散堆拉西环蓄热室热工特性的数值模拟

提出将拉西环作为蓄热元件用于蓄热室的技术构想,并建立数学模型对散堆拉西环蓄热室的热工特性进行模拟.结果表明:不同时刻蓄热体及气体的温度分布大致呈对数曲线;随换向时间及气体流速的减小、蓄热室长度的增加,温度效率、热效率逐渐升高;空气的出口平均温度取决于空气出口最低温度,烟气的出口平均温度取决于烟气出口最高温度,要达到较高...     

高效蓄热室阻力及传热特性

根据蓄热室结构特性,建立了高效蓄热室阻力特性和传热特性的数学模型．通过实验分析了单位球层上的无因次阻力（单位阻力系数）与流体速度、温度的依变关系;分析了蓄热体、换向时间等对烟气的排放温度和空气的预热温度的影响,得出了高效蓄热室温度效率和热效率．采用刚玉质小球的适宜换向时间为60s,高效蓄热室的温度效率为83．6％,热效率为72．8％．     

蓄热式高温水蒸气制备实验研究

利用自制蓄热式高温蒸汽发生器开展了高温水蒸气制备的热态实验研究.在20～200s范围内,选取不同换向周期,进行高温水蒸气制备实验.考察了不同换向周期以及一个换向周期内的高温介质的温度变化情况,对不同状况下的尾气余热排放进行了探讨,并研究了不同工况条件下的温度效率和热回收效率.结果表明,温度振辐随换向周期的增大明显增大,...     

蜂窝型陶瓷蓄热体换热器的热动态特性实验研究

对高温空气燃烧技术中的关键设备——蜂窝型陶瓷蓄热体换热器的热动态特性进行了实验测试。结果表明:蜂窝型陶瓷蓄热体换热器的压力损失随着空气流速以及蓄热体长度的不同而变化,但总体上说,其压力损失并不大;四通换向阀的换向周期和蜂窝陶瓷蓄热体换热器的体积等是影响其温度效率和热回收率等热性能的重要因素。     

换向时间对蓄热式均热炉能耗的影响和分析

通过数值模拟和实验方法,重点研究了换向时间对蓄热式均热炉能耗的影响。结果表明:蓄热式均热炉存在最佳换向时间,蓄热式均热炉在最佳换向时间下工作时可以显著降低能耗;换向时间影响换向盲区的煤气损失量;如根据均热炉实时烟气流量和排烟温度动态调节换向时间,可进一步降低均热炉的能耗。     

蜂窝体蓄热室结构优化及软件开发

以蜂窝体蓄热室的结构优化为研究目标,模型采用的多目标优化以蜂窝蓄热体的温度效率和热回收率作为目标函数.,以空气流速,换向时间和蜂窝蓄热体的高度为优化变量,模型的计算采用线性加权法,对蜂窝体蓄热室的主要结构参数进行了优化设计,以保证气体在满足换热强度条件下,尽量减小阻力损失。并开发了蜂窝体蓄热室结构优化的软件。     

蜂窝蓄热体内单向流及往复流阻力特性试验研究

试验研究蜂窝蓄热体内单向流及往复流阻力特性.单向流动中研究蓄热体长度、结构参数对阻力特性影响,并分析得到热态条件下蓄热体阻力计算公式;往复流动中研究换向半周期、总阻力对阻力波动特性的影响.实验结果表明,蓄热体阻力并非与其长度成绝对正比关系;热态时蓄热体阻力与流体温度和速度有关;往复流动时蓄热体阻力波动幅值、最小稳定时间受总阻力及空截面流速影响.     

蜂窝蓄热式空气单预热烧嘴换热特性的热态试验研究

采用热态模拟方法对蜂窝蓄热式空气单预热烧嘴的换热特性进行了试验研究，通过对试验数据的分析，得出了蓄热式烧嘴换热性能与空气流量、换向时间的关系及蓄热室内温度的分布特点等，确定了最佳换向时间、单位蓄热体体积的合适流量和蓄热室的适宜长度等。     

盐梯度太阳池Kalina循环发电系统性能研究

Kalina循环发电系统是一种典型的低温热源发电系统,具有广阔的应用前景。盐梯度太阳池能够实现连续聚热和跨季节蓄热,可广泛应用于光热发电系统和光热供热系统。文章提出了一种以太阳池储热量为热源的盐梯度太阳池Kalina循环发电系统,并利用Aspen Hysys软件对该系统进行建模。而后根据模拟结果,研究了提热温度、运行压力和氨水浓度对该系统各项性能的影响。此外,还分析了典型工况下,该系统的热力性能。分析结果表明:随着提热温度逐渐升高,盐梯度太阳池Kalina循环发电系统的发电功率、热效率和效率均逐渐增加;随着运行压力逐渐升高,该系统的热效率和效率逐渐升高,并且存在最佳的运行压力1.75 MPa,使得该系统获得最大发电功率;随着氨水浓度逐渐增大,该系统的发电功率也会逐渐增大,但热效率和效率却逐渐降低;当氨水浓度为85%、运行压力为1.75 MPa、提热温度为90℃时,该系统的热效率和效率分别为7.93%,57.59%。     

不同蜂窝蓄热体的性能对比及能耗分析

蜂窝蓄热体对于改善空气燃烧过程,降低NO_x起着至关重要的作用。通过Pointwise和FLUENT软件建立了蜂窝蓄热体三维数值模型,从不同的换向时间、孔型、边长、材料的角度对比了蜂窝蓄热体的换热特性,并对实际工作中节能效率进行了理论计算。结果显示：当换向时间从15增长到45 s时,正方形蓄热体的温度效率从78.5%降低到63.1%;当边长、壁厚相同时,圆形蓄热体的温度效率最高,压降也最大,六边形蓄热体的温度效率最低,但压降最小。总结发现,孔隙率的减小可以有效地提高温度效率,但是同时会增大流动的压力损失,在实际应用中可据此选择合适的孔隙率。同时得到,在实际运行中,当a=2.00 mm时,圆形蓄热体的节能效率最高(26.9%),六边形节能效率最低(24.4%)。     

蓄热式空气预热器热过程的数学模拟

前人关于蓄热式空气预热器热工计算的方法中均有一些假定条件 ,使之在计算传热系数时产生很大误差。这些方法中均未能提供蓄热填料和载热气体中的温度场资料 ,本文研究的模型特点为 :沿气流方向填料可分为几段 ;载热气体的流量是任意的 ,且与时间无关 ;载热流体在蓄热室之前的温度为恒定 ;每一段填料的气体入口温度等于上一段的气体出口温度 ;从热流体到冷流体的一个传热循环包括两个“工作”周期 (即加热期和冷却期 ) ,而从一个工作周期转变到另一个工作周期之间存在有两个“空隙”期 ;每一段在每一周期中表面传热系数不变 ;通道断面上的气…     

多孔介质蓄热系统动态蓄热特性试验与表征

为了解多孔介质蓄热材料热动态条件下的蓄热特性,得到表征蓄热材料的动态蓄热特性参数,在120 kW多孔介质热动态蓄热系统中,对不同孔径(2.9、4、5.5 mm)、长度(100～400 mm)的蜂窝多孔陶瓷蓄热体在不同热烟气条件下的动态蓄热特性包括蓄热速率、蓄热效率、蓄存单位热量所要克服的蓄热阻力进行了试验研究。结果表明:蓄热速率与时间的关系呈"抛物线"状,蓄热效率随蓄热时间的进行逐渐降低。相同时间下蓄热速率及单位蓄热阻损随蓄热体比表面积的增大或孔径的减小而增大,蓄热效率随蓄热体长度的增加而增大。根据试验研究和分析,采用蓄热速率、蓄热效率及单位蓄热阻损可以用来表征多孔蓄热体的动态蓄热特性。     

玄武岩纤维布移动蓄热箱高温蓄热工况下的放热特性研究

设计一种以玄武岩纤维布为蓄热材料的蓄热箱,采用插排排列提高换热速率和蓄热密度,通过火用分析确定最优蓄热温度,再分析不同流速和入口温度下的放热时间、放热功率和放热效率,得出玄武岩纤维布蓄热箱的放热特性。研究表明：在高温蓄热条件下,每千克空气最大输出功提高约0.5 kJ/K,■损失为81～151 kJ/kg,■效率在82%～85%范围内,选定600℃作为基准蓄热温度;分析了5种流速下的放热情况,随着入口流速不断增大,有效放热时间从191.4 min降低到23.7 min,放热功率从344.2 kW增加到2 749.7 kW,放热效率从96.2%降低到93.6%;分析4种入口温度的放热情况,蓄热箱放热时间的差距均在60 s内,放热功率在2 709～3 103 kW之间,平均放热效率为93.4%。     

基于合成气分流的双联流化床气化性能评价

针对双联流化床的热量调控,设计了一种将合成气部分分流至燃烧反应器实现热量平衡的双床气化系统,利用AspenPlus软件搭建了合成气分流系统模型,对比传统双联流化床系统,评估两种系统在气体组分、合成气热值、有效气体产率以及系统效率方面的差异,研究了气化温度(T)以及水蒸气和生物质质量比r(r=mS/mB)对两种系统热力学性能的影响．研究结果表明：合成气分流至燃烧反应器可以提高合成气热值,而有效气体产率、系统热效率和烟用效率低于传统双联流化床系统;随着气化温度、r的增加,两种系统的气体组分、有效气体产率以及合成气热值的变化趋势相同;两种系统的热效率和烟用效率均随着气化温度、r的增加而减少,系统最高热效率可达74.1%,最高烟用效率可达54.4%.     

商业SCR催化剂在蓄热式换热条件下脱硝性能的数值模拟

为了进一步减少HiTAC(高温空气燃烧)过程中产生的氮氧化物NOx,将蜂窝状SCR(选择性催化还原)催化剂植入HiTAC系统的蓄热室中,建立了关于蓄热式换热及NO催化还原的一维数学模型,其中反应物吸附及反应过程依从Eley-Rideal机理,对催化剂在非稳态下脱硝性能进行了数值模拟研究。结果表明:反应速率常数与停留时间对应值——速度的倒数的变化幅度均随换向时间延长而增大;气体速度随空速呈完全线性变化;出口NO浓度呈周期性变化;NO转化率随换向时间的延长而增大,随空速的增大而减小。     

新型进水结构对太阳能分层水箱热特性影响的研究

蓄热技术是太阳能光热利用的重要组成部分,而以水作为蓄热介质的中低温蓄热技术是太阳能热利用系统中的关键技术之一。本研究设计了一种新型进口均流器,并搭建了一套储热水箱热力学特性测试实验台。在初始水温50℃、进水温度20℃的工况下,分析对比了不同流量下储热水箱的热力学特性。结果显示:均流器提高了分层蓄热水箱的分层效果以及水箱的效率。在同一进口流量下,水箱的热分层效率先增大后减小。而随着无量纲时间的增加,水箱的火用效率逐步降低,此外,水箱的火用效率还随着流量的增加,先增大后减小。当无量纲时间为0.6时,进口流量分别为1.14、3.16和6.11 L/min时,水箱的火用效率分别为85.9%、90.7%和83.9%。     

陶瓷蓄热式换热器高温空气燃烧的实验研究

采用蓄热式换热器高温空气燃烧技术,建立了工艺有害气体高温分解系统;对以高温空气燃烧技术为理论依据的蓄热式换热器高温燃烧分解系统进行了实验研究;分析了其运行特征;探讨了蓄热周期对烟气与空气进出口温度变化特性、污染物排放浓度等参数的影响;提出了最佳换向周期,并指出短周期可以有效降低NOx的排放体积分数.     

多孔介质回热微燃烧器的扩散燃烧

设计了多孔介质回热微燃烧器.进行了微燃烧器的扩散燃烧特性实验研究,得到了其燃烧效率、出口尾气温度、壁面温度和热损失率随燃烧热功率和过量空气系数的变化规律.实验发现,在较宽的操作范围内,微燃烧器具有较高的燃烧效率和出口尾气温度,而且随着燃烧功率和过量空气系数的增大,微燃烧器的壁面温度和热损失率反而减小.分析表明,采用回热夹层和多孔介质相向的进气方式,使得反应气体的流动方向与散热方向相反,有效回收了热量损失,提高了微燃烧器的热效率和出口尾气温度.所设计的多孔介质回热微燃烧器对开发微燃烧透平发电系统具有重要应用价值.     

变比例相变级联堆积床的蓄热特性研究

为了探究级联堆积床内不同相变材料(PCM)的比例对热性能的影响,共建立7种堆积比的相变胶囊蓄热堆积床物理模型,通过数值模拟方法监测换热流体和PCM温度等指标,并对比分析了蓄热量、?效率、蓄热速率和蓄热速率密度等表征堆积床热性能的指标。结果表明：随着高熔点相变材料占比的增加,堆积床可以获得较高的?效率,但其他指标均随着低熔点相变材料占比的增加而升高;与均分的级联堆积床相比,按熔点从低至高,PCM占比呈梯级升高或降低的级联堆积床的蓄热品质及蓄热效率提升显著,证明合理优化级联堆积床内相变材料的比例可有效提升级联堆积床的热性能。     

采用蓄热式燃烧器的室式炉内燃料燃烧条件对物料加热均匀性的影响

高温预热空气后 ,带来的问题是可能造成局部料坯过热。对于室式炉 ,在均热期不允许以最大热负荷过热 ,形成炉内温度的不均匀分布 ;而为了使料坯达到温度均匀 ,便需延长均热时间 ,这又会使金属氧化量增加。本文研究了采用蓄热式燃烧器时保证产品质量和提高加热速度的燃烧条件。研究采用数学模型的方法。室式炉为长方形 ,炉内两侧各装 5个钢锭 ,每个钢锭重 11.9t,断面直径 0 .9m,炉子两端各装一个蓄热式燃烧器 ,蓄热室系统换向时间 15 0 s。文中共研究了 3个因素的影响 :(1)火焰出口之后 ,在火焰中继续燃烧的燃料份额。结果表明 ,尽管炉子两端…