船用蒸汽蓄热器连续工作过程数学模型及其性能仿真

根据船用蒸汽蓄热器的特点,建立了考虑蒸发（冷凝）相变弛豫时间的船用蒸汽蓄热器连续工作过程数学模型,并利用实验结果验证了模型的准确性,在此基础上利用仿真模型研究了关键参数对于连续充、放汽过程动态特性的影响。船用蒸汽蓄热器的充水系数决定蓄热器的蓄热能力,同时制约着系统的机动性,而充、放汽压力在影响蒸汽能量的储存与转化效率的同时,对于能否优化蓄热器的容积起到关键作用,因此应充分考虑弹射系统对弹射周期、弹射蒸汽压力、弹射所需蒸汽量等参数的要求匹配好两者的关系,使其既能满足弹射效率又能达到舰载机起飞所需的蒸汽参数。     

船用蒸汽蓄热器非平衡热力过程

船用蒸汽蓄热器作为舰船上弹射装置的重要组成部分,具有充、放汽时间短,短时间内蒸汽消耗量大等特点,其运行特性直接关系到弹射装置能否安全、稳定运行。建立了船用蒸汽蓄热器实验系统,以过热蒸汽作为充汽汽源,进行不同工况下的充汽、放汽及连续充放汽实验。实验结果表明：蓄热器充汽(放汽)过程中,其压力呈现先急剧上升(下降)后随充汽(放汽)阀门关闭下降(上升),最终趋于稳定的强烈的非平衡热力过程;由非平衡热力过程导致的压降比随单位时间内充入蓄热器能量的提升而加大;蓄热器内温度变化滞后于压力变化,水温变化滞后于汽温变化。蓄热器非平衡热力过程研究可为蒸汽弹射系统的安全运行提供一定的技术支撑。     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器的充汽特性

船用蒸汽蓄热器的充汽过程涉及复杂的汽液两相质量、能量传递过程,其充汽特性对于舰载机弹射过程至关重要。借助小型船用蒸汽蓄热器实验系统进行了不同运行条件下的充汽特性实验。实验结果表明:在充汽过程中工质水的温度出现了分层现象,蓄热器底层水温较低,上层水温较高;充汽结束后蓄热器压力随着其内部工质由非平衡态过渡为平衡态的过程出现反向降低并最终稳定的现象;由不均衡势差引起的压降比随着储存水质量的减小和单位时间注入能量的提升而变大;充汽流量、充汽初压、初始水位对蓄热器充汽特性影响显著,在实际应用中应结合弹射自身需求对工作参数进行合理设置。     

不同充放汽条件下的锅炉-蓄热器系统动态特性

以锅炉-蓄热器系统为研究对象,采用集总参数法建立了相应的数学模型,并通过仿真与实验相结合的方式,对两种不同充放汽条件下的系统动态特性进行了研究分析。结果表明所建模型能够正确地反映出系统的动态特性,可为系统的设计优化与安全运行提供一定的参考。进一步分析可知,连续充放汽过程蓄热器从压力下限充到上限每次需要57 s,而间断充放汽过程则需要67 s,时间明显变长;同时对于某些需要周期性间断或瞬间大负荷用汽量的场合,在消除供汽锅炉负荷的较大波动、稳定供汽压力、提高锅炉效率等方面,连续充放汽的效果更为显著。     

不同充放汽条件下的锅炉-蓄热器系统动态特性

以锅炉-蓄热器系统为研究对象,采用集总参数法建立了相应的数学模型,并通过仿真与实验相结合的方式,对两种不同充放汽条件下的系统动态特性进行了研究分析。结果表明所建模型能够正确地反映出系统的动态特性,可为系统的设计优化与安全运行提供一定的参考。进一步分析可知,连续充放汽过程蓄热器从压力下限充到上限每次需要57s,而间断充放汽过程则需要67s,时间明显变长;同时对于某些需要周期性间断或瞬间大负荷用汽量的场合,在消除供汽锅炉负荷的较大波动、稳定供汽压力、提高锅炉效率等方面,连续充放汽的效果更为显著。     

不同载荷下瞬态放汽过程特性仿真

以美国某型弹射器为研究对象,建立蓄热器非平衡热力过程数学模型和基于牛顿定律和气体动力学的飞机力学模型,基于美军标实际数据进行了仿真验证。对不同飞机质量弹射过程进行动力学与热力学综合仿真研究,结果表明：当飞机质量为8、20、35 t时,弹射末速度均大于72 m/s,弹射最大加速度均小于6g,弹射时间均小于3 s;飞机质量越大,蓄热器放汽质量越多,蓄热器最终压力越小,开槽汽缸压力下降越缓慢,开槽汽缸漏汽质量越多     

船舶蒸汽蓄热器放汽管路热冲击特性预测

船舶放汽管路具有放汽周期短、热冲击能量高、负荷波动大的特点,其运行特性直接影响蒸汽蓄热器的安全稳定工作。以典型船舶蒸汽蓄热器放汽管路为原型,采用标准k-ε模型计算湍流脉动过程,通过数值模拟的方法计算了船舶蒸汽蓄热器放汽管路的水动力特性,获得流速、压力、湍动能及壁面剪切应力等参数的分布规律,基于流致振动而诱发流体热冲击的机理,揭示了与流致振动密切相关的热冲击能量图谱。计算结果显示,在高温高压饱和蒸汽掺混流动过程中,三通管区域呈现蒸汽冲击流速高,湍流脉动剧烈,壁面剪切应力大的特点;基于蒸汽热冲击能量分布图谱,放汽管路上弯管和三通管件局部区域蒸汽热冲击能量较大,其中三通管热冲击能量最大,可以预测三通管件承受的热冲击破损最严重,实物检测破损数据验证了数值预测结果。     

交替充汽方式下双蒸汽蓄热器系统动态特性仿真

为了研究双蒸汽蓄热器系统的动态特性,采用集总参数法建立相应的数学模型,进行直接交替和间接交替两种充汽方式的动态仿真。仿真结果表明：直接交替充汽方式充汽时间减少2.6 s,压力波动更小;相同充汽方式下,汽包压力波动 < 过热蒸汽压力波动 < 供汽母管压力波动;直接交替充汽方式燃油量节省率为7.45%。通过数据对比分析可得：直接交替充汽方式具有充汽速度快、压力波动小、燃油经济性好的优点。     

交替充汽方式下双蒸汽蓄热器系统动态特性仿真

为了研究双蒸汽蓄热器系统的动态特性,采用集总参数法建立相应的数学模型,进行直接交替和间接交替两种充汽方式的动态仿真。仿真结果表明:直接交替充汽方式充汽时间减少2.6s,压力波动更小;相同充汽方式下,汽包压力波动过热蒸汽压力波动供汽母管压力波动;直接交替充汽方式燃油量节省率为7.45%。通过数据对比分析可得:直接交替充汽方式具有充汽速度快、压力波动小、燃油经济性好的优点。     

蒸汽蓄热器在轮胎生产中的应用

介绍蒸汽蓄热器在轮胎生产中的应用。蒸汽蓄热器是利用水的液-汽态转换特性,将蒸汽热量储存在蓄热器内的饱和水中,调节用汽系统压力的储能-节能设备。在轮胎生产中应用蒸汽蓄热器可提高锅炉热效率5%,稳定供汽压力,调节供汽负荷,满足生产工艺,尤其是硫化工艺要求,有利于提高轮胎产品质量和产量。     

不同充汽方式下供汽系统动态特性仿真

以供汽系统为研究对象,采用集总参数法建立相应的数学模型,进行充汽阀自动控制充汽和旁通阀自动控制充汽两种充汽方式的动态仿真。结果表明:旁通阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为76.3s,充汽阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为62.9s,充汽阀自动控制充汽时平均每次充汽时间减少4.5s;两种充汽方式关键参数在充汽阶段均维持较为稳定,在阀门切换阶段存在较大波动,但压力波动均小于0.2 MPa;相同充汽方式下,汽包压力波动过热蒸汽压力波动供汽母管压力波动。     

不同充汽方式下供汽系统动态特性仿真

以供汽系统为研究对象,采用集总参数法建立相应的数学模型,进行充汽阀自动控制充汽和旁通阀自动控制充汽两种充汽方式的动态仿真。结果表明：旁通阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为76.3 s,充汽阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为62.9 s,充汽阀自动控制充汽时平均每次充汽时间减少4.5 s;两种充汽方式关键参数在充汽阶段均维持较为稳定,在阀门切换阶段存在较大波动,但压力波动均小于0.2 MPa;相同充汽方式下,汽包压力波动< 过热蒸汽压力波动< 供汽母管压力波动。     

变压式蒸汽蓄热器研究进展

通过对变压式蒸汽蓄热器的蓄热量、充热装置、充热过程和放热过程的研究情况的总结,表明目前的研究成果推动了卧式蒸汽蓄热器的工程设计和应用。     

超稠油直井汽驱蒸汽腔演化模型

超稠油在蒸汽驱过程中,蒸汽腔的演化过程直接影响到油藏的最终采收率。许多学者对稠油蒸汽驱前缘模型进行了研究,但大多未考虑超稠油汽驱过程中蒸汽超覆和拟流度比的影响,也未考虑蒸汽径向速率的影响,导致对超稠油蒸汽驱的演化过程描述不够准确。为了进一步探究蒸汽腔在超稠油油藏中的演化规律,在考虑超稠油中蒸汽超覆、拟流度比及径向蒸汽速率影响下,基于汽液界面理论、应用数学积分等方法研究了蒸汽前缘形状,建立了超稠油直井汽驱蒸汽腔演化模型,从而精细刻画了蒸汽腔的演化过程。利用该模型分析了各参数对蒸汽腔演化过程的影响。结果表明:在超稠油汽驱过程中,蒸汽腔不断发育且蒸汽主要在油藏上部流动;对于较高的注汽速率、较小的拟流度比以及较大的蒸汽径向速率系数都有利于蒸汽腔的均匀发育。     

不同工况下间接式蓄热器性能的实验研究及分析

当前对于相变蓄热器性能的评价指标主要是蓄放热时间,比较单一,不能全面准确地评价蓄热器性能。本文设计了一种以赤藻糖醇作为相变材料的间接式蓄热器,并通过铜管外加双直肋的手段强化传热。在相变材料内部以及进出口设有热电偶,利用控制变量法,通过改变进口油温以及导热油流量来观测不同工况下蓄热器内部温度的变化以及进出口油温的变化,对不同工况下蓄热器的蓄热效率、放热稳定性进行了分析。为了对蓄热器的充放热性能作出更加全面的评价,对蓄热器进行了 分析。结果表明:在流量不变的情况下,随着温度的升高,蓄热效率基本相同,放热稳定性基本一致, 效率增加;在温度不变的情况下,随着流量的增加,蓄热效率降低,放热稳定性减弱, 效率降低。     

不同放汽阀流量特性对弹射过程的影响规律

研究对象为某型蒸汽弹射装置,建立了系统的热力过程数学模型和飞机的力学模型,建立弹射装置的仿真模型并对其进行了可靠性验证,对分别选用快开阀、线性阀、抛物线阀、对数阀的蒸汽弹射装置动态性能进行了仿真研究。仿真计算结果表明：当其他参数均一致,选用具有不同流量特性的阀门时,弹射耗汽量相差不大,均在560 kg左右,弹射过程时间：快开阀<线性阀<抛物线阀<对数阀,且弹射时间均在3 s以内,选用线性阀与抛物线阀时,汽缸内压力曲线更为平稳,飞机最大加速度也较小,分别为40.97与42.80 m/s²,飞机最终起飞速度均大于75 m/s。     

节能新书简介

蒸汽蓄热器是近年来国家计委经委节能指示中列为推广的节能措施设备之一,它已在我国造纸、化纤、橡胶、酿酒、食品、塑料、林产、化工、钢铁等工厂中推广应用,节能效果显著。在用汽负荷波动较大的企业中,装用蒸汽蓄热器后可以平衡负荷,稳定供汽压力,使锅炉稳定地燃烧,提高热效率,节约     

6.5m~3压力式金属浸提罐排渣冲击力的估算

压力式金属浸提罐排放废渣,是利用罐内的余压将废渣连同余液和蒸汽所形成的固、液、汽态的混合流体,经圆形出渣口形成高速喷放的过程。由于过程十分复杂,影响因素众多,因此对于这种喷放作用力的认识不一,悬殊甚大,国内关于这一方面的研     

稠油热采井下吸汽剖面测量软件方法研究

稠油热采已经成为国内稠油开发的主流手段,目前对于井下蒸汽干度测量和射孔层吸热效率评价缺乏直接有效的手段。为此中油测井辽河分公司提出六参数井下吸汽剖面测井方案,并开发出独立配套的吸汽剖面解释软件。软件利用井下仪器实测的井下流体密度、压力、温度、流量参数,结合油藏蒸汽饱和水和蒸汽特性关系,进而完成对蒸汽注入剖面的解释评价。     

考虑储层非均质时注汽井内蒸汽流动规律

稠油热采水平井注蒸汽是一个复杂多变的过程,水平井沿程蒸汽热物性的预测对于储层的均匀动用十分关键。考虑储层渗透率、围压和蒸汽相变等条件的相互耦合影响,建立了预测水平井注汽流动的综合数学模型。与现场测井数据进行对比分析,验证了模型的准确度。模拟结果表明,单一变量条件下,水平井跟部注汽压力越大,注汽井内质量流量和蒸汽干度下降越快,当注汽压力由11 MPa降为8.5 MPa时,配汽距离增加1倍;在水平井相同位置处,跟部注汽干度越高,注汽井内质量流量越大,且蒸汽压力下降越快,注汽干度提高1倍时,压降也几乎增加1倍;跟部注汽流量越大,蒸汽压力下降越快,注汽流量提高1.75倍时压降提高了5.3倍,但管内蒸汽干度下降趋缓;储层渗透率越高,注汽井内的蒸汽干度下降越快。该模型可以为现场注汽提供理论支撑,有效提高配汽效果达到增产降耗。