气道稳流模拟试验系统开发及评价方法数值处理分析

气道稳流模拟试验可以模拟实际发动机的进气状况，评估发动机进气系统的流通特性及进气道涡流形成能力，为发动机进气系统开发及燃烧过程研究提供重要的试验依据。本开发的发动机气道稳流模拟试验系统采用上下位机结构实现两级控制，具有自动化程度高、安全可靠、便于扩展维护的特点，实现上位测控软件的智能化设计，采用的数值处理方法使试验结果的计算精度得到明显提升。     

四气门汽油机进气道气流运动的三维数值模拟研究

利用三维流体动力学软件对实际四气门汽油机进气道的气流运动进行了气道稳流试验台的三维数值模拟计算.计算结果显示出在气道稳流试验台条件下的三维空气流动的详细状况,并表明在发动机缸内可以形成明显的滚流.气道流动性能评价参数的计算与试验结果比较表明：数值模拟的精度较高,可为发动机气道设计开发提供理论依据.     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

基于CAD/CFD发动机气道的设计

以应用于实际设计为目的,研究了三维造型设计方法在发动机螺旋进气道设计中的应用。实现了PROE设计以及高精度的流动数值模拟,为气道的设计与改进提供了高效实用的研究手段。讨论了螺旋气道三维建模的基本过程,研究了网格尺寸对计算结果收敛性的影响。最后,以气道试验验证计算结果的准确性。三维设计表明,现代设计方法的应用有益于克服传统设计中的盲目性与局限性,提高产品的自主开发能力与设计制造质量。     

柴油机缸盖气道性能的评价方法探讨

本文首先论述影响柴油机缸盖气道性能的影响因素,并对主要影响因素进行试验对比验证,根据试验数据总结出评价气道性能的方法。为了保证量产缸盖产品的一致性,提出建立标准缸盖的概念,并根据发动机台架性能试验和排放标定,对涡流比在2.0~3.0之间的气道形成一个量化的标准,对类似发动机气道的开发具有一定的参考价值。     

进气道生产一致性对汽油机性能影响及设计优化

采用AVL TIPPLEMAN气道稳态试验台对某现生产气道喷射汽油机缸盖气道性能进行批量测试,结果显示该发动机缸盖气道生产一致性较差。选择了其中高中低3种滚流水平缸盖进行发动机性能试验。试验发现,生产偏差造成的滚流差异对性能有较大的影响,低滚流气道有利于该发动机外特性提升。为此进行了进气道性能鲁棒性CFD模拟分析,研究了气道偏移对气道性能的影响,并通过优化气道局部结构,显著改善了缸盖气道性能设计鲁棒性,优化后气道滚流对气道偏移的敏感度降低了50%,并进行了气道试验验证和发动机性能试验。     

进气道稳态和瞬态计算流体动力学模拟分析

进气道是发动机的主要组成部分之一,设计优劣直接影响发动机性能好坏。本文介绍了对增压发动机进气道轮廓优化及座圈加工角度的研究,结果表明,通过结构设计优化、CAE仿真分析对进气流量比、滚流比、速率、气流运动、混合质量、湿壁、火花塞缺口湍流动能等方面的研究发现,可以通过优化气道四维轮廓及气门座圈密封带夹角设计,确定一种最优方案。研究结果对于发动机进气道研究开发具有重要意义,并且通过仿真分析更有效的缩短开发周期。     

气道燃油喷射汽油机颗粒数排放光学试验研究

中国GB6b排放法规新增加了对汽油机颗粒物排放的相关要求。尽管直喷(direct injection,DI)汽油发动机具有众所周知的许多优点,但气道燃油喷射(port fuel injection,PFI)汽油发动机由于其突出的性价比优势在市场上仍然占据了相当的份额,而此前业界对PFI发动机颗粒数(particulate number,PN)排放的关注和研究相对较少。采用AVL VisioScope及VisioKnock光学燃烧分析系统对某国产PFI增压汽油发动机进行试验,重点探讨PFI汽油发动机PN的生成机理及改进方法。试验结果表明,PN排放与气道油膜生成、缸内碳烟火焰相关联;优化气道和喷油器的设计可以降低PFI发动机PN排放。     

天然气发动机进气道改进设计与性能仿真计算

利用仿真和试验相结合的手段,研究柴油机改制成气体机后其气道的改进方案及对发动机缸内流动的影响,并以此确定优化方案。试验结果表明,将螺旋气道改为切向气道之后,其流通性能变好,缸内气体湍动能增加,能够满足点燃式天然气发动机对缸内流动的需求,改善燃烧过程和发动机性能。     

发动机性能数字式开发平台的构建与应用

本文针对车用发动机性能开发提出了一套始于整车动力性、经济性,止于发动机主要设计参数确定的正向开发流程与软件平台。该平台以大量整车与发动机性能实测数据的分析、整理以及对发动机设计与性能参数之间的内在联系为基础,以整车设计参数及动力性设计指标作为输入参数,以发动机的主要设计参数,诸如排量、缸数、缸径/行程比、吸气方式、气道设计参数、进排气系统参数(如直径、长度、联接方式等)、进排气系统压力损失控制范围以及增压器参数(流量、压比)等为输出结果。本平台的开发不仅为汽车整车性能模拟计算提供了一套便捷方法,而且可为实现整车动力性、经济性目标所需的发动机主要设计与性能参数的确定、以及性能计算建模时边界条件的确定提供理论依据与实践指导,对整车与发动机性能的正向开发具有指导意义。     

空气分离/烟气再循环技术研究进展

温室气体CO2 的大量排放而引起的全球变暖、温室效应问题越来越引起世人的关注。在众多的CO2 分离回收技术中 ,空气分离 /烟气再循环技术具有明显的优势和较强的应用潜力。分析了空气分离 /烟气再循环技术的提出背景及研究现状 ,探讨了空气分离 /烟气再循环技术的燃烧特性和污染物排放特性 ,提出了一些有待深化的研究内容     

浅谈烟气脱硫系统和烟气脱硝系统中的预热器

介绍在烟气脱硫系统和烟气脱氮系统中所用预热器,着重叙述烟气加热烟气的再生式空气预热器,并简叙烟气脱硫与烟气脱硝系统的流程图.     

合成氨一段炉低温烟道气的有效能计算

本文分析了合成氨一段炉对流段烟道气系统有效能及利用低温烟道气预热空气的经济性，并以Heurtey装置为例，说明了利用低温烟道气预热一段炉燃烧空气的合理性。     

船用增压锅炉风烟系统的流体网络模型

增压锅炉和涡轮增压机组的风烟系统具有很强的热力耦合关系,风烟系统的阻力特性对二者的匹配性能具有重要影响.为此提出一种基于流体网络的增压锅炉风烟系统建模方法,建立增压锅炉风烟系统各部分的流网模型,采用流体网络解算增压锅炉风烟系统的流量、压力耦合关系,仿真结果和实验数据对比表明该模型具有较高的仿真精度.在此基础上进一步分析...     

700℃四角切圆П型锅炉烟温偏差优化控制

为了研究700℃锅炉的烟气热偏差特性,采用计算流体力学的方法对1台700℃等级四角切圆П型锅炉展开数值模拟研究。基于商用的CFD软件,分析了700℃锅炉的烟气热偏差特性和形成机理,研究了燃尽风的反切和燃尽风的速度偏置对炉内速度场、温度场的影响,重点针对炉膛出口附近的速度分布和温度分布,进行烟气热偏差优化控制。结果表明:当分离燃尽风(SOFA)反切25°时,炉膛出口烟温偏差为63.23 K;相对于反切0°,烟温偏差的降幅达到51.43 K;当右侧SOFA风的速度与左侧SOFA风的速度比值为1.3∶1时,炉膛出口烟温偏差为39.31 K,相对于SOFA风没有偏置时,烟温偏差降低了23.92 K。     

电站实际运行过量空气系数的计算及最佳值的确定

传统公式由于没有考虑灰渣中残碳影响而使过量空气系数的计算结果产生误差,比真实值偏大,燃烧工况越差,灰渣中残碳含量越大。过量空气系数也越大,以此来进行调整将使燃烧更加恶化;传统的过量空气系数公式以干烟气为基础得到的,不适用于现场以湿烟气分析结果的计算;本文考虑了过量空气系数的各种因素影响,得出了计算过量空气系数的准确公式,进行实际烟量的计算时也可参照本文进行。     

流动布置方式对三分仓回转式空气预热器热力性能和硫酸氢铵沉积规律的影响

基于有限差分方法的回转式空气预热器热力计算模型,分析了在烟气顺流-逆流,二次风顺流-逆流,一次风顺流-逆流等流动布置方式下,流体和蓄热元件温度分布以及硫酸氢铵(ABS)沉积区域分布的变化规律。结果表明:当流动布置方式由逆流改为逆流-顺流混合型式后,流体与金属温度场分布改变显著。在二次风顺流-逆流,一次风顺流-逆流布置方式下,烟气分仓蓄热元件最高温度、最低温度以及平均温度随元件高度的分布曲线,随改变流向(顺流)空气流量比例的增加而趋于上凸;在烟气顺流-逆流布置方式下,烟气分仓蓄热元件最高温度、最低温度以及平均温度随元件高度的分布曲线,随改变流向(逆流)烟气流量比例的增加而趋于下凹;与采用烟气顺流-逆流布置方式相比,采用二次风顺流-逆流或一次风顺流-逆流布置方式,提高中温段和冷端平均壁温的效率更高,通过调节改变流向的流体流量比例,可以有效控制硫酸氢铵(ABS)沉积区域完全在吹灰通透性较好的冷端范围内,是更推荐的流动布置方式。     

全氧燃烧技术在钢包烘烤上的应用

主要介绍全氧燃烧技术以及在钢包烘烤上的应用实践,全氧燃烧时用纯氧代替空气作为燃料的助燃剂,79%的氮气不再参与燃烧,烟气中不存在氮气,烟气量大幅下降。钢包烘烤采用全氧燃烧技术,具有如下优点:燃烧过程完全,无CO外溢,减少NO_x和废气排放,减少对大气的污染,减少热量损失,提高热量利用率,并且降低能源消耗。     

增压富氧燃煤锅炉省煤器的设计与优化

以300MW机组煤粉炉省煤器为例,对锅炉常压空气燃烧、常压富氧燃烧和5种不同增压(6MPa)富氧燃烧方案下的锅炉对流受热面尺寸、烟气流量、烟气侧传热系数和压降等参数进行了计算和分析,根据基于经济性分析的单位换热量换热器总费用最小的原则确定省煤器的最佳设计结构.结果表明:与常压空气燃烧相比,常压富氧燃烧下烟气体积流量减小了28.5%,对流传热系数减小了11.5%;增压富氧燃烧下的烟气体积流量减小了98.82%,随着烟气流速的增大,受热面面积减小,烟气侧传热系数和压降增大;最佳方案中的烟气流速为1.54m/s时,单位换热量换热器总费用约为常压空气燃烧下的60%,烟气侧压降为582.65Pa,烟道截面积仅为常压空气燃烧下的7.8%.     

垃圾焚烧炉二次配风优化数值研究

为研究焚烧炉二次助燃风的作用,以某厂生活垃圾焚烧炉为研究对象,建立了生活垃圾焚烧炉的三维数值模型,采用计算流体力学软件FLIC和FLUENT对炉排上的固相燃烧和炉膛内的气相燃烧过程进行了耦合模拟。结果表明:当焚烧炉不设置二次助燃风时,烟气在喉口和一次烟道内混合不均匀,可燃成分会沿后拱形成贴壁流,使得炉壁局部热负荷较高,易发生烧损现象,燃烧的不均匀也对污染物的消减不利;当在炉膛两侧设置二次风,尤其是旋流二次风时,流场得到较好的组织,可使喉口区域形成多个旋流区,二次燃烧效果比较好,并且湍动能、烟气路径长度和停留时间都较优,有利于可燃成份的充分燃烧和污染物的消减。