串列三圆球绕流数值模拟

为了研究不同间距对串列放置的三圆球尾涡和湍动能的影响，本文选取在L=2．0D～4．0D（三为相邻球心之间的距离，D为圆球直径）范围内的5个不同间距进行了数值模拟，计算均在圆球Rep≈1000的条件下进行。结果表明：当L≤2．5D时，由于逆压梯度的影响，在第二个圆球滞止点附近捕捉到附体分离泡；由于第二个与第三个圆球的置入，展向压力梯度诱发第一个圆球背风面流动的展向输运，且随着圆球间距的增加流场的展向输运趋势减小，但涡的强度增大；第二个圆球与第三个圆球背风面流动没有明显的展向输运；湍动能的增量与圆球间距近似成平方规律。     

颗粒尾涡增强湍流的大涡模拟以及气固两相流中湍流变动的数值模拟

The turbulence enhancement by particle wake effect is studied by large eddy simulation （LES） of turbulent gas flows passing a single particle. The predicted time-averaged and root-mean-square fluctuation velocities behind the particle are in agreement with the Reynolds-averaged Navier-Stokes modeling results and experimental results. A semi-empirical turbulence enhancement model is proposed by the present-authors based on the LES resuits. This model is incorporated into the second-order moment two-phase turbulence model for simulating vertical gas-particle pipe flows and horizontal gas-particle channel flows. The simulation results show that compared with the model not accounting for the particle wake effect, the present model gives simulation results for the gas turbulence modulation in much better agreement with the experimental results.     

双尺度二阶矩颗粒湍流模型和提升管内稠密两相流动的模拟

稠密气固两相流动是当前国际上的研究热点,常常采用将颗粒湍流模型和反映颗粒碰撞作用的动力学模型叠加的办法来构造稠密两相流动的湍流模型。但是，对颗粒湍流模型，国内外尚没有进行双尺度湍流模型的研究。该文基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念，建立了一种新的双尺度二阶矩颗粒湍流模型，并对提升管内的稠密气固两相流动进行了模拟。所得颗粒浓度及速度分布和实验数据吻合较好，能揭示出提升管内的环-核流动结构。该模型的结果比单尺度二阶矩两相湍流模型的结果有所改进。     

三角形小翼纵向涡发生器的流动换热

探究了加装三角形小翼纵向涡发生器的H形翅片换热流动特性.模拟结果显示,随着来流速度的增加,回流区里的气流温度逐渐升高;随着雷诺数的增加,压力损失、努谢尔数增大,进出口温差、欧拉数、换热因子和综合性能都减小.随着攻角的增大,加装纵向涡发生器的单H形翅片的进出口温差、压力损失、努谢尔数、欧拉数和换热因子都增大,而综合性能先增大后减小.     

当量比对微型燃气轮机H2/Air燃烧特性的影响

为了探究氢气微型燃气轮机的燃烧特性,用数值模拟方法分析了6种不同当量比工况下的燃烧室内流场特性、压力损失、燃烧效率、NO_x排放和速度分布等参数。结果表明：当量比对回流区的范围影响不大,压力损失和出口速度随当量比增加逐渐增大,出口温度分布系数（OTDF）、排气温度和NO_x排放随当量比的增加先增大后减小;径向速度的分布关于燃烧室中心轴线对称;当量比小于1时,燃烧效率在99.9%以上;当量比大于1时,燃烧效率随当量比增加而降低;当量比为1时,排气温度达到2 500 K,NO_x排放达到最大值,偏离化学当量比燃烧有利于抑制NO_x的生成。     

基于多场协同理论的炉膛燃烧传热分析

为了探究炉膛传热性能,利用场协同理论对不同条件下的炉膛燃烧流场进行了分析。结果表明：在炉膛燃烧区壁面附近及中心部分区域,协同角α较小,而介于这两部分的大块区域,协同角α较大。协同角β大的区域占比相对较大。在整个燃烧区域,尤其是喷口附近,协同角γ较大,且分布比较均匀。协同角φ分布也比较均匀,大角度φ主要集中在壁面附近。在炉膛中心大部分区域以及炉膛顶部及折焰角处协同角θ较大,但是在喷口附近,协同角θ较小。     

四角切圆锅炉炉膛燃烧流场协同分析

采用空气分级燃烧和浓淡分离直流型燃烧器对某330MW四角切圆锅炉进行低氮改造,结合场协同原理对锅炉炉膛内的速度场、温度场、NOx浓度进行了分析。结果表明,切圆燃烧方式下,锅炉炉膛内的温度场和速度场在炉膛不同位置呈现不同的协同分布,协同角越小的区域,温度场和速度场协同性越好;沿炉膛高度方向上,协同角呈现波动的变化规律。燃烧器区域内温度影响NOx的生成,速度影响NOx迁移,炉膛上部结构对NOx分布影响较大。     

内置扰流器驻涡燃烧室燃烧流动分析

为了研究内置导流片与扰流板等扰流器驻涡燃烧室的燃烧流动性能,对不同导流片结构参数下的燃烧室总压损失、燃烧效率、速度温度分布及污染物排放进行了数值分析。结果表明:内置导流片与扰流板的驻涡燃烧室性能更加优于仅存在导流片时的性能,会进一步增强凹腔内的燃气掺混、提高燃烧效率、改善出口温度分布、降低NO排放。当导流片伸入凹腔的长度与凹腔前壁面一半长度之比(a/B)为0.1~0.4、导流片到进口顺流通道下壁面的距离与燃烧室进口顺流通道高度之比(b/h)为0.4、导流片到凹腔前壁面的距离与凹腔长度之比(c/L)为0.2时,燃烧室在贫燃条件下可以实现低压降稳定燃烧,而且出口温度分布更加均匀,污染物排放更低。     

离心压缩机扩压器叶片不稳定脉动力及气动噪声预测

参照轴流压气机动叶尾迹衰减规律，利用流动损失系数代替叶栅阻力系数，给出了离心叶轮出口粘性尾迹速度亏缺值及其宽度的计算方法。基于薄机翼理论，每个叶片用一组连续分布涡来代替，把环形叶栅片模化成在圆周上连续分布涡组的等分排列，建立了在离心叶轮粘性尾迹作用下扩压器叶片上不稳定力计算式。在此基础上对离心压缩机气动噪声进行了理论计算。并与实测值进行了比较，二者吻合较好。     

不同因素对锅炉燃烧流动的影响分析

为探究锅炉燃烧流动规律,就不同过量空气系数、不同分离燃尽风比率、不同二次风配风方式以及不同摆角对锅炉燃烧和NOx排放规律的影响进行了数值分析。结果表明:在炉膛高度方向10~30 m范围内,协同角迅速从82°降低至70°,然后剧烈波动;在30 m以上高度范围内,协同角呈抛物线分布规律;协同角随过量空气系数、分离燃尽风比率增大而变小,在均等配风方式下协同角最小;空气分级燃烧和浓淡直流燃烧器联用可有效抑制主燃区NOx的生成;过量空气系数越大,炉膛出口NOx排放量越高,NOx排放量随分离燃尽风比率增大先变小再变大,最佳分离燃尽风比率为15%~25%;均等配风方式下,炉膛出口NOx排放量最低;束腰配风方式下,炉膛出口O2体积分数最低;倒宝塔配风方式对主燃区NOx生成的抑制作用明显;燃烧器摆角向下和分离燃尽风摆角向上均可降低炉膛出口NOx排放量。