DPF再生时出口气体和颗粒排放特性的试验

基于再生性能测试台架,采用便携式固体颗粒物计数仪(Nanomet3)和气体分析仪,研究了不同再生温度与来流流量下柴油机颗粒捕集器(DPF)再生时出口气体和颗粒的排放特性.结果表明:DPF再生存在快速再生期,随着再生温度升高,快速再生期的时间缩短,使DPF出口的CO和CO_2体积分数增加、排放的积聚态颗粒物增加且再生效率和效能比提高.随着来流流量增加,快速再生期的时间延长,DPF出口的CO和CO_2体积分数减少.在来流流量为25.2 g/s时积聚态颗粒明显减少,但再生效率和效能比也最低.根据出口气体排放情况可以清晰反映DPF的再生情况,为再生策略制定提供重要的试验参考.     

车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统性能计算研究

以某车用柴油机排气余热为研究对象,建立有机朗肯循环(ORC)余热回收系统热力学模型,分析主要设计参数包括对ORC余热回收系统性能有影响的蒸发压力、冷凝压力、蒸发器出口工质过热度、冷凝器出口工质过冷度等,通过自编程序计算研究了工质流量、系统热效率等系统性能参数的变化规律。研究结果表明:提高系统的蒸发压力,降低冷凝压力有利于提高系统的性能;对于R123工质,过热度增加对系统的性能影响不大,而对于乙醇工质,过热度增加有利于系统效率提高;冷凝器出口工质过冷度的增加给循环性能带来不利影响。     

1000 MW凝汽器的非均匀管束间距布置方式数值模拟研究

为了克服多孔介质模型的不足,开发了用户自定义函数模型来研究含非凝性气体的蒸汽在1000MW机组电站冷凝器内的流动和传热.该模型通过用户自定义函数模拟混合气在冷凝管表面的冷凝和对流过程,可以考虑不同管束布置方式的影响.研究了两种不同管束排列布置,即非均匀管束间距布置和均匀管束间距布置对流动和冷凝过程的影响.结果表明,含有...     

倾斜降膜蒸发特性实验研究

以电加热作为供热热源来模拟太阳能,研究了不同工况下倾斜降膜蒸发特性,通过对蒸馏器吸热面和冷凝面划分等间距小区段,根据液膜和冷凝面的温度分布,利用Dunkle模型预测了蒸馏器的产水速率.结果表明:热流密度、单位长度给水质量流量、倾斜角度和单位长度冷却水质量流量是影响蒸馏器产水速率的主要因素;产水速率随着热流密度的增大呈线性增加;在单位长度给水质量流量为5.5～10.0kg/(h.m)时,产水速率随着单位长度给水质量流量的减小呈线性增大,单位长度给水质量流量为0.7～5.5kg/(h.m)时,产水速率波动较小;在倾斜角度为15°～60°时,产水速率随着倾斜角度的增大而增大;冷却水均匀地流过冷凝面上表面有助于增大蒸馏器的产水速率;蒸馏器吸热面和冷凝面划分的区段越多,模型预测值与实验值吻合越好.     

再生温度和来流参数对柴油机颗粒过滤器再生和 过滤特性影响的试验研究

基于外加热源再生性能测试台架,研究了不同再生温度和不同来流流量对柴油机颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)出口颗粒排放的影响。试验结果表明:加载量为2.5g/L时,DPF出口颗粒物出现一个颗粒数浓度波峰;加载量为5.0g/L时,DPF出口颗粒物出现两个数量浓度波峰。相同来流流量下,再生效率和总质量浓度随着再生温度的增加而增加;升温阶段出口颗粒物以核模态为主;再生阶段时,内部出现温度波峰且出口颗粒物以50nm以上聚集态颗粒为主。相同再生温度下,加载量为2.5g/L时再生效率和总质量浓度随着来流流量的增加而增加,升温和再生阶段出口颗粒物均以核模态为主;加载量为5.0g/L时再生效率和总质量浓度随来流流量的增加呈现先增加后减少的趋势,升温阶段出口颗粒物以核模态为主,再生阶段在大流量时有部分聚集态颗粒物排出。     

旋转状态下工质冷凝换热特性的实验研究

旋转产生的旋转附加力对板式冷凝器通道中流体的流动状态产生扰动,影响流体的换热性能。建立旋转换热实验台对不同转速下板式冷凝换热器的冷凝换热特性进行研究。实验结果表明:随着转速的增加,换热器的换热性能呈现增加趋势。同一工质流量和冷却水流量时,转速在0~48 rpm范围内时,板式冷凝器的总传热系数最大增加幅度37.89%,R22侧换热系数最大增加幅度为27.95%,冷却水侧换热系数增加幅度基本保持在12%左右。综合分析,当转速和流体流量在一定范围内时,转速对R22侧气液两相流体的冷凝换热性能影响较大,对单相冷却水侧的换热性能影响较小。     

喷水预冷特性对蒸发冷却性能影响的数值模拟

为改善间接空冷塔在夏季高温环境下的冷却性能,提高火电厂整体效率,基于计算流体力学建立了空冷单元喷水预冷系统的数学模型,分析了喷水预冷特性对空冷塔某一扇区的影响,分别计算了环境特性和喷嘴特征等因素对冷却效率、有效冷却区域的温降和面积的影响。结果表明：随着流动距离的增加,冷却效率逐渐提高;环境风速和空气相对湿度降低以及风温、张角、喷嘴质量流量和喷嘴间距增大均会使冷却效率提高;液滴随空气流动逐渐蒸发,有效冷却区域的面积沿流动方向逐渐增大;有效温降沿着流动方向先因液滴的蒸发而增加,而后因冷却空气与周围空气的传热传质而减小。     

焦炉荒煤气显热回收换热器传热特性的实验研究

为了研究不同的换热器类型在焦炉荒煤气显热回收装置的传热效果,依据相似与模化原理,搭建了空气-水传热实验台,通过传热实验,对比分析了夹套管与螺旋盘管两种换热器在不同工况下的传热系数,并根据实验数据计算拟合出空气侧的传热关联式。结果表明:夹套管与螺旋盘管的换热系数随空气流量的增大而增大,受工质侧水流量的影响不大。螺旋盘管的换热系数受上升管内筒筒壁和螺旋盘管管壁之间的空气层热阻影响较大。在相同的工况条件下,夹套管的换热系数是螺旋盘管的1.5倍,结合现场参数进行热力计算,夹套管比螺旋盘管每小时可以多产生1.7 MPa的蒸汽57.1 kg。     

微通道内R152a的流动冷凝换热特性的实验研究

在饱和温度为30～50℃,质量流量为200～600 kg/(m~2·s),干度为0～1.0的工况范围内,对制冷剂R152a在微通道内的流动冷凝换热特性进行了实验研究,主要分析了冷凝温度、管型尺寸、质量流量、干度等参数对微通道内换热系数、压降的影响。实验结果显示:换热系数及压降均随着制冷剂干度、质量流量的增加而增大,随着冷凝温度的增大而减小;管型尺寸对压降的影响不大,但对换热系数具有较大影响。     

水平单管内换热实验研究

利用隔膜泵作为系统动力输出源,搭建了单管内传热和流动测试实验台,对制冷剂R22在水平单管内的换热性能进行了实验研究,考察了不同蒸发温度和不同冷凝温度对总传热系数、制冷剂表面换热系数和管内压降的影响.实验结果表明:总传热系数和制冷剂表面换热系数均随着蒸发温度和冷凝温度的上升而增大;管内压降随着蒸发温度的上升而减小,随着冷凝温度的上升而增大;对于同一根实验管,在相同的冷却水流量和制冷剂质量流量下,最佳蒸发工况为10℃;冷凝实验中,总传热系数和制冷剂表面换热系数在40℃时高于其他两种冷凝温度时的值,但35℃冷凝时,管内压降高于其他两种工况.     

燃煤电厂烟气冷凝法水回收试验研究

为实现燃煤电厂烟气水回收,研究低温湿烟气中水蒸气的冷凝回收特性,在某燃煤机组湿法脱硫系统出口搭建烟气冷凝水回收试验平台。采用理论计算确定了脱硫系统出口烟气状态,分析了饱和烟气的冷凝过程,通过现场试验研究了冷却水相对质量流量对换热的影响,以及烟气温降对冷凝水回收的影响,考察了烟气冷凝器的水捕集性能。结果表明:烟气温降与烟气水回收率和冷凝水回收率线性相关;在本试验系统中,烟气温降为10 K时,烟气水回收率约为35%,冷凝水回收率接近80%;冷却水相对质量流量达到3后,总传热系数保持稳定,此时传热系数为烟气侧纯对流传热系数的9倍左右;烟气冷凝器可以实现56%的冷凝水回收率,尚有44%的冷凝雾滴需要分离器回收。     

烟气冷凝器换热特性实验研究

天然气燃烧产生的烟气中含有大量的水蒸气,回收烟气中的余热可以提高天然气的热利用率。为了研究烟气冷凝器在变工况下的对流冷凝换热特性,采用湿空气模拟天然气燃烧产生的烟气,实验研究了不同水蒸气含量、冷却水进口温度和流量、湿空气进口温度和流量对冷凝器凝结水率、平均对流换热系数以及沿程温度的影响,并根据实验数据拟合了对流冷凝传热的准则关联式。结果表明：烟气进口的相对湿度和冷却水的进口温度对烟气冷凝器对流冷凝换热特性的影响最大;拟合的传热关联式与实验的误差在20%以内,为天然气烟气冷凝器的设计提供了依据。     

PV/T和GHP再生的转轮除湿空调系统仿真模型研究

首先利用MATLAB软件模拟出了除湿转轮子系统、GHP子系统和PV/T子系统的仿真模块,并根据子系统建立一整套系统的仿真模型;对于再生温度不同时除湿转轮出口空气的温度与湿度、冷凝器入口水温不同时系统的冷凝温度和冷凝压力以及不同时刻空气集热器出口的温度进行了仿真模拟,并将结果和实验数据进行对照,吻合较好。     

船用管壳式冷凝器入口流场均匀化性能研究

为了解决某型船用管壳式冷凝器壳程存在流动分布不均的现象,提出在壳程进口下方添加防冲板的方案。通过采用Ansys CFX建立了冷凝器壳程三维流动换热模型,改变流场分布,达到强化换热的结果。并搭建了冷凝器测试系统,通过实验研究了不同工况下冷凝器添加防冲板前后的换热性能,验证了防冲板的强化换热效果。结论如下:改进后的冷凝器压降平均提高,壳程壁面冷凝换热系数ho随雷诺数增大平均提高了19. 6%。当壳程雷诺数Re=17 900时,改进后的冷凝器ho提升了31. 4%,综合性能相比于原结构提高了6. 8%。     

管内R32流动冷凝换热特性的研究

对光管内R32流动冷凝换热特性进行试验研究,工况设定时冷凝温度为35℃、40℃和45℃,质量流量为500～1 100 kg/(m~2·s),冷冻水Re为10 000、20 000、40 000。试验主要分析工况条件、管径、制冷剂物性对冷凝换热系数的影响,发现R32冷凝换热系数随质量流量的增加、冷凝温度的降低、管径的减小而增大,其中R32的换热系数约是R22的1.576～1.718倍。对换热器换热热阻比重受工况条件的影响进行研究,发现制冷剂热阻占总热阻比值R_(hr)随质量流量的增加而减小,随着测试水Re的增加而增大,且R32的R_(hr)值小于R22的R_(hr)值。     

结构参数对圆柱孔簇腔式吸热器光学性能的影响研究

文章基于SolidWorks软件建立了圆柱孔簇腔式吸热器的物理、光学模型,然后利用Optisworks软件对该吸热器内壁的能流分布情况进行仿真,最后根据模拟结果研究了圆柱孔簇的结构参数对该吸热器的光学效率及其内壁能流分布情况的影响。分析结果表明:圆柱孔长度是吸热器内壁能流峰值的主要决定因素,圆柱孔长度对吸热器的光学效率无显著影响;吸热器内壁能流随着圆柱孔间距的增大而逐渐减小;吸热器中心圆柱孔内壁能流随着圆柱孔半径的增大而增大,吸热器第二层圆柱孔内壁能流随着圆柱孔半径的增大而减小;吸热器的光学效率随着圆柱孔间距的增大而减小,随着圆柱孔半径的增大而增大。     

气冷涡轮转子变叶尖间距性能试验及数值研究

为量化评估工程应用的气冷低压涡轮带冠转子叶片的叶尖间距大小对涡轮气动性能的影响,综合现有涡轮部件试验能力,以单级轴流低压涡轮性能试验件为基础,通过控制圆度的机加方式磨削转子外环内壁以实现叶尖间距的变化,采用控制冷气流量比的方法,开展5次不同叶尖间距大小的涡轮级性能试验,得到多工况下涡轮效率、换算流量和换算功率等特性参数。采用加载冷气及考虑转子叶冠结构的数值模型进行三维仿真计算,并与试验结果对比分析。研究表明：叶尖间距由0.6 mm增加至3.2 mm,低压涡轮流通能力增大1%,叶冠泄漏量增多3.4%,但做功能力下降2.3%。涡轮效率变化与叶尖间距大小近似呈线性关系,叶尖间距每增加1 mm,效率约降低0.7%,同时,叶尖间距的增加导致了叶冠腔的旋涡结构、气流掺混及主流入侵强度逐渐增大,引起动叶总压损失的增大,叶尖间距增加至3.2 mm导致叶间位置总压损失由0.88增至2.3。     

基于高压电晕除湿的烟气消白技术参数优化设计研究

为了探究离子风除湿机理,获得影响除湿效率的关键参数,基于ANSYS CFX均质成核理论建立了除湿过程的三维空间多场耦合多相流数值模型,分析了集电极筒结构、流动、物性等参数变化对除湿效果的影响。基于可视化后处理软件,分析了电/流场耦合作用下流场速度、液滴的分布规律,并进一步阐明离子风除湿机理和除湿过程。结果表明：渐扩形集电极筒效果最佳但难以并联组合;随着进口流速的增加除湿效果迅速减弱;温差的增大显著提高了饱和蒸汽凝结的效率;相比于入口饱和蒸汽,气液两相入口明显改善了圆柱形集电极筒内的整体凝结程度,且核心凝结区域不仅限于出口处的U形区域;而电压的增强可以促进气相凝结,但是电压超过38 kV之后,液相平均质量分数变化幅度很小;增加电极长度可以提高除湿效果,但当电极长度达到0.37 m时,继续增加电极长度液相平均质量分数没有显著变化。     

叶轮出口宽度对离心泵内部非定常性能的影响

为了研究多工况下不同叶轮出口宽度对离心泵非定常性能的影响,基于RNG k-ε湍流模型对叶轮出口宽度分别为11、12、13、14和15 mm的离心泵模型分别在0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d三种流量工况下进行定常和非定常的数值模拟,得到离心泵的外特性曲线、内部流场以及压力脉动特性,并进行对比分析。结果表明:离心泵的扬程随叶轮出口宽度的增加而增加,存在一个最佳的叶轮出口宽度使其效率最佳且最佳效率点向大流量点偏移;随着叶轮出口宽度的增加,叶轮截面的最大压力值呈先增加后减小再增加的趋势,小流量工况下的湍动能较大区域随叶轮出口宽度的增加由叶轮流道出口向叶轮流道中间发展;各监测点的压力脉动均呈周期性变化,压力系数随流量的增大而增大,在设计和大流量工况下,当叶轮出口宽度为13 mm时压力脉动幅值明显小于其他型式的叶轮,因此适当增大叶轮的出口宽度有利于减小离心泵的压力脉动、提高其性能。     

气泡雾化喷嘴雾化特性实验

利用Malvern2600/3600型激光散射粒度仪对三种不同结构的气泡雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究,并进行了理论分析。实验发现影响喷嘴雾化特性的主要因素有空气注入压力、空气注入截面积、气液质量流量比、出口截面积和液体流量。提高空气注入压力和气液质量流量比、增大空气注入截面积可改善雾化效果,出口截面积和液体流量的增大则降低雾化质量。三种喷嘴中,A型更适合于工业应用。