不同空气和燃料旋流强度下合成气稀释扩散火焰特性研究

针对合成气旋流扩散燃烧开展研究,测量燃烧中间产物OH自由基浓度及火焰温度分布,研究不同燃料和空气旋流强度对合成气旋流火焰的影响。实验结果表明,燃料旋流和空气旋流对合成气旋流扩散燃烧均有重要影响,燃料旋流对火焰结构的影响则更大。随着燃料和空气旋流数的减小,火焰面变薄,不连续的火焰面增多,被卷吸到回流区的OH自由基和高温反应物减少,容易导致燃烧不稳定。在扩张段出口区,温度和OH自由基的浓度分布有较好的对应关系,高OH浓度区域对应温度较高的区域。     

风力机尾流扰动对大气底层边界层的影响

风力机尾流湍流特性及其对大气底层边界层的影响至关重要,采用雷诺平均N-S方程（RANS）对5MW单台风力机在相同速度廓线不同温度层结下的尾流进行数值模拟,分析风力机下游速度、温度和湍流强度气象因素在不同设置下的变化及特征,得到风力机运行对大气底层边界层的影响机理,为高效率风电场的建立提供一定的理论基础。研究表明：气流经过风力机后,速度明显衰减,且在轮毂附近衰减最大;不同稳定层结下的温度变化差异大;同时风力机叶片旋转产生的涡相互影响,使得湍流扰动加强。     

明渠湍流速度的分形特征研究

湍流运动广泛存在于自然界的各种明渠水流中,了解湍流运动的速度特征对于指导工程实际问题如泥沙运动的规律、河流污染物的扩散、高速水流的脉动压强等具有十分重要的现实意义。采用明渠水槽去模拟湍流,利用ADV去测量各测线点的湍流流速,结合空间位置和小波理论,探究明渠断面湍流速度的分形特征。结果表明:湍流速度和及其经小波包多尺度分解的各个频段能量谱具有分形特征和自相似性,湍流空间流速分数维并不是某一个固定值,在空间范围内呈现一定波动的规律性,考虑雷诺数对湍流分数维的影响时,要具体对同一流态三个方向的湍流速度信号分别来探讨,低雷诺数下,湍流的分数维主要受到的是小尺度涡耗散影响。     

同向和反向合成气旋流扩散燃烧研究

针对同向和反向合成气旋流扩散火焰燃烧开展研究,测量了燃烧中间产物OH自由基浓度、火焰温度及污染物的排放。实验结果表明,燃烧的稳定性受旋流产生的回流区和扩散混合两方面的因素控制,加强回流有利于燃烧稳定,加强混合也有利于燃烧稳定。燃料和空气同向旋流和反向旋流相比,总回流量较大,能够向回流区卷吸更多的活性自由基OH和热量,从而有利于燃烧稳定。当燃料和空气的旋流数比较小时,混合对燃烧的稳定性也会产生重要影响,空气和燃料的反向旋流由于混合较为强烈从而稳定性比空气和燃料同向旋流时要好。尽管NOx排放受混合的影响,但针对文中的实验,主要是热力型机理对NOx的排放起作用。在CO排放中,较低功率下由于温度较低导致CO排放指数较高,实验中当功率大于34 kW时,温度较高,CO排放接近于零。     

大气氛围中氩气等离子体射流的数值模拟

为了分析大气压空气环境中氩气等离子体射流的特性,建立了二维轴对称的等离子体射流喷射模型;考虑待处理材料对等离子体射流的影响,利用Jets＆Poudres软件耦合求解了等离子体射流的可压缩N—s方程、能量方程以及K-e湍流方程;采用自由边界条件来处理射流等离子体的外边界条件,分析了射流等离子体的温度、速度以及所含空气组分...     

燃煤磁流体发电通道工程计算模型

本文导出了燃煤磁流体(MHD)发电通道较完善的准一维分析模型。它适用于不完全发展的及完全发展的湍流,和两种情况同时存在的通道流;当通道结构已知时,与已有模型不同~([1]),它不要求MHD通道心流方程与其边界层方程迭代求解;本模型考虑了通道壁面渣层的导电、电弧导电、边界层内因MHD效应引起的速度、总焓分布的过超及角效应等。关于心流方程和边界层方程的推导,看来比通常的方法简单。     

天然气再燃烧降低NO_x的数值模拟研究

对实验用管式炉进行数值模拟计算。采用标准k-ε湍流模型、NOx生成模型,对管式锅炉内的流场情况、管式锅炉内的NOx的浓度进行模拟计算。模拟计算表明,提高再然区温度有利于NOx的还原,再燃区过量空气系数越小越有利于NOx的还原,再燃天然气数量的增加可降低NOx浓度的排放,同时再燃天然气的比例提高到一定的水平,再增加天然气数量后对还原NOx的影响逐步减小。     

错列布局风电场尾流演变实验研究EI北大核心CSCD

在规模化风电场中,多机组尾流相互干扰对机组能量转换、区域大气边界层结构有着显著的影响。为研究湍流来流条件下错列布局风电场尾流演变统计特性,在边界层型风洞中,错列布置6排15台水平轴风力机阵列,利用热线风速仪对尾流场进行高频率数据采集。结果表明:相比串列布局,错列布局能够显著提高尾流主流向速度恢复水平,具有提高输出功率的潜力;同时,降低风电场内部流动相关性,风力机迎风面的湍流积分尺度变小;风电场采用紧凑布局时,需要考虑上游两侧风力机后方的局部高湍流强度区对下游风力机叶尖载荷的影响。基于速度谱分析,进一步量化在流场能量输运过程中,各尺度涡旋运动对尾流湍动能贡献度的变化,在近尾流区,流场受到风力机旋转的显著影响,而在远尾流场,低频、大尺度的尾流蜿蜒成为主导。     

超细煤粉再燃的模拟计算与试验研究

超细煤粉再燃技术脱氮效率高而运行费用低，是最行之有效的低NOx燃烧技术之一。通过模拟计算与试验方法，对一维热态煤粉炉内煤粉再燃，再燃区温度、过量空气系数、再燃燃料喷射速度和再燃燃料粒度对NOx还原率的影响规律进行了研究。研究结果表明：最佳再燃区温度为1200℃：最佳再燃区过量空气系数为0．9左右；再燃燃料喷射速度越高，NOx还原率越高；再燃燃料越细，对NOx的还原作用越强，最佳再燃燃料粒度为20μm。与常规煤粉再燃相比，以超细煤粉作为再燃燃料，不仅对燃烧效率影响较小，而且对NOx的还原效率也明显提高。     

空气及温度分布不均匀对空冷换热器性能的影响

本文讨论了交叉型空冷热器在冷热流体不混流的情况下，流入空气的不均匀性及温度分布不均匀对换性能的影响，讨论训也考虑了换热器中各管排的性能因素，管排性能因素既可能是翅片间距或共它几何因素，也可能是湍流的空气流经管排时，管排受其影响而显示出不同的热性能，比较而言，多排管中下游管排比空气进口咱管排受不均匀流影响更大，因为不速度分布不瓣空气流经一排换热管后，其温度分布也变得不均匀，这种温度不均匀性随空气流经     

汽轮发电机转子径向空气流量分布数值计算

为减少大型空冷汽轮发电机转子轴向的温差及其热应力，有必要对沿转子轴向的各径向风道内空气质量流量分布进行研究。该文以150MW空冷汽轮发电机转子为例，应用有限体积法，在实验研究基础上，求解转子半轴向段通风道内空气的紊流流动等三维方程组，在变结构条件下，研究了转子紊流模型、副槽入口风速等物理量变化对轴向各径向风沟空气质量流量分布的影响。研究结果表明，在不同的副槽入口风速下，沿轴向转子各径向风沟内的空气流量偏差随转子风道结构参数变化。结论对更大容量空冷汽轮发电机转子通风均匀性设计具有指导意义。     

非均匀来流对三维气固圆柱尾迹的影响

对非均匀来流三维气固两相尾迹流动做了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分法的数值方法对N-S方程组进行直接求解。计算颗粒场时,选取Stokes数等于1的颗粒,并采用Lagarangian方法跟踪其运动。颗粒与壁面采用弹性碰撞方法模拟。分析了非均匀来流(Re=260)的情况下扰动对流场特性的影响以及对颗粒扩散的影响。模拟结果表明:入口处的扰动加速了三维大涡的形成以及流体的紊乱以及颗粒在流场中的扩散程度。     

670t/h四角切圆锅炉反切消旋的数值模拟和工程实践

利用燃烧数值模拟程序对一台670t/h四角切圆锅炉进行了三次风与OFA反切工况数值试验研究.研究结果表明：三次风反切使反切层以上炉内流场旋转减弱,相对切圆直径和充满系数在反切层降低,炉内气流混合强度变化不大,对炉内主气流的空气动力结构影响不大;炉膛温度场和氧气浓度场显示,反切后改善了炉内温度分布,对主燃烧区的影响较小;壁面高温区减少,降低了结焦可能性;反切降低水平烟道入口左右侧温差,削弱了水平烟道入口的扭转残余,减小了水平烟道中的气流速度不均匀性,截面平均烟温略有下降,对受热面换热影响不大.工程实践表明,数值试验结果与实际运行吻合良好,采用三次风与OFA反切消旋方法,减少了残余扭转,改善水平烟道温度分布,较好地解决了四角切圆燃烧锅炉存在的出口烟温偏差问题。     

大型空冷汽轮发电机转子温度场数值模拟

随着空冷汽轮发电机容量增加，其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。因而，了解关于发电机中各空气区域内的速度及温度分布是非常重要的。为了能够数值模拟出较详细和较准确的大型汽轮发电机转子温升分布，该文以150MW空冷汽轮发电机转子作为研究对象，建立了模拟转子本体及通风道内空气的传热及紊流流动二维数学模型及边界条件，并利用CFD原理，采用有限体积法进行求解，得出了转子周期截面较准确的不对称温度分布。并将计算结果与实验测量结果相比较，证明计算结果较准确。分析了副槽入口风速等参数对转子温度分布的影响。结论对汽轮发电机转子通风道优化设计及转子安全运行具有指导意义。     

自然通风湿式冷却塔空气动力场数值分析

对电厂自然通风逆流式双曲线冷却塔内的空气动力场进行了数值分析,并利用PHOENICS计算平台进行了数值模拟。分析结果认为:冷却塔无风运行时,塔内形成负压,压力沿塔高逐渐升高;塔内流场呈轴对称分布时,塔内周向分布均匀,中心流速最大。由于冷却塔的冷却能力受环境的影响很大,还对淋水密度、环境温度、阻力变化等各种变工况进行了计算与比较,发现入塔水温与淋水密度对塔内流场的影响基本相当。     

对称开口空间紊流混合对流的数值模拟及分析

对工程实际中广为应用的紊流混合对流换热进行了数值研究,具有计算对象为具有对称边界条件的多进出口空调房间的传热．针对此对象编制了一个应用程序,并运用此程序在较宽的参数范围内对不同的配风方式及边界条件进行了数值模拟,得到了相应的速度场、温度场及其它物理量场的分析,进而总结出紊流混合对流换热的一些规律．通过与相关文献的对比,说明了本文数值模拟的有效性．     

空冷汽轮发电机转子风道结构对传热的影响

大型空冷汽轮发电机转子通风道中，副槽的几何形状、径向通风沟的条数及间距、槽楔出风口直径等几何量，直接影响风道内空气的流动及传热特征。转子组件的可靠性及寿命依赖于空冷通道的散热能力。因而，了解发电机转子风道中各空气区域内的速度分布、传热系数变化及温度分布是非常重要的。为了能够得到转子截面较均匀并且最高温度值较低的优化温度分布，文中在150MW空冷汽轮发电机转子实验研究基础上，改变副槽的几何形状、径向通风沟的条数及间距、槽楔出风口直径等几何量，采用有限体积法求解转子本体及通风道内空气的传热及紊流流动等二维离散方程组。研究结果表明，在相同的入口风速下，两条径向风沟比一条径向风沟时散热效果好，并存在最佳中心距。     

矩形平底渠道淹没水跃区的紊流边界层发展

根据Rajaratnam对矩形平底渠道淹没水跃区的断面流速分布、最大流速、壁面切应力和最大流速之半处距壁面距离的试验成果,利用Verhoff的附壁射流区的断面流速分布公式和紊流边界层的动量积分方程,研究淹没水跃区紊流边界层的发展、最大流速之半处距壁面距离和水跃区零流速线的计算方法。给出了淹没水跃区最大流速沿程变化的近似计算公式;提出了紊流边界层厚度、最大流速之半处距壁面距离和零流速线的理论计算方法,通过Rajaratnam的试验资料对其进行了验证和修正,给出了实用的计算公式;完善了Rajaratnam最大流速之半处距壁面距离经验公式中系数的计算方法。研究表明,矩形平底渠道淹没水跃区紊流边界层的计算公式在形式上与一般光滑平板一样,与雷诺数1v x/?的1/5次方成反比,与距离x的1.14次方成正比,相对最大流速之半处距壁面距离和零流速线均与跃前断面雷诺数成反比,与相对距离成正比。     

燃料电池气体分配箱三维流场分析与数值模拟

燃料电池气体分配箱包括进气简与密封罩两部份,是连接气源与燃料电池组不可缺少的中间装置.气体分配箱的流道结构设计是否合理,对进入燃料电池组的气流量有重要影响.对现有的五种气体分配箱进行了结构分析,利用FLUENT软件对它们的内部流场进行了数值模拟.分析了气体分配箱的进气筒截面形状(圆柱型、圆台型、扩压型)、尺寸大小,进口数目(单进口、双进口)以及进气速度对气体均匀化效果的影响,得出扩压型双进口对均匀化最有利的结後论,此外,适当增加进气速度也有利于气体流场的均匀化.