三维变形管管内积灰特性数值模拟研究

烟气中的高灰分、高黏度、高腐蚀性成分不可避免地造成换热器烟气侧换热面积灰结垢的问题,如何有效解决这些问题一直是烟气换热器研究的焦点之一.三维变形管内的螺旋流增强了管内流体的湍动程度从而实现强化传热,基于其内部灰尘受气流携带而处于湍动便不易沉积的特点,本文通过数值模拟的方法探讨了三维变形管几何参数、粒径、气体流速对灰尘颗...     

新疆高钠煤积灰特性试验研究

在3 MW煤粉炉试验台上研究了烟气温度和积灰试验管段外壁温度对不同煤种(2种新疆高钠煤和1种非高钠煤)燃烧时受热面积灰特性的影响.结果表明:烟气温度和外壁温度对积灰试验管段的积灰特性具有重要影响,并且这种影响与烟气中各种形式的钠化合物的熔点紧密相关;当烟气温度为520℃时(低于烟气中钠化合物的最低熔点),积灰试验管段的传热系数比Rh几乎不随时间发生变化,约等于1;当烟气温度高于650℃时,随着时间的增加,积灰试验管段的Rh均逐渐减小,且烟气温度越高,Rh减小得越快.     

喷雾冷却在单相区中换热特性的数值模拟研究

喷雾冷却是一种高热流密度的冷却方式,按传热机理的不同可以分为单相区和两相区。针对单相区,建立三维传热模型,利用CFD仿真技术对喷雾冷却过程进行数值模拟,并研究了喷雾的高度、流量密度等参数对喷雾冷却传热性能的影响规律。结果显示:当传热稳定时,传热面温度由圆心沿径向逐渐增高,并且随喷雾流量密度的增大,温度分布的均匀性变差;保持喷雾作用面积不变,增大喷雾流量或减小喷雾高度,喷雾的传热能力显著增强;数值模拟结果与实验数据吻合,验证了该模型的可靠性,可为喷雾冷却系统的设计、优化提供依据。     

新型椭圆截面螺旋扭曲组合管换热特性的数值模拟

提出了一种新型换热管型,即椭圆截面螺旋扭曲组合管。以场协同理论为指导,通过改变管型形状参数组合方式,对椭圆截面螺旋扭曲组合管进行数值模拟及分析,并进行不同Re数下圆管换热Nu数与经验公式对比,结果表明:组合比为0.4,长短径比为2.0,扭曲角度为90°时,综合性能最优,确定椭圆截面螺旋扭曲组合管对换热的强化是有效的,模拟结果是可信的。     

螺纹管内积灰性能的研究

螺纹管是一种高效的传热元件,它在锅炉及换热器上的应用越来越普遍,显示了很大的优越性。目前,国内外很多学者、专家和工程技术人员对螺纹管的传热和流动阻力性能进行了较多的理论和试验研究。但是,对于螺纹管的积灰性能所进行的研究还很少,因此,对积灰问题,人们还存在着许多不同甚至是相反的看法。例如,有些人估计,使用螺纹管积灰会很严重,对传热有很大影响;也有些人认为积灰不严重,甚至比光管还轻。     

含尘烟气在波纹板换热面上流动积灰换热数值模拟研究

含尘烟气在换热器表面积灰,会降低换热器传热性能,增加流动阻力,并会造成换热器表面腐蚀.通过对含尘烟气流过波纹板换热面研究,建立数学模型,采用数值模拟方法,分析了不同流速、不同含尘粒径及浓度的烟气流过波纹板换热表面的沉积、换热与阻力特性.研究结果表明:含尘烟气在波纹板换热面上流动时,不同粒径尘粒的沉积速率不同,尘粒的沉积...     

污秽颗粒在太阳能光伏组件表面的沉积机理及组件积灰特性数值模拟

基于颗粒力学行为及表面能对其沉积影响的分析,探究了颗粒沉积机理并提出了其沉积条件;建立了光伏组件积灰数值模型,通过相同条件下试验与模拟结果的对比验证了该模拟方法的合理性。在此基础上,模拟分析了粒径、风速和安装倾角对组件表面积灰量的影响。结果表明：相同条件下,10μm颗粒的积灰量最大,且当安装倾角大于30°时,积灰量与粒径呈负相关变化;粒径为30μm时,积灰量随安装倾角的增大近似呈线性减少,且当安装倾角由15°增大至60°时,可使风速为7 m/s时的积灰量减少约2.3 g/m²,其降低率约为52.4%;随着风速的增大,积灰量近似呈“V”形变化;污秽粒径不大于30μm且年平均风速约3 m/s的地区可能更适合建设光伏电站,且适当增大安装倾角有助于降低积灰量。     

螺纹管内积灰的试验研究

本文通过十种灰样的大量试验, 研究了螺纹管内积灰的分布规律, 给出了适用泛围较广的积灰量计算公式,并计算分析了管内积灰对螺纹管传热性能的影响.     

生物质燃烧过程中的积灰结渣特性

从燃料特性的角度来阐明生物质燃烧过程中的积灰结渣特性。简要地对生物质灰组分进行了分析,重点论述生物质在燃烧过程中的积灰结渣机理、影响积灰结渣的几种重要元素和评价积灰结渣特性的指标。     

变负荷下空气预热器内硫酸氢铵粘结性积灰特性研究

针对SCR脱硝氨逃逸造成的空气预热器堵塞问题,构建了可反映蓄热板表面飞灰碰撞、粘附与脱离特性的硫酸氢铵（ABS）粘结性积灰计算模型,并对比分析了锅炉在50%~100%最大连续蒸发量工况（BMCR）之间的6种负荷下蓄热板间烟气流速分布及ABS粘结性和松散性积灰的积灰强度、积灰概率等积灰特征量,同时对30% BMCR负荷下蓄热板表面积灰情况进行了预测。结果表明：各负荷下ABS粘结性积灰强度均为松散性积灰强度的4.8倍以上;负荷每增加10%,ABS粘结性积灰与松散性积灰强度分别增加约9.90和2.15 μg/mm2,ABS粘结性积灰强度增加量较大;ABS粘结性积灰区域随负荷增大逐渐减小,当负荷由50%增大到100%时,积灰上限向冷端移动0.07 m;ABS粘结性积灰概率受负荷影响较小,各负荷下均为0.9,而松散性积灰概率为0.2~0.4,且随着飞灰粒径增大而降低。     

灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响

为了解灰特性对燃煤炉内灰沉积行为的影响,以黄陵、神木和新汶3种具有不同灰特性的燃煤为研究对象,通过自制灰污热流探针和SiC结渣棒,分别模拟了正常情况及存在烟气冲墙贴壁情况下的锅炉受热面灰沉积行为,比较了灰渣外形、化学成分、熔融温度和热流变化率等特性参数,并通过对灰渣样晶的X-射线衍射、扫描电镜及能谱分析,获得了3种燃煤灰沉积物的元素组成、矿物相及微观结构和形貌特征.结果表明,由于Ca、Fe的协同作用,黄陵煤的灰沉积特性强于神木和新汶煤,Ca、Fe是引起这类煤灰沉积的主要矿物元素,硬石膏、钙长石和赤铁矿是灰沉积物中的主要矿物相;当存在烟气冲墙贴壁时,灰沉积物中Fe含量很高.使熔融温度大大降低,从而加剧受热面的灰沉积过程,在工程实际中应采取相应措施,避免出现这种情况.     

高岭土粒径对新疆煤积灰行为及烧结特性的影响

针对燃烧新疆煤面临严重的沾污结渣问题,添加高岭土添加剂是缓解该问题的有效途径.结合沉降炉积灰实验和固定床烧结实验对不同粒径高岭土的防控性能与机理进行研究.结果表明:高岭土通过自身的稀释作用和与煤中矿物的交互作用两方面共同改变新疆煤的成灰特性,进而影响积灰行为与烧结特性;细高岭土虽然通过交互作用可以有效抑制碱性物质气相沉积,但添加剂自身的稀释作用导致成灰粒径较小,更易在初始阶段形成积灰;在两方面的综合作用下,细高岭土和粗高岭土对初始阶段积灰生长的防控效果相近;此外,添加细高岭土后更小的成灰粒径分布促进灰烧结程度的发展,不利于沉积物的吹灰清除.     

海上盐雾环境对风力机翼型气动性能的影响

为探究海上潮湿盐雾环境变化对海上风机翼型气动性能产生的影响,采用组分运输模型与离散相模型对海上盐雾环境进行环境模型建立和参数设定,结合壁面沉积模型用户自定义函数,以NACA4415翼型为研究对象进行数值模拟。研究发现：翼型的升阻力系数随着盐雾浓度的增加而增大,随着空气湿度的升高而减小;颗粒在翼型表面0.2～0.8弦长处均匀分布,在靠近前缘处沉积较少,尾缘沉积较多;速度的增加会降低颗粒的沉积率,翼型攻角升高会改变表面速度分布,影响翼型表面颗粒沉积率;空气湿度升高会减少盐雾颗粒在翼型表面的沉积量,在沉积量较多的区域降低更加明显,并且随着攻角的增大,湿度的影响逐渐减小。     

扭曲椭圆管内强化传热及熵产特性

为探究扭曲椭圆管内强化传热及熵产特性,基于实验验证,在雷诺数（Re）为710 ~ 4 790范围内,采用数值模拟方法着重分析了包含扭曲比（P/D）和长短轴比（A/B）在内的结构参数及Re对扭曲椭圆换热管内传热和流动阻力性能的影响规律,并依据熵产理论分析扭曲椭圆管内的熵产特性,以期揭示扭曲椭圆管内流体对流传热强化机理。结果表明：扭曲椭圆管内对流传热性能、流动阻力及总熵产随Re的增大而分别增大、减小及增大,随P/D的减小或A/B的增大均增大,且总熵产主要由传热过程不可逆损失引起;当A/B = 2.16和P/D = 11.90时,传热系数（h）和压降（Δp）均达到最大值;此外,当P/D = 26.33和A/B = 1.34时,总熵产最小。     

不同生物质灰的理化特性

根据我国和美国国家标准,将稻草、松木屑和梧桐树叶3种生物质分别在815和600℃下制灰,此外也在500℃下制灰进行比较。测定了灰分量和灰成分,考察了灰成分中氧化物的含量变化以及生物质灰的积灰、结渣特性;利用X射线衍射方法和SEM对不同温度灰的物相和灰形态进行了分析;利用灰熔点仪测定了生物质灰的灰熔点。研究表明:灰分量、灰成分、物相变化、灰形态以及灰熔点均与灰化温度密切相关,600℃的灰化温度比较适合研究生物质灰分的性质。     

基于CFD数值模拟的炉排型垃圾焚烧炉防结渣结构优化

为解决垃圾焚烧炉后拱区域积灰结渣的问题,以某300 t/d炉排式垃圾焚烧炉为研究对象,制定了3种方案对炉型结构进行优化。采用数值模拟的方法对炉内燃烧过程进行热态模拟,采用高温转子黏度计测量渣样的黏温特性,进而分析垃圾焚烧炉的积灰结渣特性。基于灰颗粒沉积模型对比不同方案下飞灰颗粒与壁面的撞击、黏附行为。结果表明：方案C是最优的炉型结构;相比方案A,方案C炉内流场均匀性大幅提升,后拱区域温度过高的现象消失;飞灰颗粒与后拱壁面的碰撞频率最低,较方案A下降了6.88%;方案C下飞灰颗粒的黏附概率最低,在1 425～1 433 K温度范围内粒子黏附在壁面上的概率约为13.5%,这部分飞灰颗粒占比仅0.08%。     

围绕椭圆柱温差驱动的有限长接触熔化

提出并研究了相变材料围绕水平椭圆柱，在有限长接触时的温差熔化过程。应用边界层理论求得作用力与熔化速度关系式。讨论了压缩比的影响，并与围绕长椭圆柱以及圆柱有限长接触的温差熔化的结果进行了比较，指出有关文献的错误，给出一些有益的结论。     

秸秆类生物质燃烧特性的研究

利用热重分析仪对江苏宿迁地区的玉米秆、稻秆和麦秆三种生物质的燃烧特性进行了分析，测定了生物质的灰熔点和灰组成，用XRD和TEM表征了生物质灰的物相结构和形貌。研究结果表明，三种生物质的燃烧规律基本一致，燃烧过程可分为四个阶段：干燥过程，热解过程，晶型转变过程和熔融过程；三种生物质中，玉米秆灰熔点最高。灰量最少且碱金属含量最低；生物质灰为形态各异的纳米颗粒。     

混燃的稻壳飞灰特性的试验研究

在某300MW机组煤粉锅炉上进行稻壳掺烧试验,对掺烧的稻壳灰的微观形貌、化学性质和孔隙结构等性质进行了试验分析。主要结论为:稻壳灰的物相以石英、鳞石英和方石英晶形为主,存在少量莫来石晶体。稻壳灰形状呈现大粒径的不规则片状灰粒,稻壳灰的凸面形成波状的熔融的状态伴有少量泡状孔隙,稻壳灰的凹面有丰富的孔隙结构。在常量元素分析结果中,稻壳灰中SiO2的含量高达97.42%,稻壳灰中的Al2O3、K2O、CaO含量低。稻壳灰的孔隙的平均孔径为9.704nm,注汞体积为0.1811cm3/g,样品的比表面积为74.6332m2/g,从共燃飞灰中分离出的稻壳灰可以作为多孔材料使用。