超超临界汽轮机固体颗粒侵蚀的研究

分析了超超临界汽轮机高压和再热第一级叶片固体颗粒侵蚀的原因，介绍了汽轮机部件固体颗粒侵蚀的试骚研究工作，给出了超超临界汽轮机防止固体颗粒侵蚀的措施。图4参5     

静止流体中颗粒污垢沉积模型数值模拟

为了研究静止流体中颗粒污垢沉积规律,基于固液两相流理论以及扩散理论建立了颗粒沉积模型,采取数值模拟的办法,分析研究了颗粒沉积速度、浓度及沉积量随沉积过程的变化,得到了适用于粒径大于5μm的颗粒沉积规律:颗粒沉积速度、浓度以及沉积量均呈现渐进型趋势,颗粒最终以恒定的沉降速度沉底;越靠近底端,沉积时间越短;越靠近表面浓度变化越快。分析对比模拟值与实验值,在误差允许的范围内认为两者吻合较好。     

亚临界锅炉汽温提升受热面改造方案数值模拟研究

为降低亚临界机组的供电煤耗和碳排放,提出了一种在保持机组亚临界蒸汽压力前提下将锅炉主/再热蒸汽温度从540 ℃提升至600 ℃的锅炉受热面改造方案,并以某330 MW亚临界四角切圆锅炉为研究对象,采用三维CFD数值模拟方法对此锅炉的改造方案进行了验证。结果表明,仅需将炉膛折焰角以下3.6 m高度的炉墙水冷壁替换为墙式过热器,即使不对再热器进行改造,锅炉的主/再热蒸汽温度也可同时提升至600 ℃水平。此改造方案可最小程度地改造锅炉受热面,大幅降低锅炉的改造成本和风险。     

管道中亚微米颗粒热泳脱除技术的研究

通过对设计的实验系统进行测量,得到了亚微米颗粒热泳沉积效率的计算公式.由实验验证:相对于长管,短管可充分利用速度温度正在发展流,从而获得更高的热泳沉积效率.利用逐步递进原则,设计了1种将短管作为热泳除尘段,并和过渡段交替连接的除尘装置.结果表明:在采用8段热泳段的情况下,总除尘率可达到约83.24%.说明利用该原则能设计出可行的脱除亚微米颗粒的除尘设备.     

壁面粗糙结构对颗粒沉积特性影响的数值研究

采用CFD-DEM方法对1～50 μm颗粒在粗糙流道内沉积特性进行分析.主要研究了颗粒粒径、粗糙元形状(正方形、尖角、三角形)对沉积速率的影响.结果表明:受粗糙结构附近漩涡影响,粗糙壁面将小颗粒(τp+＜1.000 0)沉积速度提升至1～2个数量级,沉积速度比最高可达172.然而大颗粒(τp+＞1.000 0)受反弹效...     

660MW超超临界机组受热面超温优化策略研究

本文通过试验研究,分析了660MW超超临界机组锅炉在运行过程中出现受热面管壁超温的原因,并总结了经济可行的优化策略。根据该策略进行调整优化后,可使锅炉在主再热汽温升至额定参数时,受热面管壁温度仍然低于超温报警值较多,彻底解决了受热面管壁超温的难题。该炉型是同样技术百万机组的缩小版,因此本文研究成果对同炉型的660MW和1000MW机组的锅炉运行具有很强的指导意义。     

TiO2纳米颗粒在火焰中凝结长大的数值模拟

颗粒生长的数值模拟是通过流体动力学与颗粒动力学相结合计算实现的.实验表明,温度是颗粒成长中非常重要的因素之一,所以湍流扩散火焰的正确模拟,是颗粒学模型计算结果正确与否的关键.首先在CFD商业软件FLUENT中计算得到准确的丙烷与空气、四氯化钛与空气反应的湍流火焰场;然后应用FLUENT的UDF功能,编制C语言程序引入颗粒学模型进行计算,对颗粒尺寸进行了预测;通过对计算结果的分析探讨火焰温度、氧化剂流量等因素对生成颗粒或者颗粒聚集块尺寸的影响.结果表明:空气流率对火焰场温度影响很大;火焰场温度越高就越容易形成球形颗粒;颗粒在火焰中的时间越长,生成的颗粒或聚集块的尺寸就越大;气体的稀释作用对颗粒成长有一定影响.     

湍流管流中柴油机微粒沉降特性的模拟研究

应用 CFD 软件对湍流管流中柴油机微粒的沉降特性及其影响因素进行了研究.分析了对柴油机微粒沉降具有重要影响的湍流管流中流场的结构特征,研究了微粒热泳沉降和湍流脉动沉降特性以及两者在微粒沉降中的相互作用,并对影响微粒沉降的各种因素进行了分析.通过研究,获得了湍流管流中柴油机微粒的沉降特性和沉降规律,研究结果可以为柴油机微粒沉降的控制以及微粒热泳净化技术的研究提供一定的依据.     

带沟槽涡轮叶片颗粒沉积特性和气膜冷却性能研究

为探究带沟槽叶片的颗粒沉积特性以及气膜冷却性能,以某型高压涡轮含有尾缘劈缝结构的涡轮叶片为原型,针对实际工况建立沉积模型,采用数值模拟方法研究了0<M≤2不同吹风比下沟槽结构对叶片表面颗粒沉积特性和叶片表面气膜冷却性能的影响规律。结果表明：沟槽结构提高了总碰撞效率,降低了总沉积效率,颗粒易沉积于气膜孔下游以外区域以及端壁两侧,沟槽导致压力面中后部颗粒沉积的区域增大;随着吹风比的增加,沟槽内部捕获效率提高,整体颗粒捕获效率降低,沟槽内部的气膜冷却性能不断下降,但沟槽下游部分区域的气膜冷却性能优于原始结构;沟槽的存在使下游附近沿展向的气膜覆盖区域变大,冷却性能提升,沿孔流向的展向平均气膜冷却效率最高可提升18%。     

颗粒扩散的三个效应分析及其数值模拟

在对均匀各相同性湍流中的颗粒进行研究时，目前通常采用拉氏方法描述两相湍流中的颗粒相运动，用的较多的就是基于颗粒所见气体速度的Langevin方程。此方程的封闭必须考虑颗粒扩散的轨道穿越效应、连续性效应和惯性效应。在仔细分析几个效应的基础上，提出了一种改进的漂移系效模型，综合考虑颗粒在均匀各向同性湍流内扩散所遇到的三种效应的影响，并进行数值模拟分析了几个效应对于效值模拟结果的影响。     

基于DPM模型的旋流式沉沙池悬沙数值模拟

为了研究旋流式沉沙池泥沙颗粒的运动及沉沙机理和旋桨转速N与沉沙率之间的关系,借助商业软件Fluent,采用湍流模型和DPM模型相结合的数值模拟方法对泥沙颗粒进行颗粒追踪,通过设置7种不同的湍流模型模拟旋流式沉沙池悬沙在7种转速下的运动,与已有的试验结果进行对比,验证了模型的可行性,并选出在不同转速下最合适的湍流模型,进而运用选出的湍流模型分别模拟7不同转速下旋流式沉沙池流场分布,分析了旋流式沉沙池的流场和颗粒轨迹。结果表明,在沉沙池转桨所在的平面上,速度从池壁到池中心逐渐增加,相应位置上的压力逐渐减小;在沉沙池立面上,存在二次流现象,在转桨附近存在较大的漩涡;相同转速下粒径较大的颗粒比较小的颗粒更易沉降;随着桨叶转速的增加,颗粒总去除率逐渐减小。     

鼓泡流化床内颗粒分离行为模拟研究

颗粒-颗粒相间曳力是影响鼓泡流化床流体动力行为的重要因素之一。本文基于欧拉-欧拉双流体气固两相流模型,采用考虑了颗粒分离斜度系数的颗粒-颗粒相间曳力模型,对床内具有两种不同颗粒尺寸、底部均匀布风的鼓泡流化床进行了数值模拟研究,并将模拟结果与Owoyemi等的实验及数值模拟结果进行了比较。研究结果表明考虑颗粒分离斜度系数的颗粒-颗粒相间曳力模型合理地预测和分析了床内颗粒分离等特性。     

1000MW超超临界机组制粉系统携带大颗粒问题的解决

邹县发电厂1000MW超超临界机组制粉系统磨煤机出口分离器的煤粉运行中携带大颗粒,对制粉系统分离器结构、工作原理进行分析,研究煤粉中携带大颗粒物的主要原因,并采取相应对策。通过对分离器的结构改造,大颗粒现象已消除。     

微小颗粒横掠圆管的数值分析

利用拉格朗日粒子随机追踪模型以及El-Batsh 和Haselbacher提出的粒子沉积模型,对飞灰颗粒横掠管束时的运动轨迹和沉积特性进行了数值研究,获得了管束排布方式以及粒子直径对飞灰颗粒运动轨迹及沉积分布的影响。结果表明：当颗粒的直径小到一定程度时,管束通道内的流场和温度分布对颗粒的运动轨迹影响显著;颗粒在管壁表面的碰撞率和沉积率与管束排布和粒径有关,粒径50.0um颗粒几乎没有沉积;粒径10.0um颗粒沉积主要分布在管壁迎风面;粒径1.0um的颗粒在管壁的迎风面和背风面都有沉积。     

燃气中颗粒在换热表面沉积特性

研究Stokes数对颗粒在换热器壁面捕获及沉积的影响,采用欧拉-拉格朗日方法及El-Batsh和Haselbacher提出的粒子沉积模型模拟稀疏气固两相流,讨论了颗粒横掠受热表面的沉积分布。结果表明:不管是改变粒径还是改变流速导致的St数变化,对颗粒沉积特性都有影响;St数减小,圆管周向的颗粒沉积量增加,沉积区域增大且分布均匀;St数减小到一定程度,顺叉排管束对沉积影响的区别减小。     

燃气透平静叶微颗粒碰撞和沉积特性的数值分析

基于拉格朗日颗粒追踪模型及El-Batsh和Haselbacher等提出的微颗粒沉积模型并结合燃气轮机透平静叶实际运行参数,为研究PM2.5等微颗粒在透平静叶的碰撞和沉积特性,通过计算流体CFD方法,对不同直径的微颗粒横掠透平静叶进行颗粒运动轨迹追踪和沉积情况分析。模拟结果表明:颗粒直径0.1~5.0μm时,碰撞率随颗粒直径的增大而增大,黏附率随着颗粒直径的增大反而减少,沉积率随着颗粒直径的增大先增大后减少;颗粒直径为0.1μm时,在叶片背面和压力面都有碰撞和沉积,直径为1.0和2.5μm时,沉积和碰撞大都发生在压力面后半部分和前驻点附近,直径为5.0μm时,沉积大都发生在压力面前半部分。     

跨临界水湍流黏性底层数值模拟与分析

为获得电站水工质跨临界状态下湍流黏性底层的变化规律,基于SST k-ω湍流模型,对跨临界水湍流黏性底层随入口温度、热流密度和质量流速的变化规律进行数值模拟.结果表明:跨临界区水流动的黏性底层厚度并非单调变化,亚临界拐点、伪临界点和超临界拐点是黏性底层厚度和速度梯度变化的关键节点;入口温度仅改变黏性底层厚度和速度梯度的峰...     

超超临界汽轮机中压缸抽汽管路的数值模拟

采用ANSYS CFX软件对某超超临界汽轮机中压缸的抽汽管道系统进行了数值模拟,获得抽汽管道系统内部的速度场与压力场并进行了相应的分析.给出不同位置抽汽小管的流量和总压变化情况,分析了抽汽管道系统各段的流动损失.采用工程流动损失手册的计算方法对总压损失进行了计算,并将其结果与CFD的模拟结果进行了比较.结果表明：两者基本吻合,说明流动模型的选取与计算结果可信,可以指导实际流动损失的工程计算.     

颗粒状腐蚀产物在水跨临界区域近壁面传质特性的模拟

为研究(超)超临界机组汽水系统中腐蚀产物在跨临界区域内的沉积特性,以Fe3O4颗粒为典型腐蚀产物,采用RANS-DPM方法中SST k-ω湍流模型对腐蚀颗粒在直管内跨临界湍流中近壁面区域的传质特性进行了模拟,分析了颗粒传质随入口温度、热流密度和质量流量的变化规律.结果表明:最高近壁面温度的位置与超临界层的厚度有关;超临...     

微液滴在窄矩形通道内热泳沉积特性的研究

利用Fluent软件对微液滴随空气流在窄矩形通道内流动时的沉积情况进行了模拟,得到微液滴在窄矩形通道内的质量浓度分布和速度分布.结果表明:在存在温度梯度的情况下,微液滴会在窄矩形通道的管壁处发生沉积,且随着温度梯度的增大,微液滴在管壁处的沉积效应增强;通过增大温度梯度,可以进行微液滴的脱除.