水—汽浸没凝结射流两相流动的数值研究

本文对水－汽浸没凝结射流两相流动采用单流体模型及ｋ－ε湍流模型进行了数值研究，得到了速度，温度，密度和气相体积分数等物理量的分布以及穿透区（含气区）的形状，穿透区的长度与相关的由实验得到的经验公式符合得很好，计算结果表明水的汽－液浸没凝结射流经历了气相流动，气液两相流动和液相流动等不同流动型态的变化，具有复杂的流场结构。     

水─汽浸没凝结射流两相流动的数值研究

本文对水－汽浸没凝结射流两相流动采用单流体模型及ｋ－ε－ｇ湍流模型进行了数值研究。得到了速度、温度、密度和气相体积分数等物理量的分布以及穿透区（含气区）的形状。穿透区的长度与相关的由实验得到的经验公式符合得很好。计算结果表明水的汽－液浸没凝结射流经历了气相流动、气液两相流动和液相流动等不同流动型态的变化，具有复杂的流场结构。     

阵列射流冲击冷却流场与温度场的数值模拟

采用数值模拟方法对冲击冷却的流动和传热过程进行了三维数值研究。特别研究了在冲击孔叉排方式下,相邻孔间距、冲击距离以及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律。     

纳米流体受限式浸没射流冲击凸台表面的换热研究

为了分析纳米流体受限式浸没射流冲击到凸台表面的换热效果,以及与水射流冲击光滑平板的换热情况对比,详细分析了纳米流体颗粒表面形状、纳米流体体积份额、纳米颗粒材料、射流Re数、喷嘴距换热表面的相对高度H/D对滞止点及整个热表面换热系数的影响。实验发现,表面形状对换热效果影响较大,射流冲击到凸台表面上滞止点换热系数h_0最小,但整个换热表面的局部换热系数h_x及平均换热系数h_(av)均为最大值,且换热系数随Re的增大而增大。纳米流体体积份额对换热效果的影响与喷射的相对高度H/D有关,当H/D为3时,h0及hav随纳米颗粒浓度的增大而增大;当H/D为5时,纳米流体体积份额φ为0.2%时的换热效果最好。     

矩形管湍流冲击射流流动与传热的数值研究

采用SIMPLE算法和RNG k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数为10000和冲击高度为4倍喷管水力直径的矩形管湍流冲击射流进行了数值模拟。结果发现在冲击面附近的射流横截面上,伴随着两个反向旋转涡对的出现,形成了主流速度的两个偏心峰值。分析认为双偏心速度峰值的形成是由冲击面产生的涡量向上游截面扩散而引起的。温度场和冲击面局部№数分布的研究结果表明：射流的传热特性受流动结构的控制,采用矩形管湍流射流可以获得较大的冲击区和较均匀的冷却效果。     

冲击式水轮机喷嘴射流的CFD技术

为了研究喷嘴特性对冲击式水轮机性能的影响。在试验的基础上，采用CFD技术对喷嘴自由射流进行多相流的数值模拟。研究结果表明，在相同工况下，不同形状的喷嘴所产生的射流能量特性有明显差异。     

扇形喷嘴射流行为的数值模拟研究

以高压扇形喷嘴射流行为为研究对象,建立了描述扇形喷嘴射流行为的三维数学模型,采用数值模拟方法对不同入口压力、收缩角和V型切槽半角条件下扇形喷嘴射流特性进行研究.研究结果表明:当扇形喷嘴几何参数不变时,随着入口压力增加,射流冲击核心区域内水的流速显著增加,射流冲击宽度变化不显著;随着V型切槽半角的增加,射流冲击核心区域内...     

自由淹没气体旋转射流数值模拟

旋转射流在工程上有着广泛的应用.利用FLUENT软件,对导叶加旋法产生的自由淹没气体旋转射流流场进行了数值模拟计算,从计算结果中得出不同喷距断面上的速度和压力分布特性,以及中心速度的衰减规律,对其流场结构与形态也有了深入的了解.将数值模拟结果与试验结果进行了对比,得出了较为一致的结论,为旋转射流的工程应用提供了强有力的理论依据.     

浸没式电极锅炉功率变化特性数值模拟研究

提出一种电极热水锅炉的内筒结构,通过实验测量了Na₃PO₄溶液电导率随温度变化规律,并采用数值模拟方法研究了电极浸没深度以及Na₃PO₄溶液浓度对锅炉功率的影响。研究结果表明,浸没式电极锅炉功率随着电极浸没深度和Na₃PO₄溶液浓度的增加而升高,在电极底部所在高度的截面功率密度达到最大值,在运行过程中需注意电极底部击穿的风险。研究结果为电极锅炉的设计、运行和工业应用提供参考。     

横流对振荡射流冲击冷却特性影响的数值研究

为了分析横流条件下振荡射流冲击靶面的换热特性,采用数值计算方法研究了横向排列和纵向排列方式下振荡射流冲击靶面的冷却性能,并对纵向排列下的射流振荡器进行了排布角度修正。结果表明:横流对冲击换热的作用主要受到两方面影响,即冲击点附近的马蹄涡和冲击点向后偏移程度;对于靶面上的冲击核心区,总体上纵向排列的高换热区域后移程度小于横向排列,而前者对流换热效果受马蹄涡的影响更大;在纵向排列、入口雷诺数为21 800、横流雷诺数为14 400的工况下,20°的排布角度下冲击核心区的平均努塞尔数增大21%。     

电控多点燃料喷射天然气发动机天然气喷流的数值模拟

多点电喷天然气发动机在实际使用时存在着发动机充气效率低,各缸混合气分配不均匀的问题,这被认为可能是向进气歧管内的天然气喷射引起的吸气流量变动,以及大量的天然气喷到进气阀表面后被反射到进气歧管入口并引起吸气干涉所造成的.本文使用通用热流体解析软件,数值模拟了从不同喷孔半径的天然气喷射阀喷出的突发非稳定天然气喷流的发展过程,探明了非稳定天然气喷流的内部结构及其对周围空气的影响等.为了验证本计算的可行性,本文使用了纹影装置,拍摄了不同喷射时刻天然气喷流的纹影照片,考察了天然气喷流的喷流形状、前端到达距离等.计算结果和实验结果的比较表明两者相当一致.     

燃油喷射特性数值模拟与实验验证

基于STAR-CD对燃油喷射进行三维两相流数值模拟,利用高速摄影对定容室内喷雾过程进行了研究分析.比较了喷雾特性的模拟计算结果和实验图片,验证了模型的正确性.分析了喷射压力、缸内温度和喷孔直径对喷雾特性的影响.通过研究,获得了喷雾贯穿距和索特平均直径随喷射、环境条件和喷嘴几何参数变化的一般规律.     

汽油缸内喷射喷雾特性的三维数值模拟

用三维计算流体力学软件模拟了汽油缸内喷射的静态喷雾特性 ,研究了燃烧室压力、初始液滴直径和喷雾锥角对喷雾特性的影响 ,并与试验结果进行了比较。研究结果表明 :燃烧室压力、初始液滴直径和喷雾锥角对喷雾特性有较大影响     

天然气燃烧特性与NOx排放特性数学模拟

采用详细化学反应机理并运用良好搅拌反应器模型,通过化学反应动力学模型的数值计算,就典型的4种天然气组分进行了多种工况下的燃烧特性与NOx排放特性研究.计算结果表明：助燃剂中氧含量对着火时间非常敏感,氧含量较高,着火时间提前;低氧和富燃燃烧方式均可减少NOx排放.     

注蒸汽燃气轮机系统的性能仿真

用模块化建模的思想建立了注蒸汽燃气轮机系统的动态模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及蒸汽发生系统的热惯性,各部件模型具有较好的通用性.利用MATLAB软件对注蒸汽燃气轮机进行了性能仿真,系统运行特性表明,由于蒸汽的注入,燃气轮机的效率有较大提高,燃气温度大幅度降低,对延长燃机涡轮的使用寿命及抑制舰船的红外辐射是十分有利的.     

垃圾填埋气焚烧火炬的数值模拟

采用数值模拟方法研究了填埋气焚烧火炬内部的流动燃烧情况.通过对不同形状流道的计算,对不同燃料喷嘴在不同工况下的燃烧提供了满足设计要求的流场,计算结果和试验数据吻合较好.采用的计算方案适用于研究变负荷、变组分的低热值气体燃烧装置,可为此类装置的工程设计提供依据.     

生物质(气)耦合燃煤锅炉燃烧特性数值模拟

为了研究不同类型生物质对煤粉耦合生物质再燃锅炉燃烧特性的影响,基于FLUENT模拟软件,选取某超超临界660 MW锅炉作为研究对象,搭建煤粉锅炉耦合生物质(气)再燃模型,对锅炉进行改造,在最顶层二次风喷口和燃尽风之间增添生物质(气)再燃喷口,分别对纯煤燃烧,生物质固体再燃,生物质气体再燃等不同工况的燃烧特性进行数值模拟,研究燃烧区温度场,组分分布以及炉膛出口烟气中CO2和NOx质量浓度分布的变化规律.结果 表明:生物质再燃降低锅炉煤粉消耗量,使得主燃区燃烧温度降低,同时使得炉内燃烧火焰中心上移,炉膛出口CO体积分数上升,增加了排烟热损失;相比于纯煤工况,生物质固体和生物质气再燃均可以使炉膛出口CO2和NOx的体积分数降低,但是生物质气效果要明显高于生物质固体.其中食物垃圾气体再燃减少CO2排放与降氮效果最好,CO2减排率可达13.87％,降氮率可达24.13％.     

燃尽风对四角切圆锅炉烟温偏差影响的数值模拟

对某电站四角切圆煤粉锅炉进行燃烧特性的数值模拟.炉膛出口存在烟温偏差,采用OFA(燃尽风)联合三次风反切的方法,减小炉膛出口烟温偏差.分析了4种不同反切角度对炉膛出口烟温偏差的影响.结果 表明:OFA和三次风在适当的角度下进行反切对主燃区的影响较小,但过度增大反切角度会使主燃区燃烧紊乱,增大炉膛出口的烟温偏差;OFA联...     

生物质(气)耦合燃煤锅炉燃烧特性数值模拟

为了研究不同类型生物质对煤粉耦合生物质再燃锅炉燃烧特性的影响,基于FLUENT模拟软件,选取某超超临界660 MW锅炉作为研究对象,搭建煤粉锅炉耦合生物质(气)再燃模型,对锅炉进行改造,在最顶层二次风喷口和燃尽风之间增添生物质(气)再燃喷口,分别对纯煤燃烧,生物质固体再燃,生物质气体再燃等不同工况的燃烧特性进行数值模拟,研究燃烧区温度场,组分分布以及炉膛出口烟气中CO2和NOx质量浓度分布的变化规律.结果 表明:生物质再燃降低锅炉煤粉消耗量,使得主燃区燃烧温度降低,同时使得炉内燃烧火焰中心上移,炉膛出口CO体积分数上升,增加了排烟热损失;相比于纯煤工况,生物质固体和生物质气再燃均可以使炉膛出口CO2和NOx的体积分数降低,但是生物质气效果要明显高于生物质固体.其中食物垃圾气体再燃减少CO2排放与降氮效果最好,CO2减排率可达13.87％,降氮率可达24.13％.     

某重型燃气轮机环型燃烧室的数值模拟

参考现有某重型燃气轮机环型燃烧室,运用FLUENT软件对其喷嘴结构及燃烧室部分进行三维数据模拟及分析,通过数值模拟分析燃烧过程速度、压力、温度等变量的分布规律,以及对燃烧室不同截面的流场分布规律的分析,特别是对主要区域各关键截面的流场分析,从而判断出燃烧室设计的合理性,为进一步优化燃烧室的结构设计、改善流场结构奠定基础.