变组分生物质燃气发动机循环变动试验研究

针对生物质燃气发动机运转稳定性差、循环变动大的问题,采用瓶装气体模拟实际生物质燃气的方法,在一台火花点火发动机上进行了变组分生物质燃气(CH_4-H_2-CO-CO_2)发动机的循环变动试验研究,分析了各可燃组分及CO_2含量变化对发动机工作稳定性的影响,给出了燃料组分变化对发动机循环变动的影响规律。结果表明,燃料组分变化对燃烧稳定性的影响情况有较大差异:在当量比固定且燃料组分中H_2含量较少时,CO_2含量对燃烧稳定性起支配作用,CO_2含量的增加导致循环变动增加,在个别条件下导致部分燃烧的发生;随H_2含量增加,CO_2含量对燃烧的影响作用逐渐减弱,当H_2含量达到50%时CO_2含量对燃烧的影响作用已不明显;H_2含量固定时,CH_4及CO含量的变化对混合燃料的燃烧并无明显影响。     

某重型燃气轮机双燃料喷嘴组流量特性试验研究

讨论了某重型燃气轮机DLN燃烧室双燃料喷嘴组气体燃料冷态流量试验研究结果.应用自行研制的SH-1气体流量试验器准确测量了喷嘴组各路供气量,依据试验结果修正喷嘴组设计尺寸,实现设计要求.流量试验结果表明复杂流道结构设计仍需依赖试验修正,组件焊接工艺对流量影响较大.单管燃烧试验结果表明,通过冷态试验,喷嘴组各工况流量均达到设计要求,保证燃烧室高效稳定的燃烧,但燃料预混均匀性较差,不能满足低Nox排放要求,是后续改进目标.     

Fe基合金/石墨系柱状金刚石的高温高压合成与表征

用国产SPD 6×1200型六面顶压机,在10%Fe/90%Fe70Ni30粉末触媒和石墨（Fe–C）体系中,在压力为5.0～5.5 GPa、温度为1 550～1 600 K下合成出柱状金刚石晶体。研究了晶体的形态和生长习性。结果表明：合成的柱状金刚石晶体的颜色呈现绿色,晶体的长度为0.6～0.8 mm,长径比约为2....     

正庚烷部分预混燃烧下多环芳烃生成的简化机理

采用反应流与敏感性分析方法对小分子烃类燃料预混燃烧下多环芳烃生成的详细机理(101种组分,544个基元反应)进行了简化,得到了包括52种组分,83个基元反应的简化机理.采用该简化机理对乙烷预混燃烧下多环芳烃的生成规律进行了数值计算.结果表明,采用该简化机理计算得到的反应物与部分生成物摩尔分数的变化趋势与实验值基本吻合;在该简化机理上加入正庚烷分解和氧化的主要反应(27种组分,36个基元反应),构成了庚烷火焰中多环芳烃生成的简化机理(62种组分,1 19个基元反应);同时对该简化机理在正庚烷部分预混燃烧下多环芳烃的生成规律进行了数值计算,结果表明,采用该简化机理进行计算时所得到的温度分布、主要反应物与部分生成物的摩尔分数的变化趋势与实验值基本吻合.     

氮气稀释气对天然气燃烧特性的影响

为获得氮气稀释气对天然气燃烧特性的影响规律,在定容燃烧反应器中对不同当量比与初始压力下天然气的火焰传播特性、燃烧稳定性及燃烧特性进行了试验测试,并分析了氮气稀释度对天然气火焰传播特性、燃烧稳定性及燃烧特性的影响规律。研究结果表明:随着初始压力与氮气稀释度的升高,火焰前锋面将出现细小裂纹,火核逐渐向定容燃烧反应器上部漂移,火焰稳定性变差;随着初始压力的提高,马克斯坦长度明显变短,火焰稳定性变差,无拉伸火焰传播速度与层流燃烧速度明显降低,但最大燃烧压力显著升高。随着当量比的提高,层流燃烧速度与最大燃烧压力出现先增加后降低的趋势,两者的最大值出现在当量比为1.0时。马克斯坦长度随氮气稀释度的增加逐渐变短,表明火焰逐渐趋于不稳定;同时,无拉伸火焰传播速度、层流燃烧速度与最大燃烧压力随氮气稀释度的增加显著降低。     

湍流对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机燃烧与排放特性的影响

将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKIN Ⅲ及DETCHEM相耦合,模拟了湍流模型对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机燃烧及排放特性的影响.发动机以甲烷为燃料,其表面和空间化学反应采用了详细的动力学机理.分析了两种湍流模型对缸内存在催化燃烧的HCCI发动机着火时刻、缸内温度场及HC、CO、NO浓度场的影响,结果表明当采用RNG k-ε模型时,与采用标准k-ε模型相比,HCCI发动机着火时刻会有所延迟,HC、CO排放有所升高,但Nox的排放将会有大幅降低.     

某航空发动机环形燃烧室CO和UHC的数值计算

采用FLUENT软件对某型航空发动机燃烧室在最大和地面慢车状态进行三维、两相、湍流燃烧模拟,计算了CO和UHC的生成,获得了温度场、速度场和浓度场的数值.CO和UHC主要在低工况下生成,但油气比对污染物排放影响较大.     

某重型燃气轮机燃烧室的性能试验与调试

在中国一航涡轮院高压试验台上,对中国第一台具有自主知识产权的某重型燃气轮机(E级)燃烧室进行了燃用天然气的性能试验与调试,着重于燃烧室出口温度场试验与调试以及污染物排放含量试验.结果表明:设计工况下燃烧室出口周向温度分布系数为0.30,径向温度分布系数为0.13,排放污染物含量(NOx)为 204 mg/m3,这些指标均超出设计要求.通过调整火焰筒掺混孔尺寸,增加预混燃烧比例,使周向温度分布系数降为0.20,达到设计要求,并使径向温度分布系数降为0.10,接近设计要求.此外,还从理论上分析了燃烧室排放超标的原因及改进方向.     

某重型燃气轮机喷嘴组流量特性试验研究

概述了在研的某重型燃气轮机喷嘴组油路的流量特性试验研究结果.通过构件及喷嘴组试验,确定了喷嘴组各流道尺寸,获得了喷嘴组Ⅰ、Ⅱ路共同供油时流量相互干扰的定量关系,获得了由于焊接等因素导致流量减小的定量关系.以试验数据为依据的喷嘴组通过了单管燃烧试验,各项指标均达设计标准.证明了该试验设备及试验方法的实用性、可行性和可靠性,试验数据为该喷嘴组的设计改型提供了可靠的依据.     

过量空气系数对DLN燃烧室性能影响的基本规律

进行了某重型燃气轮机(E级)燃烧室燃用天然气的试验,给出了在设计功率下过量空气系数在2.7～5.0时,燃烧室出口温度场、燃烧效率、污染物排放以及火焰筒壁温的变化趋势,以及过量空气系数对燃烧室性能影响的基本规律。随着过剩空气系数的增加,燃烧室出口温度场更均匀,NOx排放量下降,但过大的过量空气系数会导致燃烧效率下降。