液化气锅炉富氧燃烧的数值模拟及实验研究

首先对炉内燃烧过程的各种数学模型进行了综述及分析,找出了适合液化气锅炉的数值模拟方法。在此基础上,运用计算流体动力学软件对液化气锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,得到了不同空气氧含量时炉内温度场、组分浓度场及NOx的生成及分布情况。找出了温度场与组分浓度场及NOx浓度场的对应关系,以及锅炉的燃烧效率及NOx排放量随氧含量的变化关系。最后对液化气锅炉富氧燃烧过程进行了较为详尽的实验研究。计算结果与实验数据对比表明,两者基本吻合。本文研究对富氧燃烧设备的工程设计具有理论及实用价值。     

高炉煤气/煤粉混烧锅炉燃尽风优化数值模拟

针对某300 MW高炉煤气/煤粉混烧锅炉,基于Fluent数值模拟软件,对二次风中3种燃尽风配比(19.4%,25%,40%)下的炉内燃烧过程进行数值模拟。计算结果表明:燃尽风配比的增加会造成下层高炉煤气的不完全燃烧,炉膛温度明显降低,同时NO生成量也会显著减少。3种工况下炉内最高温度均出现在燃烧器上部区域,温度分布与各组分浓度分布成对应关系,高温区对应着CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟

利用Fluent软件对某电站四角切圆燃烧锅炉有、无烟气再循环时的燃烧过程和NOx排放特性进行数值模拟。计算结果表明:有烟气再循环时,炉内平均温度分布和最大温度分布整体明显降低;炉膛出口CO2浓度有一定幅度的上升,O2浓度有了较大幅度的下降;同时NOx生成量有较大幅度降低,其数值模拟结果与试验结果基本相符。还对烟气再循环倍率和烟温等对氮氧化物生成量的影响进行了研究,并对烟气再循环倍率进行了优化数值模拟。其研究结果为烟气再循环锅炉的设计、运行提供了参考依据。     

喷旋分解炉内煤粉燃烧的数值模拟

采用Eulerian/Lagrangian方法对喷旋水泥分解炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟.计算了分解炉内流场、温度场和组分场的分布.模拟结果表明:炉膛下部空间存在旋转流场,从下至上旋转强度从弱到强,然后再逐渐减弱,直到炉膛出口仍存在残余旋流;炉内最高温度出现在喷煤管区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低;炉内CO、O2和CO2的质量浓度分布与温度分布有很大关系,高温区对应着高的CO质量浓度和低的O2、CO2质量浓度.     

空气幕对厨房内PM2.5控制效果的模拟与分析

厨房烹饪是民居室内PM_2.5污染物的重要来源,为对其进行有效控制,提出了空气幕送风方式。建立厨房物理模型,使用Fluent软件对厨房内的气流组织、温度分布和PM_2.5浓度分布进行了数值模拟。研究了空气幕对厨房内PM_2.5和热流的控制效果,并对3种射流速度进行对比分析。研究结果表明：空气幕射流气流对烹饪区域产生了很好的包裹效应,可以阻隔PM_2.5的扩散和热流的蔓延;可使厨房内PM_2.5排除率提高到44%~75%,平均降温1~2℃。当空气幕射流速度为0.6 m/s时,控制效果最佳。研究结论可对厨房PM_2.5污染的防治提供参考,为空气幕送风系统的研究提供模拟数据和理论依据。     

Ⅰ型载荷下裂纹前缘氢浓度分布数值模拟

采用边界元素法,对Ⅰ型裂纹试样内氢的扩散过程进行了数值模拟,给出了裂尖附近氢聚集过程及氢浓度分布随时间变化的定量关系,并且探讨了载荷对裂纹前缘氢浓度分布的影响.文中还与有关的试验现象和结果进行了比较与讨论,进一步探讨了金属的氢致裂纹扩展机制.     

1000 MW燃煤锅炉低氮燃烧的数值模拟与分析

为了研究某1 000 MW燃煤锅炉低氮改造后的最佳配风方案,应用流体力学仿真软件对炉内温度、CO浓度等燃烧特性进行了数值模拟与分析。结果表明:对比4组不同二次风配风工况下炉内速度场、温度场以及组分场的分布信息,发现锅炉低氮燃烧适宜采用正宝塔式二次风配风方式;另外,通过分析不同燃尽风与附加风风率对锅炉燃烧效率与炉膛出口NO浓度的影响,发现燃尽风风率附加风风率均取15%左右时,炉膛出口NO浓度降低到200 mg/m~3以下,锅炉燃烧效率最优。数值模拟实验结果对锅炉低氮燃烧运行具有重要指导价值。     

海底隧道竖井口污染物扩散的数值分析及应用

针对某海底隧道竖井排出污染物对人工岛上环境影响,以CO为主要污染物源,运用计算流体力学软件CFdesign建立竖井CO排放及扩散的三维数值模型,对排风竖井周围CO浓度分布进行数值模拟,结合人工岛上对CO浓度及影响范围的控制标准,分析排风塔高度、排风风量、环境自然风风速对排风塔所排污染物的浓度分布的影响.计算结果表明:风塔高度越高,人工岛上限制高度范围内的CO浓度越小,当风塔高度在35 m以上时,人工岛地面以上15 m范围内空气质量达标,并不再随风塔高度而变化;排风风量越小,污染物沿排风方向的影响范围越小.     

四角切圆燃烧锅炉燃烧和污染物排放数值模拟

借助FLUENT软件平台,对镇海电厂一台200 MW四角切圆燃烧锅炉炉内流动、燃烧,以及污染物NOx的生成进行了三维数值模拟.计算结果表明,整个炉膛空间存在着旋转流场,炉内最高温度出现在燃烧器区域.温度场与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2和O2的低浓度区.NOx的生成主要在炉膛的高温区.在炉膛中心,NOx大量生成且沿着炉膛的高度方向,浓度逐渐降低.     

燃烧参数对炉内温度场、流场和浓度场的影响

对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧技术,运用Fluent软件通过数值模拟进行了研究.主要分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的因素.研究结果表明:气流的相对速度对加热炉炉膛内的温度分布有很大的影响.天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大,而且炉膛内的平均温度愈高,炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时,仅提高天然气的预热温度,炉内的最高温度和平均温度会随之提高;当空气的温度比较低时,随着天然气的预热温度的升高,燃烧产物中NO的浓度呈指数规律升高;当空气的预热温度升高时,NO的浓度随天然气的预热温度的升高呈指数规律降低.     

基于NDIR法汽车尾气分析仪的设计与实现

为实现汽车尾气中CO、CO2、HC的定量测量，分析了NDIR（non—dispersive infrared，非分光红外）实现测量气体浓度的工作过程．在此基础上构建了测量系统，给出了实际应用中硬件电路和软件程序的实现思路．经实际取样尾气测量实验证明，该方法测量准确、精度较高，且成本降低．     

室内燃气稳态泄漏数值模拟

针对室内燃气在有限空间内泄漏不易扩散的特点, 分析风速对室内燃气泄漏扩散的影响, 建立了室内燃气管道泄漏的模型。采用计算流体力学软件, 对天然气、 液化石油气等两种室内燃气进行稳态泄漏过程的数值模拟。在风速分别为1m / s和3m / s , 泄漏时间分别为1 0、 6 0、 1 2 0s和2 4 0s的条件下, 考察了两种气体的体积分数。结果表明, 风速能够加速室内燃气的扩散; 泄漏的液化石油气更容易发生堆积, 形成爆炸危险区域。研究结果可为燃气泄漏事故的处理提供理论依据。     

室内液化石油气泄漏扩散数值模拟

液化石油气是一种危险性气体,一旦发生泄漏,所造成的后果是非常严重的,所以其安全问题很重要。针对液化石油气的特点,建立有限空间内部发生泄漏扩散的物理模型,并对液化石油气泄漏扩散的过程进行了数值模拟。通过模拟结果分析了其扩散过程的内部流场,并对比了相对湿度不同时其扩散过程的变化规律。结果表明,由于受空气中涡流移动的影响,泄漏点两侧气体扩散的速度矢量由起初的一侧高另一侧低变为一侧低另一侧高;风速增大,加快涡流的产生和移动速度,使C₃H₈的质量分数分布变化更剧烈;相对湿度较大时气体的下降速度比湿度小时更快,在低于泄漏点高度的平面内,湿度增大,C₃H₈的质量分数也变大,缩短液化石油气报警器的报警时 间。     

天然气普通燃烧中NO_x、CO和未完全燃烧CH_4排放的研究

讨论民用灶具普通燃烧时,火焰周围烟气浓度和温度的分布状态以及天然气强制排烟式燃气热水器烟道中的各种烟气成份的浓度.在有烟囱的封闭空间和大空间中催化燃烧过程均可达到近零污染排放,而且其天然气的转化率接近100%.在有烟囱的封闭空间中普通的天然气燃烧排放的NOx、CO浓度和不完全燃烧CH4浓度与催化燃烧相比较,排放量比较高;在大空间中火焰周围存在着排放的废气.通过实验测量表明普通燃烧天然气的转化率低于催化燃烧方式.     

增压稀燃液化石油气发动机优化匹配

通过优化压缩比和凸轮轴配气相位,提高了增压稀燃液化石油气(LPG)发动机效率,解决了由于LPG燃烧较慢引起的发动机热效率低、排放差和排温过高等问题.使用一维仿真软件搭建了增压稀燃LPG发动机整机模型,并通过对比不同压缩比下发动机性能的仿真计算结果和台架试验结果,确定了最优压缩比.在最优压缩比下采用逐次优化方法优化排气早...     

基于FLUENT的架空天然气管道泄漏数值模拟

建立了天然气管道在空旷地面发生泄漏的三维模型,对高速泄漏区域进行了网格细化。利用 CFD商业软件 FLUENT 6.3对泄漏过程进行模拟,考察了大气风速、泄漏初速度和泄漏口形状（圆形和菱形）对泄漏的影响。模拟结果表明,风速对天然气泄漏喷射射流角度有较大影响,扩散范围随扩散高度而增大;泄漏初速度对天然气喷射高度有较大影响,扩散高度随泄漏初速度的加快而变高;圆形泄漏口的硫化氢泄漏范围最宽。研究结果对加深长输天然气管道泄漏扩散规律的认识、事故的预防具有一定的意义。     

液化气储运过程事故机理仿真软件开发

液化气储运过程事故机理十分复杂,针对事故机理研究进行了仿真软件开发,介绍了仿真模型、软件分析设计过程及软件的特点。     

埋地天然气管道泄漏数值模拟

给出了天然气管道泄漏几何区域图形,建立了天然气泄漏控制方程,基于控制体积原理和多孔介质理论,利用计算流体力学软件对埋地天然气管道泄漏过程进行了数值模拟。通过模拟,得到了天然气在土壤和空气中泄漏浓度分布,并分析了风速对天然气组分的扩散影响规律,确定了安全区域,为天然气管道泄漏应急救援和安全管理提供了理论依据。     

天然气催化燃烧与气相燃烧烟气分布的研究

对催化燃烧Ⅴ型冷凝锅炉催化燃烧及空白独石气相燃烧情况下的烟气排放进行了对比研究,并对强制排烟式燃气热水器的烟气及燃气灶的烟气分布情况做了研究.试验证明燃气热水器排放的烟气及燃气灶的烟气都被明显稀释过,但污染物排放浓度仍然比催化燃烧高,空白独石气相燃烧污染物排放也较高.说明了催化燃烧比普通燃烧的优越性：近零污染及高燃烧效率.     

室内生活污水排气污染问题的分析及探讨

通过对厨卫间改造装饰无形中带来室内生活污水排气污染隐患的描述 ,来提醒人们 ,家庭装饰应全面考虑整体装饰品位