热气机外燃系统换热计算

本文基于液体燃料燃烧化学反应平衡计算，求得燃烧产物温度及组分成份，在此基础上计算燃气物性，从而计算了热气机外燃系统加热管的对流换热系数、辐射换热系数及后排换热管的肋片换热，对燃用空气和液氧两种燃烧情形进行了对比计算，对计算结果进行了分析和讨论，得到了很有价值的结论，为热气机外燃系统结构设计提供了指导。     

Stirling 发动机燃烧及换热分析

基于碳氢燃料燃烧化学平衡反应计算,得到燃烧产物温度及组分成份,在此基础上计算燃气物性,从而计算了热气机外燃系统加热管的对流换热系数、辐射换热系数及后排换热管的肋片换热,对燃用空气和液氧两种燃烧情形进行了对比计算,并计算了各种因素对燃烧的影响,对计算结果进行了分析和讨论,得到了很有价值的结论,为热气机外燃系统结构设计提供了借鉴。     

沸腾燃烧锅炉的埋管辐射换热及其试验

在沸腾燃烧锅炉内的埋管传热中,料层对埋管的辐射换热占有一定份额。目前在沸腾炉的埋管传热计算中,尚无合适的计算公式。在现有采用的热力计算方法中,只计算埋管的总放热系数,而无辐射放热系数的计算公式。本文通过对燃烧沸腾层的辐射热流测量,并通过理论分析,得到适合于燃用     

微细直管内甲烷燃烧的数值模拟研究

采用计算流体力学方法对二维微细直管内甲烷和空气的预混燃烧进行了数值模拟,研究了燃烧器尺寸、壁面导热系数、对流换热系数、壁面厚度以及粗糙度对于燃烧的影响。模拟结果显示,燃烧器内径的变化、壁面导热系数、对流换热系数和壁面厚度的变化影响了热量在壁面内的传递和流体内径向温度的传递,使得燃料点燃和燃烧稳定性受到影响,甚至导致燃烧停止。壁面粗糙度增加了燃烧器内流体的扰动,增强了流体与壁面和流体内的换热,导致燃烧稳定性受到影响。模拟结果为设计和开发高效稳定的燃烧器提供了参考。     

GIBR叠层方片形发射药的燃烧特征

为了研究具有燃速渐增特性和分层结构的方片状发射药的燃烧特性,提出了该药的燃烧物理模型,以此模型建立了相应的形状函数,并对不同外层比例X1、燃速系数比K、药片厚度与宽度之比β条件下相对已燃质量Ψ、相对表面积σ随相对已燃厚度Z的变化进行计算和分析.通过射击试验和中止燃烧试验,对理论计算结果进行验证.结果表明,通过调整内外层比例、药型尺寸和燃速系数比,可以有效地控制分层结构片状发射药在不同时期的气体生成速率,而且实际燃烧规律与理论模型预测的结果基本一致,因此该物理模型基本反映了该种发射药的实际燃烧规律.     

常规/大空燃比燃烧组合供热技术在低温回火炉的应用及效果

介绍了常规燃烧+大空燃比燃烧的组合供热技术在某钢企低温回火热处理炉上的应用及效果,当钢板在300℃以下低温回火时,采用大空燃比燃烧,配合组合脉冲控制策略,获得低温回火良好的温度均匀性。炉内设置强力循环搅拌风机,增大低温回火对流换热系数,提高产能。在300℃以上中高温回火时,采用常规燃烧,获得中高温回火良好的温度均匀性及足够的供热能力。该热处理炉投产后温度均匀性、能耗、产能等考核结果达到预期目标,证明该技术的应用是成功的。     

典型工况下的稀燃天然气发动机燃烧循环变动研究

通过分别记录稀燃天然气发动机在怠速、低速大负荷及高速大负荷工况下的缸内压力数据,提取并计算各工况下缸内燃烧特征参数的循环变动率,进而研究各工况下稀燃天然气发动机燃烧循环变动的特性。结果表明:在怠速工况下,天然气发动机燃用稀混和气时,燃烧循环变动十分明显;与低速大负荷工况相比,稀燃天然气发动机在高速大负荷工况下的平均指示压力燃烧循环变动系数上升了一倍。     

多孔介质发动机工作过程单区模型模拟

采用单区燃烧模型模拟多孔介质（PM）发动机的压缩、燃烧和膨胀过程。以热力学第一定律为基础，引入多孔介质换热模型，建立了多孔介质发动机的能量方程。计算了多种工况参数下PM发动机缸内温度、压强变化规律，分别讨论了压缩比、过量空气系数、多孔介质温度、多孔介质体换热系数等参数对多孔介质发动机燃烧过程的影响。将PM发动机与传统发动机加以比较，结果表明PM使缸内温度和压强的变化趋于平缓，这有利于混合气着火并可降低NO，排放。     

汽油机燃烧过程的能量可用性和不可逆性变化率分析

以热力学第一定律数值模拟和Ｗｉｅｂｅ单燃烧函数为基础，应用热力学第二定律分析一台汽油机燃 烧过程的热机械能量可用性、化学能量可用性和不可逆性变化率。计算了在不同当量燃空比和残余废气 系数时热机械能量可用性、化学能量可用性和不可逆性变化率的变化情况，说明了在汽油机浓混合气运 行时，燃烧过程能量可用性的计算应该包括化学能量可用性的影响。     

基于表面温度控制的卫燃带设计方法

提出了基于卫燃带向火面表面温度计算及控制的卫燃带设计方法,并根据炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的集总参数换热模型及卫燃带向火面至水冷壁管内工质各个环节的传热模型,建立了将卫燃带向火侧的表面温度与锅炉负荷、卫燃带材料导热系数、卫燃带敷设厚度与面积关联的代数模型,并运用该模型对1台燃用阳沁无烟煤的1025 t/h四角切圆燃烧煤粉锅炉的卫燃带进行了传热计算.结果表明:锅炉负荷对卫燃带的表面温度影响最大,并且成近似线性关系;卫燃带厚度对表面温度的影响显现出对数函数的特性;卫燃带表面温度随材料导热系数的下降快速升高;卫燃带表面温度随面积的增加而缓慢增加;计算结果与国内1025 t/h同类型煤粉锅炉卫燃带的实际应用情况吻合.     

二甲醚—空气—N2/CO2混合气燃烧特性研究

在定容燃烧弹中系统地研究了常温常压下,不同稀释气、不同稀释系数、不同燃空当量比时二甲醚-0空气-稀释气混合气的燃烧特性.基于容弹计算的准维双区模型和实测的燃烧压力数据,计算了燃烧温度及规范化质量燃烧速率.研究结果表明:随着稀释系数的增加,最大燃烧压力值、最高燃烧温度值以及规范化质量燃烧速率均降低,而火焰发展期和快速燃烧期随稀释系数的增加而增加.研究发现,CO2作为稀释气体时对燃烧温度降低的效果较N2作为稀释气体时更加明显.     

高温低氧燃烧技术的关键设备--蜂窝状蓄热式热交换器的优化设计

讨论了高温空气燃烧技术的优势,即预热空气的节能效果及低NOx生成特性;而高效热交换器是高温低氧空气燃烧技术的一个关键,计算了空气、烟气在其关键设备——蜂窝状蓄热式热交换器中的换热系数、阻力及总传热系数,证实了其在热能回收利用方面的优越性。     

液化石油气与汽油燃烧特性的对比试验研究

在点燃式发动机上分别燃用液化石油气和汽油,通过采集示功图并进行放热规律计算,对两种燃料在相似工况、相同过量空气系数下的燃烧特性进行对比分析。结果表明,在不改变样机结构和点火提前角的情况下,燃用液化石油气造成样机最大输出功率下降了7.64%。标定工况下,过量空气系数的变化对样机燃用汽油时的功率影响较大。两种燃料标定工况下的比热耗均随过量空气系数的增大而降低,但液化石油气降低的幅度较小。相似工况、相同过量空气系数下,相对于汽油,液化石油气的滞燃期短,燃烧持续期短,燃烧速度快。     

5个待定系数的修正韦伯函数在发动机多火焰区燃烧模型中的应用

提出了含5个待定系数的修正韦伯函数，并应用多元非线性回归技术确定这些系数，模拟了具有双火焰区燃烧模式和稀燃－速燃特性的汽油机射流燃烧系统燃烧室中混合气的燃烧特性，从而成功地借助示功图分离出对分析整个燃烧过程至关重要的各火焰区中的质量燃烧率和火焰速比等参数，构成了实用的附有双火焰区的三区准维燃烧分析模型。应用实例表明，该函数与多区模型相结合，将在火花点火发动机燃烧模拟中具有强大生命力。     

汽油机燃烧过程中气缸内对流换热的数值模拟

本文对Morel的汽油机缸内对流换热模型进行了改进,把一维模型应用于燃烧过程的计算,可以体现汽油机燃烧时缸内温度、组分浓度和湍流的空间变化对对流换热的影响,得到燃烧时对流换热量随时间的变化和在缸内的径向分布情况.计算实例表明,面积平均的对流换热系数远大于Woschni公式得到的计算值,缸内热流量的变化与火焰面的位置有密切关系.应用本文的数值模拟方法,还可以预测发动机的几个参数改变时,对流换热量的相应变化情况.     

基于表面温度计算与控制的卫燃带设计方法及应用

提出了基于卫燃带向火侧表面温度计算及控制的卫燃带设计准则,并根据炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的集总参数换热模型及卫燃带向火面至水冷壁管内工质各个环节的传热模型,建立了将卫燃带向火侧的表面温度与锅炉负荷、卫燃带材料导热系数、卫燃带敷设厚度与面积关联起来的代数模型,并运用该模型对一台燃用松藻无烟煤的400t/h四角切圆燃烧定压运行煤粉炉的卫燃带进行了设计传热计算.结果表明锅炉负荷对卫燃带的表面温度影响最大,且近似呈线性关系;卫燃带厚度对表面温度的影响显现出对数函数的特性;卫燃带表面温度随材料导热系数的下降快速升高并随面积的增加而增加;对于导热系数为12 W/(m·k),厚度为60 mm的卫燃带,其计算的敷设面积为50～100 m2,与国内外400t/h同类型煤粉炉卫燃带的实际应用情况吻合良好.     

主动预燃室式直喷汽油机稀薄燃烧性能研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素。研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率。传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示热效率为45.0%,而采用主动预燃室系统后,稀燃极限可进一步拓展,过量空气系数可达2.0,指示热效率提升至46.5%,氮氧化物排放比采用传统火花塞点火技术时降低约88%;主动预燃室匹配高压缩比14.80的燃烧系统,可进一步拓展稀燃极限至过量空气系数2.1,指示热效率可达48.0%,氮氧化物排放继续降低,在过量空气系数采用2.1时NOx排放最低可达58×10-6。     

两种形式多孔介质发动机燃用液体燃料的着火特性

融合一种新式燃烧理念的多孔介质发动机,能够实现发动机的均质、高效和稳定燃烧.为加深对两种形式多孔介质发动机燃用液体燃料着火特性的了解及探讨影响其各自压燃着火的因素,用改进的KIVA-3V对两种形式的多孔介质发动机燃用异辛烷的工作过程进行了模拟,并讨论了多孔介质初始温度、多孔介质结构对两种形式发动机压燃着火的影响.计算结果表明,压缩比一定时,多孔介质初始温度是决定两种形式多孔介质发动机能否实现压燃着火的重要因素;与永久性接触型发动机相比,在较低的多孔介质初始温度下,即可保证周期性接触型发动机实现压燃着火;多孔介质结构通过改变多孔介质内气固两相换热及弥散作用影响两种形式多孔介质发动机的压燃着火.     

稀燃条件下主动预燃室式直喷汽油机燃烧和排放特性研究

为明晰不同点火方式对汽油机稀薄燃烧特性的影响规律,在一款排量为0.5L的研究型单缸机上试验研究了传统火花塞和主动预燃室两种不同点火方式下发动机燃烧及排放特性,探索主动预燃室拓展稀薄燃烧极限的多种影响因素。研究结果表明,稀薄燃烧可有效降低油耗,提高发动机热效率。传统点火线圈的稀燃极限处于过量空气系数1.5附近,最高指示热效率为45.0%,而采用主动预燃室系统后,稀燃极限可进一步拓展,过量空气系数可达2.0,指示热效率提升至46.5%,氮氧化物排放比采用传统火花塞点火技术时降低约88%;主动预燃室匹配高压缩比14.80的燃烧系统,可进一步拓展稀燃极限至过量空气系数2.1,指示热效率可达48.0%,氮氧化物排放继续降低,在过量空气系数采用2.1时NO_x排放最低可达58×10~(-6)。     

浅谈层燃煤炉改燃天然气技术

简述了层燃煤炉改燃天然气的原则及燃烧器布置的一般方法。指出：层燃煤炉改燃天然气后，燃烧效率和热效率均有明显的提高，环境效益特别显著；但也存在运行成本高，尾部受热面渗水等不足；建议在尾部增设凝结式换热，达到节能、节水、减少NOx排放和降低运行成本的目的。