基于燃气轮机超低浓度瓦斯燃烧实验台设计

结合煤矿低浓度瓦斯利用的不足,及现在分布式能源系统的发展,微型燃机技术受到高度重视,课题根据燃烧室设计原理,自行设计了一款微型燃气轮机系统。在数值建模模拟的基础上搭建了微型燃机系统实验平台,通过燃烧实验对自行设计的燃烧室及整个燃机系统进行性能测试,实验结果表明系统运转正常。通过数值模拟和实验验证了超低浓度瓦斯(模拟风排瓦斯浓度0.8%)在燃机系统中的燃烧利用状况,分析出超低浓度瓦斯的燃烧利用结果,实测燃烧产物中CO只含5.2ppm,NO含量为8.2ppm,烟气温度小于格林曼Ⅰ级,符合国家安全环保规定,证明风排瓦斯在燃机系统中作为掺混燃烧气体的可行性。     

折面螺旋折流板换热器的流动传热性能

针对现有平面螺旋折流板换热器的相邻折流板与壳体间存在的三角漏流区,提出了一种折面螺旋折流板换热器。基于实验研究分析了折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度对流动传热性能的影响,并拟合了壳程对流传热和阻力系数的实验关联式。结果表明,当壳程体积流量相同时,随着螺旋角的减小,折面螺旋折流板换热器的壳程总压降增加,壳程管束压降增加,壳程膜传热系数提升,综合性能增强;相同壳程体积流量下,随着搭接度的增加,壳程总压降也增加,壳程膜传热系数增加,综合性能提高。实验研究表明螺旋角18°、搭接度50%的折面螺旋折流板换热器流动传热性能最佳。将折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度作为修正因子拟合到了实验关联式中,对比发现实验值与Nu实验关联式计算值的平均相对误差为1.13%,与f实验关联式的平均相对误差为6.84%,说明了拟合的正确性和可靠性。研究结果为折面螺旋折流板换热器的设计提供了理论指导。