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。     

Sitrling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。     

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     

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.     

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.     

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。     

米勒循环拓展均质压燃燃烧负荷范围的计算

针对柴油均质压燃燃烧中的压缩上止点喷射模式容易产生燃油附壁的特点,建立了基于喷雾、燃油附壁、油膜蒸发和燃烧等一系列过程的数学模型,利用该模型对135单缸柴油机进行了校核计算.在校核模型基础上完成了米勒循环拓展早喷模式均质压燃燃烧发动机负荷范围的计算,结果表明:在较低进气压力下(绝对压力小于0.14,MPa),最高燃烧温度是拓展负荷范围的限制条件;在较高的进气压力下(绝对压力大于0.14,MPa),最大压升率成为主要限制条件.通过过量空气系数与增压压力的匹配关系,实现维持排放水平的前提下拓展均质压燃燃烧发动机负荷,最大平均指示压力从0.889,MPa提高到1.029,MPa.     

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。     

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.     

两种常用换热系数计算公式的比较和应用

对汽轮机转子热应力计算中两种常用的换热系数计算公式进行了计算和比较,并分析了两种不同换热系数计算公式对热应力的影响,为汽轮机转子温度场及热应力计算中换热系数计算公式的选取提供了一定的依据。     

燃气内燃机热管中冷器设计

中冷器是增压内燃机的主要组成部分,其性能优劣直接影响着内燃机的性能,配置高效的中冷器,一直是内燃机强化的主要内容之一。传统管片式中冷器,冷热源之间应有足够大的温差,否则效果很差。热管俗称超热导体,其传热能力比普通金属高出几百倍至数千倍。用热管做中冷器,能够缩小设备结构,提高换热效率。本文通过对热管中冷器的设计计算分析,阐述了热管技术在内燃机上应用技术可行性和经济可行性。     

压燃式天然气发动机着火和敲缸的试验研究

提出了一种压燃式天然气发动机燃烧系统。该燃烧系统采用了低散热的分隔式燃烧室和复合供气系统,即利用分别安装于进气管和气缸盖上的高、低压天然气喷射阀在一个工作循环中的分时供气,以在副燃烧室内形成较浓的混合气,在主燃烧室内形成稀混合气。在接近压缩终点处,副室内的混合气首先着火,其火焰喷入主燃烧室点燃其中的稀混合气。在单缸试验机上研究了这一燃烧系统的着火起动特性和敲缸现象。试验结果说明：仅采用进气道低压喷射天然气的供气方式在发动机气缸内形成天然气／空气的均质混合气,可很容易地实现压缩着火和起动发动机;电热塞温度、进气温度及副室与主室之间通道尺寸对发动机的着火和起动性有显著的影响,可以实现仅利用电热塞辅助加热即可在常温进气条件下起动发动机。在主、副燃烧室内实现混合气浓度的时间-空间控制,以实现混合气浓度分层,有助于避免敲缸现象。     

热管式高效型煤锅炉研究

针对型煤燃烧特点,研究开发了热管式型煤热水锅炉.阐述了此种形式型煤锅炉的基础实验、结构设计及计算要点.实测及运行经验表明,此系列型煤锅炉具有洁净燃烧、高效节能、符合环保要求、经久耐用等优点.     

大缸径气体机缸内流动燃烧的仿真研究

采用STAR-CD软件对大缸径气体机的三维流动、燃烧进行仿真分析,通过与文献中的放热率曲线的对比,验证了三维仿真分析的合理性;得到了大缸径气体机缸内流场分布的详细信息,为后续优化奠定了基础,并为结构计算提供了热力学边界条件。在此基础上分析了连接通道个数对气体机性能的影响。结果表明:对于所研究的大缸径气体机,预燃室容积相同时,6个连接通道的燃烧效果好于4个通道的。     

低散热柴油机燃烧过程模拟研究

在分析低散热柴油机燃烧过程特点的基础上,建立了一个准维三区燃烧模型,喷油规律的计算进行了简化处理,考虑高温喷雾燃烧区和产物区的辐射传热,对低散热柴油机在不同隔热条件下缸内燃烧过程进行了编程计算。计算针对12150L柴油机燃烧室受热表面喷涂ZrO2陶瓷热障涂层进行。结果表明,隔热后,燃烧滞燃期缩短,燃烧持续期延长,后燃现象有增强趋势。只隔热活塞顶时滞燃期较其它两种隔热方式长,燃烧持续期短,燃烧恶化现象相对不明显。     

Exergy analysis of the woody biomass Stirling engine and PEM-FC combined system with exhaust heat reforming

The woody biomass Stirling engine (WB-SEG) is an external combustion engine that outputs high-temperature exhaust gases. It is necessary to improve the exergy efficiency of WB-SEG from the viewpoint of energy cascade utilization. So, a combined system that uses the exhaust heat of WB-SEG for the steam reforming of city gas and that supplies the produced reformed gas to a proton exchange membrane fuel cell (PEM-FC) is proposed. The energy flow and the exergy flow were analyzed for each WB-SEG, PEM-FC, and WB-SEG/PEM-FC combined system. Exhaust heat recovery to preheat fuel and combustion air was investigated in each system. As a result, (a) improvement of the heat exchange performance of the woody biomass combustion gas and engine is observed, (b) reduction in difference in the reaction temperature of each unit, and (c) removal of rapid temperature change of reformed gas are required in order to reduce exergy loss of the system. The exergy efficiency of the WB-SEG/PEM-FC combined system is superior to EM-FC.     

分开式燃烧室柴油机燃烧放热率计算新方法的研究

本文就涡流室式柴油机燃烧放热率理论模型及其算法问题,在总结其它计算模型的基础上,提出并建立了等效热力系统法计算模型,为分析和改善柴油机的燃烧过程提供了有价值的依据。该方法对非直喷式柴油机具有普遍意义。     

含不凝气体的蒸汽冷凝换热系数的关联式

本文建立了含不凝气体的蒸汽冷凝换热的换热模型,应用该模型和大量换热数据,得到含空气的蒸汽与水平光滑圆管外表面之间冷凝换热系数的关联式,该式应用方便,具有应用价值。     

Enhanced heat transfer with full circumferential ribs in helical pipe

This paper describes an experimental study of heat transfers in the smooth-walled and rib-roughened helical pipes with reference to the design of enhanced cooling passages in the cylinder head and liner of a marine propulsive diesel engine. The manner in which the repeated ribs modify the forced heat convection in the helical pipe is considered for the case where the flow is turbulent upon entering the coil but laminar in further downstream. A selection of experimental results illustrates the individual and interactive effects of Dean vortices and rib-flows on heat transfer along the inner and outer helixes of coils. The experimental-based observations reveal that the centrifugal force modifies the heat transfer in a manner to generate circumferential heat transfer variation with better cooling performance on the outer edge relative to its inner counterpart even with the agitated flow field caused by the repeated ribs. Heat transfer augmentation factor in the range of 1.3 ~ 3 times of the smooth-walled l     

燃烧室部件耦合系统过渡工况传热全仿真模拟研究

内燃机的起动、停车、加载等运行工况发生急剧变化（过渡工况）过程中,其燃烧室部位外于强烈地被加热或被冷却状态。这种热冲击增加了部件的动态疲劳热应力,给内燃机的可靠性带来严重恶果,是导致燃烧室部位破裂的主要原因之一。燃烧室部件的传热研究是热负荷计算和评定的基础,对内燃机的可靠性设计具有重要意义。作对燃烧室部件活塞组气缸套耦合系统在过渡工况下的耦合传热关系进行了较深入的研究,建立了描述这一传热过程的数学模型;并利用该模型,模拟了125风冷柴油机在各种过渡工况下的传热情况。