 分散相滞留率 |
| 5.3.3 传质系数 |
| 5.3.4 轴向扩散系数 |
| 5.4 萃取塔分离性能评估与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录一 迭代法求解表观传质单元数、表观传质单元高度和分散传质单元高度 |
| 附录二 试差法求解出口萃余相DMF浓度 |
| 硕士期间发表论文 |
（10）焦炉气甲烷化过程多尺度模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 甲烷化概述 |
| 2.2 甲烷化催化剂 |
| 2.3 甲烷化反应器 |
| 2.3.1 绝热固定床甲烷化反应器 |
| 2.3.2 列管式固定床反应器 |
| 2.3.3 流化床反应器 |
| 2.3.4 浆态床反应器 |
| 2.4 CFD在反应器开发中的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 模型建立与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.2.1 动力学方程 |
| 3.2.2 连续性方程 |
| 3.2.3 物质守恒方程 |
| 3.2.4 能量守恒方程 |
| 3.3 几何建模 |
| 3.3.1 圆柱形催化剂和反应器几何模型 |
| 3.3.2 异形催化剂和反应器几何模型 |
| 3.3.3 催化剂梯度装填几何模型 |
| 3.4 边界条件 |
| 3.5 网格划分 |
| 3.6 计算方法选择 |
| 3.7 结果后处理 |
| 3.8 模型验证 |
| 第4章 圆柱形甲烷化催化剂多尺度模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂尺度模拟结果分析 |
| 4.2.1 催化剂上关键组分浓度分布 |
| 4.2.2 催化剂上温度分布 |
| 4.2.3 催化剂上反应速率分布 |
| 4.3 催化剂尺度上反应条件和孔道结构的影响 |
| 4.3.1 温度和压力的影响 |
| 4.3.2 孔径和孔隙率的影响 |
| 4.4 反应器尺度模拟结果分析 |
| 4.4.1 流场分布 |
| 4.4.2 浓度分布 |
| 4.4.3 温度分布 |
| 4.4.4 反应速率分布 |
| 4.5 反应器尺度上操作条件的影响 |
| 4.5.1 压力的影响 |
| 4.5.2 入口温度的影响 |
| 4.5.3 流速的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 异形甲烷化催化剂多尺度模型研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 催化剂尺度上颗粒形状的影响 |
| 5.3 反应器尺度上颗粒形状的影响 |
| 5.3.1 颗粒形状对流场的影响 |
| 5.3.2 颗粒形状对浓度分布的影响 |
| 5.3.3 颗粒形状对温度分布的影响 |
| 5.3.4 颗粒形状对反应速率分布的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 催化剂梯度装填模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 催化剂质量均匀分布 |
| 6.3 催化剂质量梯度分布 |
| 6.4 操作条件的影响 |
| 6.4.1 压力的影响 |
| 6.4.2 壁温的影响 |
| 6.4.3 入口温度的影响 |
| 6.4.4 流速的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、关于轴向扩散模型及边界条件（论文参考文献）
- [1]气流床气化炉水冷壁表面液态渣膜的形成、流动、换热数值模拟与试验研究[D]. 葛琎. 浙江大学, 2021(01)
- [2]工业级脉冲折流板萃取柱CFD模拟研究[J]. 侯彦龙,谭博仁,魏刚,王勇. 原子能科学技术, 2021(S2)
- [3]钢筋混凝土非均匀锈胀三维损伤劣化对氯盐传输的影响[D]. 蒋昊宇. 浙江大学, 2021
- [4]基于光学诊断的煤与生物质颗粒混合着火及燃烧特性研究[D]. 祁胜. 浙江大学, 2021(01)
- [5]好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究[D]. 任杰辉. 西安理工大学, 2021(01)
- [6]混流式水轮机变负荷过程内部流动特性研究[D]. 冷在军. 西安理工大学, 2021
- [7]小规模CO2-EOR采出气膜法提纯工艺及特性研究[D]. 王婷. 青岛科技大学, 2021(01)
- [8]内旋式移动床低阶煤热解过程机理与产物特性研究[D]. 白效言. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [9]美罗培南生产废水中DMF的回收研究[D]. 王晓宇. 华东理工大学, 2021(08)
- [10]焦炉气甲烷化过程多尺度模拟[D]. 赵一权. 华东理工大学, 2021(08)