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KR铁水脱硫能效特性与搅拌参数优化研究
1
作者
马苏炜
李强
《钢铁研究学报》
北大核心
2025年第10期1299-1309,共11页
面向钢铁企业实现铁水脱硫的降本增效的需求,优化KR(Kanbara Reactor)铁水预处理的能效特性具有重要价值。基于水模和数模,调查了KR脱硫过程多相流动行为,探究了KR搅拌过程熔渣分散动力学行为及能耗能效特性,提出了搅拌功率密度和脱硫...
面向钢铁企业实现铁水脱硫的降本增效的需求,优化KR(Kanbara Reactor)铁水预处理的能效特性具有重要价值。基于水模和数模,调查了KR脱硫过程多相流动行为,探究了KR搅拌过程熔渣分散动力学行为及能耗能效特性,提出了搅拌功率密度和脱硫能效指数以评价KR铁水脱硫能耗特性及能效指标。重点考察了搅拌桨型、转速、浸入深度以及脱硫剂密度对功率密度和脱硫效率指数的影响,辨明了机械搅拌能量消耗和脱硫能效特性。研究结果表明,增加搅拌桨纵横比、转速均会导致搅拌能耗的增加,而浸入深度和脱硫剂密度的影响较小。能效指数与转速关系密切,表现出先增加后降低,在60 r/min时取得较优能效。增加搅拌桨纵横比会导致KR脱硫能效指数持续降低,说明通过增加搅拌桨纵横比提高KR脱硫性能是以消耗更多搅拌能量为代价而实现的。随着浸入深度的增加,脱硫剂的能效指数先增加后减小,在浸入深度为1815 mm时达到了最佳脱硫效率。增加脱硫剂密度能够促进脱硫剂分散,提高脱硫效率。
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关键词
脱硫
能效
脱硫效率
降本增效
vof
方法
数值模拟
原文传递
浮力气泡对水平壁面的回弹动力学特性
被引量：
5
2
作者
张洋
陈科
+1 位作者
尤云祥
盛立
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期1285-1295,共11页
黏性液体中的气泡浮升运动有趣而又复杂,而气泡与固壁边界的相互作用更是广泛存在于实际工程中.基于轴对称数值计算,模拟了浮力驱动下气泡在黏性液体中上升并与顶部水平固壁面碰撞、回弹的过程.采用考虑表面张力的不可压、变密度Navier-...
黏性液体中的气泡浮升运动有趣而又复杂,而气泡与固壁边界的相互作用更是广泛存在于实际工程中.基于轴对称数值计算,模拟了浮力驱动下气泡在黏性液体中上升并与顶部水平固壁面碰撞、回弹的过程.采用考虑表面张力的不可压、变密度Navier-Stokes方程来描述气液两相流流动,并通过基于分级八叉树的有限体积法进行数值求解.为准确捕捉气泡在回弹过程中局部而迅速的拓扑变化,采用了动态自适应网格技术耦合流体体积法(volume of fluid, VOF)来重构气泡的形状.从气泡对壁面的碰撞和回弹的基本现象入手,研究了伽利略数Ga和接触速度U_a对气泡回弹动力学特性的影响,分析了气泡碰撞过程中涡结构的变化.用回弹高度H、回弹周期T、长宽比A_r、浮升速度U、轴向位置z和回复系数Cr等参数来表征不同条件时气泡的运动和形状特性.研究结果表明,气泡的回弹运动特性对Ga十分敏感. Ga的增大可加剧气泡形变,促进气泡的回弹运动,增多回弹次数,增大回弹参数(T和H),提升回复系数.然而,接触速度并非决定气泡回弹动力学的控制参数, Ua的改变并不会改变回复系数.
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关键词
气泡回弹动力学
自适应
vof
伽利略数
接触速度
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职称材料
两层粘性流体中运动球体尾流的数值模拟
被引量：
2
3
作者
张海伟
尤云祥
+1 位作者
魏岗
缪国平
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第2期194-198,共5页
采用求解Navier-Stokes方程的方法,研究了有限深两层粘性流体中定常运动球体激发波动的问题.基于体积分数方法,成功地数值模拟了球体运动在自由面和内界面上激发尾迹的特征,揭示了Froude数、密度比和潜深对自由面和内界面尾迹的波系分...
采用求解Navier-Stokes方程的方法,研究了有限深两层粘性流体中定常运动球体激发波动的问题.基于体积分数方法,成功地数值模拟了球体运动在自由面和内界面上激发尾迹的特征,揭示了Froude数、密度比和潜深对自由面和内界面尾迹的波系分布和波形结构的影响.结果表明,采用计算流体力学手段预报运动潜体粘性分层流场是可行的.
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关键词
两层流体
体积方法
内波
尾迹
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职称材料
乌东德水电站明满流尾水洞瞬态水力特性研究
被引量：
5
4
作者
何相慧
杨桀彬
+1 位作者
杨建东
李玲
《中国农村水利水电》
北大核心
2021年第11期176-181,共6页
尾导结合的水电站,在水力过渡过程中会出现明满流交替出现的情况。本文采用基于虚拟狭缝法的一维计算和基于VOF模型的三维计算,研究了明满流水电站过渡过程中的调压室涌浪、明满流分界面移动、尾导结合处水深等问题。结果表明:有压流和...
尾导结合的水电站,在水力过渡过程中会出现明满流交替出现的情况。本文采用基于虚拟狭缝法的一维计算和基于VOF模型的三维计算,研究了明满流水电站过渡过程中的调压室涌浪、明满流分界面移动、尾导结合处水深等问题。结果表明:有压流和明满流工况下,一维计算和三维计算的调压室涌浪周期差值在8 s以内,有压流工况的差值小于1s,两者吻合度较高;尾水洞顶压力随时间做周期性衰减运动,明流区洞顶压力为零,满流区洞顶压力与水深正相关;明满流分界面向下游移动速度较快时,会产生一系列的残留气囊;通过尾导结合处的弗劳德数随时间的变化规律可知,该水电站在低水位甩负荷的过渡过程中未产生断流。
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关键词
水电站
城门洞型
虚拟狭缝法
vof
模型
明满流
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职称材料
圆形断面明满流尾水系统水力过渡过程研究
被引量：
4
5
作者
林杰
何相慧
+1 位作者
杨桀彬
杨建东
《中国农村水利水电》
北大核心
2022年第11期193-202,共10页
为了研究圆形断面明满流尾水隧洞的适用性,本文采用基于改进的虚拟狭缝法一维计算以及基于CFD和VOF模型的三维计算方法,对比了圆形断面与城门洞型断面尾水系统在大波动过渡过程中的水力特性。结果表明,两种断面形状的尾水隧洞明满流分...
为了研究圆形断面明满流尾水隧洞的适用性,本文采用基于改进的虚拟狭缝法一维计算以及基于CFD和VOF模型的三维计算方法,对比了圆形断面与城门洞型断面尾水系统在大波动过渡过程中的水力特性。结果表明,两种断面形状的尾水隧洞明满流分界面波动包括退水、平槽、壅水三个过程,两种断面在水力特性方面并无明显差异。明满流尾水系统明满流界面呈明显的三维波动,三维计算具有明显的波前现象。明满流界面的移动伴随着洞顶气囊的产生、发展、破碎与溃灭,但本文体型的尾水洞洞顶气囊破碎时未产生明显的冲击压力,不会对结构产生较大影响。因此,圆形断面尾水系统在明满流工况下无不利流态,可应用于工程实践。
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关键词
水电站
圆形断面
改进的虚拟狭缝法
CFD
vof
明满流尾水洞
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职称材料
题名
KR铁水脱硫能效特性与搅拌参数优化研究
1
作者
马苏炜
李强
机构
东北大学冶金学院
出处
《钢铁研究学报》
北大核心
2025年第10期1299-1309,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52274328,52074079)。
文摘
面向钢铁企业实现铁水脱硫的降本增效的需求,优化KR(Kanbara Reactor)铁水预处理的能效特性具有重要价值。基于水模和数模,调查了KR脱硫过程多相流动行为,探究了KR搅拌过程熔渣分散动力学行为及能耗能效特性,提出了搅拌功率密度和脱硫能效指数以评价KR铁水脱硫能耗特性及能效指标。重点考察了搅拌桨型、转速、浸入深度以及脱硫剂密度对功率密度和脱硫效率指数的影响,辨明了机械搅拌能量消耗和脱硫能效特性。研究结果表明,增加搅拌桨纵横比、转速均会导致搅拌能耗的增加,而浸入深度和脱硫剂密度的影响较小。能效指数与转速关系密切,表现出先增加后降低,在60 r/min时取得较优能效。增加搅拌桨纵横比会导致KR脱硫能效指数持续降低,说明通过增加搅拌桨纵横比提高KR脱硫性能是以消耗更多搅拌能量为代价而实现的。随着浸入深度的增加,脱硫剂的能效指数先增加后减小,在浸入深度为1815 mm时达到了最佳脱硫效率。增加脱硫剂密度能够促进脱硫剂分散,提高脱硫效率。
关键词
脱硫
能效
脱硫效率
降本增效
vof
方法
数值模拟
Keywords
desulfurization
energy efficiency
desulfurization efficiency
cost reduction and efficiency increase
vof approach
numerical simulation
分类号
TF769.9 [冶金工程—钢铁冶金]
原文传递
题名
浮力气泡对水平壁面的回弹动力学特性
被引量：
5
2
作者
张洋
陈科
尤云祥
盛立
机构
上海交通大学海洋工程国家重点实验室
普渡大学机械工程系
高新船舶与深海开发装备协同创新中心
中国人民解放军
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期1285-1295,共11页
基金
CSC项目(201806230204)
航天先进制造联合基金项目(USCAST2016-2)资助
文摘
黏性液体中的气泡浮升运动有趣而又复杂,而气泡与固壁边界的相互作用更是广泛存在于实际工程中.基于轴对称数值计算,模拟了浮力驱动下气泡在黏性液体中上升并与顶部水平固壁面碰撞、回弹的过程.采用考虑表面张力的不可压、变密度Navier-Stokes方程来描述气液两相流流动,并通过基于分级八叉树的有限体积法进行数值求解.为准确捕捉气泡在回弹过程中局部而迅速的拓扑变化,采用了动态自适应网格技术耦合流体体积法(volume of fluid, VOF)来重构气泡的形状.从气泡对壁面的碰撞和回弹的基本现象入手,研究了伽利略数Ga和接触速度U_a对气泡回弹动力学特性的影响,分析了气泡碰撞过程中涡结构的变化.用回弹高度H、回弹周期T、长宽比A_r、浮升速度U、轴向位置z和回复系数Cr等参数来表征不同条件时气泡的运动和形状特性.研究结果表明,气泡的回弹运动特性对Ga十分敏感. Ga的增大可加剧气泡形变,促进气泡的回弹运动,增多回弹次数,增大回弹参数(T和H),提升回复系数.然而,接触速度并非决定气泡回弹动力学的控制参数, Ua的改变并不会改变回复系数.
关键词
气泡回弹动力学
自适应
vof
伽利略数
接触速度
Keywords
bubble bouncing dynamics
AMR-
vof
Galilei number
approach
velocity
分类号
O359.1 [理学—流体力学]
O241.8 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
两层粘性流体中运动球体尾流的数值模拟
被引量：
2
3
作者
张海伟
尤云祥
魏岗
缪国平
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第2期194-198,共5页
基金
高等学校全国优秀博士学位论文作者专项基金(1024)
国家自然科学基金(10672102)项目资助
文摘
采用求解Navier-Stokes方程的方法,研究了有限深两层粘性流体中定常运动球体激发波动的问题.基于体积分数方法,成功地数值模拟了球体运动在自由面和内界面上激发尾迹的特征,揭示了Froude数、密度比和潜深对自由面和内界面尾迹的波系分布和波形结构的影响.结果表明,采用计算流体力学手段预报运动潜体粘性分层流场是可行的.
关键词
两层流体
体积方法
内波
尾迹
Keywords
two-layer fluid
volume-of-fluid
approach
（
vof
）
internal wave
wake
分类号
U661.3 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
乌东德水电站明满流尾水洞瞬态水力特性研究
被引量：
5
4
作者
何相慧
杨桀彬
杨建东
李玲
机构
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
长江勘探规划设计研究有限责任公司
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2021年第11期176-181,共6页
基金
国家自然科学基金重点项目(51839008)。
文摘
尾导结合的水电站,在水力过渡过程中会出现明满流交替出现的情况。本文采用基于虚拟狭缝法的一维计算和基于VOF模型的三维计算,研究了明满流水电站过渡过程中的调压室涌浪、明满流分界面移动、尾导结合处水深等问题。结果表明:有压流和明满流工况下,一维计算和三维计算的调压室涌浪周期差值在8 s以内,有压流工况的差值小于1s,两者吻合度较高;尾水洞顶压力随时间做周期性衰减运动,明流区洞顶压力为零,满流区洞顶压力与水深正相关;明满流分界面向下游移动速度较快时,会产生一系列的残留气囊;通过尾导结合处的弗劳德数随时间的变化规律可知,该水电站在低水位甩负荷的过渡过程中未产生断流。
关键词
水电站
城门洞型
虚拟狭缝法
vof
模型
明满流
Keywords
hydropower station
arch crowns
virtual slot
approach
vof
model
free-surface-pressurized
分类号
TV135 [水利工程—水力学及河流动力学]
在线阅读
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职称材料
题名
圆形断面明满流尾水系统水力过渡过程研究
被引量：
4
5
作者
林杰
何相慧
杨桀彬
杨建东
机构
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2022年第11期193-202,共10页
基金
国家自然科学基金重点项目(51839008)。
文摘
为了研究圆形断面明满流尾水隧洞的适用性,本文采用基于改进的虚拟狭缝法一维计算以及基于CFD和VOF模型的三维计算方法,对比了圆形断面与城门洞型断面尾水系统在大波动过渡过程中的水力特性。结果表明,两种断面形状的尾水隧洞明满流分界面波动包括退水、平槽、壅水三个过程,两种断面在水力特性方面并无明显差异。明满流尾水系统明满流界面呈明显的三维波动,三维计算具有明显的波前现象。明满流界面的移动伴随着洞顶气囊的产生、发展、破碎与溃灭,但本文体型的尾水洞洞顶气囊破碎时未产生明显的冲击压力,不会对结构产生较大影响。因此,圆形断面尾水系统在明满流工况下无不利流态,可应用于工程实践。
关键词
水电站
圆形断面
改进的虚拟狭缝法
CFD
vof
明满流尾水洞
Keywords
hydropower station
circular section
improved virtual slot
approach
CFD
vof
free-surface-pressurized tailrace tunnel
分类号
TV134 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
KR铁水脱硫能效特性与搅拌参数优化研究
马苏炜
李强
《钢铁研究学报》
北大核心
2025
0
原文传递
2
浮力气泡对水平壁面的回弹动力学特性
张洋
陈科
尤云祥
盛立
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
5
在线阅读
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职称材料
3
两层粘性流体中运动球体尾流的数值模拟
张海伟
尤云祥
魏岗
缪国平
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
2
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职称材料
4
乌东德水电站明满流尾水洞瞬态水力特性研究
何相慧
杨桀彬
杨建东
李玲
《中国农村水利水电》
北大核心
2021
5
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职称材料
5
圆形断面明满流尾水系统水力过渡过程研究
林杰
何相慧
杨桀彬
杨建东
《中国农村水利水电》
北大核心
2022
4
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职称材料
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