水平平面声波对重力场中PM2.5颗粒作用的数值模拟及实验研究

将空气对PM2.5的阻力特性考虑在内，建立了水平平面声波对重力场中PM2.5颗粒动力学特性影响的数学模型，以探讨声场和重力场双重作用下PM2.5颗粒的运动情况。模拟了整周期时刻和整波长位置平面波声场内压力的分布情况。颗粒在不同初始位置的速度及颗粒在初始位置为整波长位置的位移情况。通过模拟计算发现：颗粒初始位置的不同造成了颗粒初始速度的大小、方向不同；声场的强度、频率是影响颗粒运动的重要条件；颗粒的水平位移和垂直位移的综合结果是颗粒螺旋型下落，这个空间是颗粒碰撞的有效空间。可视化实验验证了模型的可行性。     

外加声场对增加PM2.5碰撞几率的数值模拟研究

采用数值模拟方法对细粒子(PM2.5)在平面行波声场作用下的碰撞几率进行研究,基于直接模拟蒙特卡诺 (DSMC)方法的硬球模型研究PM2.5之间的碰撞。通过统计计算区域内PM2.5在一定时间内的碰撞次数,发现在外加声场作用下,PM2.5之间的碰撞几率与PM2.5浓度、声场强度及声波频率有显著关系。在声场保持不变的情况下,碰撞几率随PM2.5浓度的增大而增大;在PM2.5浓度和声波频率保持不变的情况下,碰撞几率随声场强度的增加而增大;在 PM2.5浓度和声场强度保持不变的情况下,碰撞几率随声波频率的增大,先增大后减小,存在一个使碰撞几率最大的最佳频率值。文章给出了碰撞几率与PM2.5浓度、声场强度、声波频率的关系曲线。     

水蒸汽对CaO颗粒脱硫反应催化作用的实验研究

对于水蒸汽提高乏脱硫剂的脱硫能力前人已经做过研究。其方法是：将一次脱硫产物进行水合反应，然后再用处理过的乏脱硫剂进行二次脱硫反应。蒸汽活化的温度从常温到600℃，脱硫反应温度从常温到800℃。然而烟气中含有的水蒸汽对于CaO颗粒脱硫反应的影响机理有待进一步研究。该文用4种CaO样品在TGA上从300℃到900℃对水蒸汽的作用机理进行了动力学研究。实验结果表明：水蒸汽对CaO颗粒脱硫反应具有催化作用。随着反应温度的升高，水蒸汽的催化作用逐渐削弱。由于CaO样品的颗粒性质涵盖了工业级石灰，因此，水蒸汽对CaO颗粒脱硫反应的催化作用可以推广到工业级CaO颗粒。     

圆柱绕流现象的格子玻耳兹曼数值模拟

用新近发展的格子玻耳兹曼方法对圆柱绕流现象进行了数值模拟计算，将模拟结果与实验结果进行了比较分析，获得了很好的一致性，反映出相同的流动特征。通过实际算例的应用，对格子玻耳兹曼方法的优点、发展潜力和目前存在的主要问题进行了讨论。     

水冷壁管道泄漏声场分布特征数值研究

根据Bloch理论研究了锅炉水冷壁周期表面的声反射行为，指出了水冷壁表面将使入射声波沿多个方向发生散射，其行为类似于反射光栅，其中镜面反射方向的零级衍射波，具有较高的能量份额。炉内水冷壁管道泄漏声场，主要包括泄漏直达声和所在水冷壁面的反射声两部分组成。根据叠加原理和镜像原理，近似计算了水冷壁管道泄漏声辐射的远场空间分布特征。结果表明较高频泄漏声波具有明显的空间指向性特征．在泄漏口正前方声压级(SPL)较高。较低频泄漏声波由于空间干涉效应明显，指向性特征被干涉效应掩蔽，泄漏口正前方的声压级(SPL)甚至有时很低。因此，利用泄漏声强度特征在较低频段不宜对泄漏源进行有效定位，强度定位技术益在较高频段进行，其特征频段与水冷壁管道几何尺寸有关。     

温度梯度场中声线传播路径数值研究

该文利用光学Fermat原理和数学变分方法，建立了三维温度梯度场中的声传播路径的数学模型，数值计算了一维轴对称和二维单峰圆对称温度梯度场中的声线传播路径，揭示了一维轴对称温度场对声传播具有“墙壁效应”，二维单峰(谷)圆对称温度场对声传播具有“透镜效应”的物理特征。根据温度梯度场中的声线弯曲事实，指出了按等温介质中的声波直线传播规律来诊断卢源位置，必然会发生“蜃听”现象，导致源定位失真，并进一步对定位方法及其产生虚源的位置进行了分析，为研究炉内管道泄漏声检测及其定位技术，乃至声学测温技术中的温度场重建提供了基础研究。     

换热器管壁圆形泄漏口空间辐射声场分布特征数值研究

根据可分离辐射源的声辐射，利用叠加原理和无穷级数迭代求和，建立了换热器管道壁面圆形口非分离泄漏声辐射源的空间声场分布数学模型。计算了圆形口均匀幅度非分离声辐射源的空间声场远场分布，给出了其远场相对声压级和位相的空间分布图案。与方形口均匀可分离辐射源的空间声场分布特征相比，发现两种情况具有相同的空间指向性特征，在较高频率时辐射声场空间分布出现盲区，在x—y平面内声场分布与泄漏口形状无关，但与辐射频率有密切关系。     

煤粉炉PM10/PM2.5排放规律的试验研究

采用冲击式尘粒分级仪对煤粉锅炉电除尘器前后细灰组成进行测量，研究表明除尘器后PMl0和PM2.5占总灰的比例为92．47％和35．56％，比除尘器前均有大幅度提高。除尘器对细灰捕集效率不高，PM2.5除尘效率为9．6％。煤粉国度、制粉系统投远方式、锅炉负荷是影响粉尘颗粒特性的主要因素。煤粉越细，乏气全部投入将使排放的粉尘组成越细，锅炉负荷越低，除尘效率会有所提高，但粉尘组成也将变细。     

贝壳脱硫性能的动力学研究

采用热重分析仪和压汞仪对4种贝壳和一种石灰石在不同反应条件下的脱硫性能和孔结构进行了试验研究。随SO：浓度的增加、反应时问的增加，贝壳与石灰石的钙转化率增加。贝壳的脱硫效果优于石灰石，其最佳脱硫温度比石灰石的高：扇贝壳的约为1050℃，海螺和毛蚶壳约为1000℃，花蛤约为950℃，而石灰石的约为900℃。煅烧贝壳的内部孔径在0．2～10μm之间，比表面积在0．6459～1．1389m^2/g，而石灰型CaO的孔径集中在0．02～0．1μm，比表面积为12．2209m^ 2／g。孔分布良好的贝壳具有较好的脱硫动力学特性，脱硫剂的钙转化率较高。     

切向燃烧锅炉炉膛结渣问题的研究

针对一台130t/h切向燃烧锅炉炉膛出现的结渣问题，提出一种可以消除结渣的燃烧器结构和燃烧器配风方式。数值计算结果表明，改造后的燃烧器，锅炉炉内实际切圆直径减小，炉膛温度水平降低，上二次风喷口附近水冷壁壁面O2浓度增加，都有利于抑制和消除炉膛的结渣。改造后的炉膛结渣基本消除，锅炉高负荷运行稳定性提高，数值计算结果与现场实测数据基本吻合。     

200MW四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术。利用CFD软件平台，采用数值模拟方法对某电厂200MW四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧状况进行研究。改造方案1采用空气分级，方案2在1基础上，增加细粉再燃。计算结果表明：改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域，温度骤然下降，而CO浓度很高，形成一个相对低氧，低温的还原性气氛区域。再燃降低NOx48．9％左右。改造后煤粉燃尽率下降且燃尽所需时间也增加，降低了电厂的经济性。煤粉颗粒在炉内运动具有很大随机性，停留时间差异很大。平均而言，煤粉喷入高度越高，停留时间也越短。