基于响应面和人群搜索算法的固井泥浆流量计 叶轮结构参数优化

切向式涡轮流量计应用于油田固井工程,叶片结构会对计量的效果产生直接影响。为了提升流量计计量的精度以及叶片结构的可靠性,对叶轮结构参数进行优化。将响应面与人群搜索算法相结合,设计三因素四水平正交实验,通过响应面法建立出流量计仪表系数K的线性度误差δ和流量计叶轮叶片半径、边缘厚度、倾斜角度的二次回归模型,以线性度误差最小为优化目标,基于人群搜索算法对叶片结构参数进行寻优求解,得到叶片结构最优的参数组合。优化后仪表系数线性度误差由3.106 0%减小为0.445 2%,提升了固井泥浆流量计的计量精度以及稳定性,为后续优化设计提供理论支撑。     

大口径超声波流量计内部流-声耦合特性仿真分析

为了探索工业用大口径水流量管道中超声波流量计的使用及其关键的流场-声场耦合机理,针对一DN500大口径超声波流量计进行了流-声耦合数值模拟研究。系统分析了大口径管道中的流场分布特性,揭示了传感器安装结构对于流场和声场带来的综合影响,给出了声波在管道流体中的传播动力学过程,通过换能器的声压接受信号结果计算得到了大口径管道内超声流量计模型的预估流速及计算偏差,其复杂的流-声耦合机理研究对超声波流量测量性能的提升具有重要意义。     

导流式涡轮型垂直轴风力机流场分析

导流式涡轮型垂直轴风力机结构特点和气动性能倍受关注。利用Fluent软件进行数值模拟，提出结合当地风玫瑰图设计设置导流叶片的思路。数值模拟证明合理设置的导流叶片不仅可以有效降低或消除逆风区来流对叶片的直接冲击而造成的阻力转矩，而且还有助于增强顺风区来流对叶片的有效冲击。透彻研究导流式涡轮型垂直轴风力机复杂流场的气动特性，有助于垂直轴风力机性能的跨越式发展。     

耦合末级的1000MW汽轮机排汽通道数值模拟

排汽通道流场的好坏直接影响凝汽器的换热性能和机组的安全经济性。利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件,综合考虑汽轮机末级、排汽缸和凝汽器喉部三者之间的相互影响,对某1000MW机组进行了汽轮机末级和排汽通道的整体耦合研究,并与部分耦合时的计算结果进行对比,以便清晰地了解排汽通道的真实流场。针对排汽通道流场分布特点,通过装设多组导流板对排汽通道流场进行合理改善。计算结果表明:在排汽通道流场和气动性能方面,整体耦合与部分耦合的模拟结果存在较大的差异;加装导流板后,排汽通道流场得到明显改善,在100%工况下,发电机侧排汽通道的压损减小了191.83Pa,出口处汽流的均匀性系数增大了9.26%。     

脱硝反应器烟气整琉格栅琉场数值模拟研究

脱硝反应器内流场均匀与否关系到脱硝系统的实现,而决定反应器内流场均匀性的关键在于催化剂床层上部导流装置的性能.应用计算流体力学软件CFD,通过改变导流板间距、导流板长度、与Z轴的夹角(垂直轴)以及第1块导流板距反应器边壁的距离,对烟气整流格栅进行模拟,从而分析烟气整流格栅结构参数对反应器流场分布的影响.结果表明,第1块导流板距反应器边壁距离的改变对流场性能影响很弱,可以忽略;各结构参数取值存在一个使反应器流场最佳的范围;原始方案在均匀性、烟气速度矢量指标、压降中均最优,可作为设计基准.     

节流孔倒角对多孔孔板流量计流场特性的影响

多孔孔板流量计尾流流动特性是影响计量性能的关键,为了分析节流孔前后倒角对尾流流动特性的影响规律、优化多孔孔板结构,针对DN100、节流比为0.67的多孔孔板,本研究利用CFD技术对带倒角多孔孔板的尾流流场进行计算,从而揭示节流孔前后倒角对计量性能的影响规律,并利用实流实验进行验证。研究结果表明:前倒角是降低永久压力损失的关键因素,但无法提高计量精度,当前倒角在30°~60°时,永久压力损失为相同节流比的标准孔板的50%,流出系数线性度误差随前孔倒角角度的增大而提高,当前倒角为60°时,与无前孔倒角的多孔孔板流量计线性度误差接近;在45°~60°范围内,后倒角对尾流流场具有较好调整作用,从而拓宽量程范围、提高计量精度。由此得出,前倒角为60°、后倒角在45°~60°范围内的多孔孔板计量性能有较大的提高。     

300 MW机组锅炉SCR装置流场研究

通过数值模拟和模型试验的方法,对某电厂300 MW机组锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝装置内的流场分布进行了研究.通过调整烟道结构、安装导流叶片以及延长整流格栅前导流叶片长度等,改善了流场分布.改进后SCR装置内催化剂来流烟速分布均匀性及方向性、催化剂来流氨氮摩尔比、脱硝系统阻力、催化剂来流灰量分布均匀性等指标均满足技术要求.     

宽脊背流场对单体PEMFC性能的影响

建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴、阳极气体扩散的几何模型,由菲克定律确定阴、阳极板流场脊背的最大宽度分别为2.0 mm和2.2 mm,根据流场通道的理想压损值,确定阴、阳极流场通道的最小宽度分别为0.7 mm和0.5 mm。组合不同流场尺寸的单体电池进行性能测试,发现:随着流场脊背宽度的减小和流场通道宽度的增加,电池性能上升。     

基于能量守恒定律对涡轮流量计的脉动误差上限的估算

在管道输运当中,非稳态流会使涡轮流量计的计量结果产生偏差。为了指导脉动流工况下的涡轮流量计选型和修正,需估算脉动工况对涡轮流量计产生的最大脉动误差。忽略流体压力和温度变化影响,基于涡轮流量计的动态特性和能量守恒定律,在一个脉动周期内计算脉动流和定常流对叶轮的做功比值,推导得出正弦脉动流误差上限公式。基于6DOF模型和UDF建立了涡轮流量计CFD仿真模型,搭建了空气流实验平台,以工作级流量标准装置作为标准表,被校表和标准表间采用内置整流器的管段相连。对比定常流下的流量值,计算各脉动工况下的误差限值。综合各脉动工况点,上限公式与CFD仿真所得脉动误差上限的最大差值为0.281%,与空气流实验所得脉动误差上限的最大差值为0.224%。经CFD仿真和空气流实验结果对比验证,脉动误差上限公式较为准确,可以直接用于脉动频率大于10 Hz的工况下误差值的估计和修正。     

600MW燃煤机组SCR催化剂入口流场模拟优化及改造分析

使用数值模拟软件ANSYS 14.0,以某600 MW燃煤机组及其SCR系统为对象,模拟了SCR催化剂入口4种不同导流挡板布置方案对流场均匀性的影响,定性和定量分析确定了最佳的布置方案;同时以此为基础,进行现场的优化改造,改善了催化剂入口流场的均匀性,有效地提高了机组SCR脱硝系统的脱硝性能。     

大型湿冷机组排汽通道流场数值模拟与优化

改进汽轮机通流部分增加通流能力是提高火电机组热经济性的主要方式之一,而排汽通道是汽轮机通流部分的最后一段,因此,可以通过改善汽轮机排汽通道的流场来提高热经济性。运用ANSYS Fluent软件对600 MW水冷机组的汽轮机排汽通道流场进行数值模拟,发现在原设计下,由于小汽机排汽的冲击及贴近壁面处蒸汽流速高的原因,排汽通道出口速度的均匀性较差。针对这种现象,本文通过设计导流结构,对排汽通道流场进行了优化,结果表明:经过流场优化后,机组排汽通道在喉部出口的蒸汽流速的均匀性得到了显著提升,从而有利于提高凝汽器换热性能、降低排汽背压,实现深度节能。     

对称多孔孔板差压式流量计计量性能试验研究

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,结果表明,对称多孔孔板差压式流量计可有效提高计量精度(±0.5%)、降低压力损失,具有更好的适应性,试验结果与数值模拟结果具有一致性,验证了数值模拟的正确性并对新型流量计进行了标定,研究结果可有效拓宽多孔孔板流量计的应用范围。     

大型核电汽轮机高压调节阀流场特性的数值研究

采用商用计算流体动力学软件CFX,分析了大型核电汽轮机高压调节阀阀座上的消音槽、阀碟空腔和阀壳分流板结构对阀内流场特性的影响。结果表明,消音槽和空腔对阀内流场特性有较大影响,分流板对阀整体气动性能影响不大。全开工况下,消音槽的存在增加了阀门的总压损失,降低临界流量系数,空腔的存在对总压损失和临界流量系数影响极小,但可改善空穴回流区流场的均匀性;部分负荷下,消音槽会导致相同压比下阀门临界流量系数降低,但对总压损失影响较小,空腔结构改善了空穴区内流场的均匀性,对阀门的稳定性有积极作用。分流板使阀门出口流场更均匀,对阀门的气动性能未产生不利影响。     

SCR脱硝反应器内流动的物理模拟实验研究

针对某电厂600 MW超临界压力燃煤锅炉机组初步设计阶段拟定的锅炉尾部烟道及脱硝反应器的结构与总体布置,建立了SCR脱硝反应器内流动的物理模拟实验台,对脱硝反应器内催化剂前烟气流场与还原剂浓度在流动截面上的分布进行了实验研究。实验结果表明,优化和调整脱硝反应器内导流装置的结构布置可保证反应器内气体速度标准偏差小于14%,还原剂浓度标准偏差小于10%,符合工业要求。     

多孔孔板流量计结构参数的数值研究

标准孔板流量计在工业应用中面临着精度和适用性的限制,为了提高其性能,多孔孔板流量计被越来越多的使用。 为 了研究多孔孔板的结构参数对孔板流量计性能的影响,以内径为 40 mm、多孔直径比为 0. 4、厚度为 3 mm 的多孔孔板为研究对 象,设计了不同孔数和间隙率的多孔孔板模型,并使用数值方法进行了分析。 结果表明,多孔孔板流量计的压力损失系数随着 孔数的增加而降低,而流量系数则随着孔数的增加而增加。 孔隙率对多孔孔板流量计的压力损失系数和排量系数影响不大,但 在一定范围内增加孔隙率可以有效降低压力恢复长度。     

涡街流量计安装方式对其测量性能的影响

涡街流量计是最为常用的流量测量装置之一。由于它的测量不受被测介质物性参数的影响,因此可被用于测量各种气体、液体和蒸汽的流量。通过实验定量地研究了涡街流量计水平和垂直两种安装方式对其测量的影响。结果表明,在其它安装条件都得到满足的情况下,涡街流量计水平和垂直两种安装方式对涡街频率和幅度的影响很小,基本上可以忽略。这一结果为深入理解涡街现象,正确使用和优化涡街流量计测量系统提供了有价值的参考。     

一种降低燃气轮机气耗的温度控制优化方法研究

燃气轮机的排气温度影响联合循环机组的整体效率,而排气温度的有效控制依赖于燃气轮机的温度控制策略。介绍了GE公司燃气轮机的温度控制设计原理及控制方法,依据不同类型的温度控制曲线的计算过程对其可优化的方法进行了分析研究。依托排气温度、经济性的需求,结合固有设备的性能,对温度控制策略中IGV温控线（TTRXGV）、压比温控线（TTRXP）、功率温控线（TTRXS）进行优化。结合优化后的机组证明燃气轮机发电气耗在折算成纯凝工况后较优化前降低了0.000 5 m³/（kW·h）,在满足燃气轮机安全稳定运行的前提下提升了其经济性,表明所述优化方法的有效性和可靠性。     

余热锅炉烟气低温余热回收塔流场均匀性研究

烟气余热回收塔能通过塔内气-水换热过程,回收烟气显热和水蒸气汽化潜热,降低机组排烟温度,并且回收大量冷凝水.塔内空气动力场均匀性在很大程度上影响余热回收塔冷却性能,本文以某电厂逆流余热回收塔为研究对象,对入口导流板及布风板对塔内空气动力场均匀性的影响进行数值模拟研究,结果表明:增加布风板后,在布风板V型板出口,形成多股...