Galton型高强气流声源的发声特性

文章介绍了一款带中心杆的Galton型气流声源,通过试验和数值模拟方法,研究了该声源发声特性、进气压力对声场分布的影响以及流体介质对发声特性的影响.研究发现,该声源稳定发声时,共鸣腔内压力场与流场均呈周期性变化;不同进气压力下,声场空间分布基本一致,具有较强的声指向性.共鸣腔后侧轴线处,声压级达到最大值,为153 dB...     

细颗粒物声波团聚的微观机理研究

为拓展声波团聚机理,对声波团聚过程中的声流与声涡作用进行了理论和实验研究。利用声流测试系统,发现在0～1 kHz低频与5 kHz高频时,团聚室内声流现象较为明显;并通过可视化测试,在7 kHz高频时观察到明显的漩涡。结果表明,流场中的声流与声涡对颗粒团聚会产生很大的影响,声流或声涡越强,团聚效果越好。在0～1 kHz低频与5 kHz高频时,声流产生的切应力带动气溶胶颗粒发生碰撞团聚;高频时声涡力矩较大,其产生的轨道角动量带动粒子发生圆周和自旋运动;当声压级大于132 dB时,声涡团聚开始发挥作用,与声流一起促进颗粒团聚,且声压级越大团聚效果越强;与波节相比,波腹处的声流速度更大,声涡现象更明显,团聚效果也更好。     

喷雾对促进细颗粒物声波团聚的影响

以燃煤烟气为对象,实验研究了各参数对喷雾促进声波团聚的影响。结果表明,添加喷雾后,声波团聚效率提高了25%~40%。无论有无喷雾,声波团聚均存在相同的最佳频率,为1400 Hz左右。较低液气比时,团聚效率随液气比的增加而明显增大,但超过0.10后,团聚效率趋于稳定。添加喷雾时,团聚效率随停留时间的增加而提高,但达到4.2 s时基本达到最大值。分析了喷雾提高团聚效率的机理,在喷雾作用下,颗粒之间形成比范德华力更强的液桥力,增大了有效碰撞系数;同时,雾化液滴的加入为气溶胶团聚提供了种子颗粒,周围的细颗粒易与之发生碰撞团聚,使团聚效率提高。研究表明,喷雾方法可以大幅降低声波团聚工艺的操作能耗。     

燃气锅炉低氮改造及燃煤改燃气锅炉的防爆及安全风险

通过分析燃气锅炉爆燃的机理和条件,对燃气锅炉低氮改造后与煤改气存在的安全风险进行分析并提出相关建议。对燃煤锅炉不建议直接改造为燃气,对特殊情况确需改造的提出了相应解决措施。     

燃煤机组尾部烟道三氧化硫脱除数值模拟研究

为减少燃煤电厂机组烟道尾气三氧化硫SO₃对环境的破坏和对燃煤机组日常运行的不利影响，对SO₃的脱除开展模拟研究。以燃煤机组尾部烟道为模拟对象，建立碱性吸收剂溶液吸收SO₃多相流全过程反应的数值模型；以碳酸钠Na₂CO₃溶液为碱性吸收剂，通过该模型研究碱性吸收剂吸收SO₃的基本特性，并探究碱性吸收剂各项参数对SO₃脱除效率的影响。研究结果表明，Na₂CO₃在烟道的主要存在方式为固相，烟气温度对SO₃脱除效率影响较小，喷枪系统不同布置方案的脱除效率不一，Na₂CO₃的质量浓度为100 g/L时效果较好，摩尔比与SO₃的脱除效率并非线性相关，喷雾粒径为40～70μm、雾化角度为60°时，效果较好。     

电缆火灾烟雾生成特性及声波团聚消烟的实验研究

由于城市建设的需要,越来越多的城市采用地下电缆隧道输送电力,隧道火灾事故严重威胁城市安全与电力输送。电缆火灾生成的烟雾是妨碍消防人员施救过程的重要因素,现有的烟雾控制方法主要从隧道的通风角度出发,考虑如何快速将烟雾排出隧道,主要包括自然排烟与机械排烟2大类,均存在一定的局限性。声波团聚技术是一种利用高强声场快速消除气溶胶的处理技术,已有文献表明该技术可有效消除聚苯乙烯燃烧烟雾。本文进行了声波团聚技术消除电力隧道火灾烟雾的实验研究。采用TSI 3330光学粒度仪测量火灾烟雾颗粒粒径,结果表明,VV电缆烟雾的粒径主要分布在1μm附近,而YJV电缆烟雾除了1μm左右的细颗粒外,还包含了较多0.3μm的亚微米颗粒。测试水平敷设、垂直敷设条件下电缆火灾烟雾的产烟特性,电缆外护套层、填充层及绝缘层的产烟特性,电缆持续受热、受热20 s和受热50 s情况下的产烟特性,并通过测量透射光强度计算其烟雾透光率、能见度、产烟速率等参数。结果表明,电缆材料对其燃烧产烟影响较大,VV电缆产烟量较大,燃烧约60 s后其透光率便降至0.2附近,而YJV电缆的产烟量少于VV电缆;水平燃烧时,其整体烟雾透光率低于垂直燃烧;电缆外护套层材料燃烧后产烟量最多,约60 s时透光率降至0附近,团聚室内充满了大量白色烟雾。设计并搭建了声波团聚消除电力隧道烟雾的实验平台,由信号发生器产生正弦信号,经功率放大器放大后,通过驱动压缩式驱动器发出高强声波,分析有、无声波作用下电缆火灾烟雾的透光率变化。实验表明,声波团聚能够迅速提升电缆火灾烟雾的能见度,当声功率为12 W、频率为1.5 kHz时,仅需0.2 min便可使团聚室的透光率提升至0.6,达到人员逃生阈值。声波消烟过程中,声频率是关键参数。电缆火灾烟雾的团聚效果对声波频率十分敏感,最佳频率为1.5 kHz,偏离最佳频率越多,声波团聚的效果越差;声功率对消烟效果影响较大,声功率越大,消烟效果越佳,当声功率达到一定程度时,团聚效率提升速率减缓。     

无烟煤燃烧中的重金属排放及分布特性

为得到无烟煤燃烧中的重金属排放及分布特性,采用3.5 MW燃烧实验台进行中试实验,对无烟煤燃烧过程中的Pb、Cd、Cu、Zn、Ni和Cr等6种重金属的排放及分布特性进行了测试。实验结果表明:6种元素在飞灰中的质量分数均高于底渣,且富集于超细颗粒中,富集程度的顺序为:Pb,CdCu,ZnNi,Cr。其中,Pb和Cd在粒径约为1μm的飞灰中富集因子达到17~22。在燃烧产物中,重金属大部分分布在飞灰中,底渣和烟气中的比例很低。其中,Cd、Cu、Ni等元素全部分布在飞灰和底渣中,而Pb、Zn和Cr则少量分布在烟气中,以气态形式存在,Pb的质量分数最高、达到13.4%。     

管式GGH蒸汽吹灰器改造数值模拟及工程验证

蒸汽吹灰器在燃煤电站锅炉的应用非常广泛,但由于蒸汽温度高、动量大,加上有时因过热度不足或疏水不充分使吹灰射流带水,因此对受热面热冲击较大,常发生吹损管壁等事故。对此,本文以浙江某电厂660 MW机组锅炉管式GGH烟气冷却器吹灰系统为研究对象,提出了将吹灰工质改为1.2 MPa压缩空气,并将喷嘴改为内径为14 mm的文丘里缩放喷嘴的改造方案。数值模拟结果表明,采用喉口直径为14 mm的文丘里喷嘴时,压缩空气射流刚性很强,最高速度为2.1马赫,有效吹灰距离可以达到改造前的80%。从实际运行数据看,采用压缩空气吹灰的换热器模块阻力小于蒸汽吹灰的模块阻力,吹灰系统运行良好,未再发生管壁吹损问题。