国家自然科学基金(21376134)
- 作品数：7 被引量：27H指数：4
- 相关作者：何榕张衍国张丰豪陈永利蒙爱红更多>>
- 相关机构：清华大学哥伦比亚大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市重点实验室国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学环境科学与工程更多>>
- 可燃固体废弃物热转化特性的基元表征方法被引量：1
- 2017年
- 随着社会经济发展,中国可燃固体废弃物产量逐年增加,采用热转化技术可有效处理可燃固废。在进行热转化处理时需要获取可燃固废的热值、挥发分等热转化特性。该文建立了一种以纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等9种物质为基元预测可燃固废热转化特性的方法。通过对可燃固废进行TGA热解实验,采用多元线性回归,以灰色关联度为判据,用基元的失重曲线拟合获得了可燃固废的失重曲线,拟合系数即为该可燃固废的基元表征系数。利用基元表征系数,结合基元数据,通过线性加权计算表征了可燃固废的热转化特性,其中挥发分表征误差在5%以内,热值误差在10%以内。该研究为热转化特性计算提供了一个简洁有效的路径,可作为工程设计参考。
- 龙艳秋李清海周会蒙爱红张衍国
- 关键词：热转化热重分析
- FD模型应用于煤热解过程的数值模拟被引量：4
- 2014年
- 为将煤热解FD模型引入对煤热解实际过程的数值计算与分析,提出了适用于煤热解实际过程的数值计算方法。分别对3种不同的煤在热管反应器中的热解过程进行了数值计算,并与实验结果以及已有的FG-DVC模型、CPD模型的数值计算结果进行了对比分析。并分析了热解温度、颗粒粒径对煤热解产物的影响。结果表明,与FG-DVC模型、CPD模型相比,FD模型的计算精度更高,能更好地用于数值计算煤热解的实际过程;随着热解温度的升高,气体产量先快速增大,当热解温度高于1373 K时,气体产量的变化很小;而随着热解温度的升高,焦油产量一直逐渐减小,且达到焦油产量最大值所需的时间也缩短;随着颗粒粒径的增大,气体与焦油的产量都逐渐减小,而达到焦油产量最大值所需的时间却延长。
- 虞君武陈永利何榕张衍国
- 关键词：煤热解
- 刚体有限元方法改进及其在风力机动力学中的应用被引量：1
- 2014年
- 在建立风力机结构动力学模型过程中,该文发现刚体有限元方法采用的二次划分方法存在缺陷,会导致系统动能存在损失、精度降低。为了对这些缺陷进行改进,抛弃二次划分方法,根据实际结构灵活布置弹性阻尼节点,并调整了弹性阻尼节点的作用范围。对改进方法的正确性和精度进行对比验证,结果表明:改进方法具有更高的精度;在分段数目较少时,其位移和频率结果更接近精确解。改进方法灵活易用,处理边界条件简便,有利于在工程应用中的推广。采用改进方法建立了水平轴风力发电机的整机结构动力学模型,该模型结果精确可靠。
- 张丰豪何榕
- 关键词：风力机动力学
- 分形颗粒在低Reynolds数条件下传热特性被引量：1
- 2014年
- 目前可用的单个颗粒传热计算公式是在假设颗粒为球形颗粒的基础上得到的,但实际颗粒与球体差异很大,其外形很不规则。但在涉及颗粒流的实际工业计算和相关数值模拟计算中,研究者们通常将实际颗粒近似看成球体,而能否简单采用这一球形假设,还有待进一步验证。该文通过自由漫步的方法生成了与实际颗粒很相似的分形颗粒模型,并运用分子运动论和气体扩散理论建立了分形颗粒在低Reynolds数条件下传热计算模型,研究了分形颗粒的传热特性。计算使用的颗粒直径范围为小于5μm。计算结果表明:分形颗粒在低Reynolds数条件下进行传热计算时,采用球形假设会产生很大误差,最大误差可达82%;分形颗粒的比表面积和分形维数对Nu有重要影响。
- 虞君武何榕张衍国
- 关键词：分子运动论分子扩散传热系数
- 基于柔性多体动力学的风力发电机固有振动频率研究被引量：12
- 2014年
- 水平轴风力发电机大型化、柔性化的发展趋势使得基于小变形假设的线性分析方法不再合理。大型风力机柔性叶片和塔架的耦合振动加剧,需采用整机模型对其进行分析。基于柔性多体动力学理论,采用刚体有限元方法建立了风力发电机的整机结构动力学模型,该模型不受几何变形量大小限制,能够对风力机在各种情况下的整机振动进行分析。模型结果与其他程序进行了对比,证实该文模型的精度比模态方法更高。研究了叶片和塔架在耦合与非耦合状态下整机的固有振动频率,结果表明:在整机状态下塔架和叶片的部分高阶频率发生了变化,系统中有新的耦合振动频率产生,这意味着用单个柔性部件的固有频率去评估整机的振动是不可靠的,对于大型风力机必须采用整机模型。
- 张丰豪何榕
- 关键词：水平轴风力发电机振动
- 结构阻尼对风力机塔架振动特性的影响被引量：4
- 2015年
- 采用刚体有限元方法建立风力机塔架的三维结构动力学模型。研究湍流风况下风力机塔架弯曲、扭转及沿重力方向的固有振动特征,分析结构阻尼对塔架振动特性的影响。计算结果显示:塔架沿重力向和沿轴扭转的振动特征比弯曲振动复杂得多;结构阻尼能够很容易消除弯曲振动的高阶频率,但其对塔架扭转振动的耗散作用则不显著;塔架重力向振动的高阶频率在很大的结构阻尼下才能被消除。随着阻尼的增大,塔架一阶弯曲振动的主导作用减弱,振动特征被外界湍流风所控制。
- 张丰豪何榕
- 关键词：风力机塔架阻尼振动
- 鼓泡流化床中生物质气化的数值模拟被引量：5
- 2014年
- 为更好地进行流化床的设计及优化,建立了鼓泡流化床中生物质气化的数值计算模型.对鼓泡流化床中以空气为气化介质的木材的气化进行了数值计算,并与实验结果进行比较.着重考察了燃料与空气质量比、颗粒粒径、初始床高以及热边界条件对生物质在空气中气化产物的影响.结果表明,数值计算结果与实验结果吻合良好,说明该模型可较好地用于计算鼓泡流化床中生物质的气化;燃料与空气质量比对生物质气化生成的气体产量和气体组成都有显著的影响,其影响最高可达25%;颗粒粒径也有一定的影响,其影响约为10%;增大燃料与空气质量比和减小颗粒粒径都可使气体产量增大,同时有利于燃料气体(CO、H2和CH4)的生成;初始床高和热边界条件的影响都不明显,初始床高的影响小于5%,而热边界条件的影响则小于1%.
- 虞君武何榕张衍国
- 关键词：鼓泡流化床气化数值模拟生物质
