马蹄形火焰玻璃熔窑燃烧空间流动与传热的数值模拟

对马蹄形火焰玻璃窑炉燃烧空间内的流动、燃烧及辐射传热等过程进行了数值模拟研究,得到了炉内燃烧空间的速度场、温度场、组分浓度分布及燃烧空间向玻璃液面传递的热流分布。探讨了燃烧空间入口的进气角度对炉内温度场和向玻璃面传递的热流的影响,模拟结果表明,当入口的进气角度在5°～10°之间时,传热效果较好。     

玻璃熔窑预燃室内流动与燃烧计算

对马蹄形火焰玻璃窑预燃室内燃气与空气的混合与燃烧过程进行了数值模拟,结果表明：在预燃室出口处气流速度、温度以及各组分的浓度分布是明显不均匀的;预燃室的中部气流速度和温度最高,预燃室上部是以空气为主,预燃室下部以燃气为主;在预燃室内已经开始燃气与空气的扩散燃烧。在预燃室内流动与燃烧计算的基础上,探讨了预燃室对窑炉燃烧空间流动、燃烧以及传热的影响。     

单元熔窑燃烧过程数值模拟

对单元熔窑燃烧空间内的流动,燃烧及辐射传热等过程进行数值模拟研究,比较燃烧布置方式对火焰形状及传热过程中的影响,结果表明,对于所研究的宽度为3．2m的窑炉,燃烧器的布置应采用错排方式。     

不同含氧量下玻璃窑炉火焰空间温度场及流场的模拟研究

采用Design Molder三维建模软件建立玻璃窑炉火焰空间的三维模型,利用ANSYS Fluent18.0对不同含氧量条件下对玻璃窑炉火焰空间温度场及流场进行模拟研究。研究结果表明随着氧气含量的增加,火焰空间内温度场及速度场呈先增加后减小趋势,当喷枪口内氧气的含量在0.8左右时,火焰空间内温度及速度达到最大值,但此时火焰空间内的水蒸气浓度相对较低,可以减少耐火砖的侵蚀作用。模拟分析的结果为优化窑炉的火焰空间设计,延长窑炉使用寿命提供了理论指导。     

燃天然气浮法玻璃窑炉的三维数值模拟

建立了具有实用意义的浮法玻璃熔窑三维数学模型,将火焰空间燃烧模型、配合料熔化模型、玻璃液流动模型进行耦合计算,求解出玻璃熔窑火焰空间、玻璃液流的温度场、速度场分布及配合料堆的长度分布。以日产400t的燃天然气浮法玻璃熔窑为对象研究了其火焰空间内气体、窑池内玻璃液的流动情况及各自的温度场分布。从模拟结果可以看出,该三维耦合数学模型能够比较客观地反应燃天然气浮法玻璃熔窑的速度场和温度场的分布规律,对燃天然气浮法玻璃熔窑的设计和运行具有一定的实用价值。     

计算流体力学软件在玻璃窑炉设计中的应用

玻璃窑炉的设计对于提高玻璃成品质量、提升玻璃熔炼过程中热能的利用率都至关重要,然而传统的玻璃窑炉设计往往是根据工程师的经验进行设计建造,对于很多涉及熔炼反应考虑不够充分,投入生产后所遇到的问题很难提前分析处理,从而给窑炉投入生产后埋下很多隐患,介绍了数值模拟技术在玻璃窑炉设计中的应用以及未来发展的趋势。     

全氧燃烧喷枪火焰空间气流场温度场的数值模拟

利用数值模拟方法,选用标准k-ε湍流模型、涡一耗散化学反应模型、p1辐射传热模型,研究了玻璃熔窑在全氧燃烧条件下助燃气体氧含量对喷枪火焰空间气流场和温度场的影响规律.结果表明,进油口尺寸、重油蒸汽速度和进气口尺寸一定.增大助燃气体氧舍量,有助于提高燃烧速率,使得尾气排放量及其带走热量减小.火焰空间温度场分布梯度变大.火焰温度增高.结果表明,所选用的三维数学模型能够比较全面地反映火焰空间气流场、温度场分布规律,这对于全氧燃烧在玻璃熔窑中的应用和研究,特别是氧枪的设计与操作,工艺制度的优化具有一定的理论和实践意义.     

全氧燃烧浮法玻璃熔窑窑压的数值模拟

采用基于k-ε湍流模型、涡-耗散化学反应模型、P1辐射传热模型的数值模拟方法,研究了玻璃熔窑在全氧燃烧条件下烟气出口面积对窑内压力场和火焰空间的影响规律。研究结果表明,所选用的三维数学模型能够较为真实的反应全氧燃烧玻璃熔窑火焰空间的状态。随着烟气出口面积的增加,玻璃熔窑内压力下降,窑内平均压力与烟气出口面积符合指数衰减关系。当单侧烟气出口面积为0.36 m2时,窑内平均压力约为6 Pa。烟气出口面积改变对火焰形态以及温度场的影响不明显。因此改变烟气出口面积可以作为有效调节全氧燃烧浮法玻璃熔窑窑内压力技术手段,这为指导全氧燃烧玻璃熔窑的设计和运行提供了理论依据。     

反射炉燃油富氧燃烧三维数值模拟

对燃烧过程的数值模拟已成为工业炉窑辅助设计、优化运行、故障诊断等环节的重要手段。以某铜厂反射炉为原型,建立了三维模型,运用PDF燃烧机理模型对燃油雾化燃烧过程进行了数值模拟仿真,研究了不同富氧工况下的反射炉火焰空间温度场变化和热力型NO浓度分布的影响规律。结果表明,改变富氧体积分数对炉内温度场分布和热力型NO分布规律有着较大的影响,模拟结果为反射炉设计提供了理论计算依据。     

燃煤气单元玻璃熔窑火焰空间数值模拟

通过建立火焰空间三维数学模型来模拟燃煤气单元玻璃熔窑火焰空间内的流动、燃烧、传热等过程。针对煤气的燃烧特点，单元窑的火焰特征等进行了较深入的研究。结果表明，该三维数学模型能够比较全面地反映火焰空间速度场、温度场分布的规律；模型具有通用性好，不易受环境波动影响的优点，具有一定的实用意义。     

顶燃式热风炉燃烧过程的数值模拟研究

针对某公司的旋流顶燃式热风炉及其工艺参数,建立了气体流动、传热的数学模型,采用非预混燃烧方法处理煤气的燃烧,对其现有工况进行了数值模拟,分析了炉体内部的流场、温度场和浓度场.结果表明,燃烧室温度分布不均匀,出口温度较低;由（于）空气过剩系数较小,导致煤气燃烧不充分,有大量CO剩余;火焰长度较长,严重影响格子砖的寿命.通过调整空气过剩系数,（）的增加空气过剩系数,燃烧室出口CO体积分数明显降低,火焰长度明显变短,出口温度明显提高.     

循环流化床锅炉低氮燃烧的CPFD数值模拟

针对某75 t/h循环流化床锅炉炉膛出口NOx排放超标问题进行分析探讨,以合理的低氮燃烧控制技术为主,辅以SNCR烟气脱硝技术,争取达到NO x超净排放要求。采用CPFD计算方法对循环流化床锅炉炉膛内的气固流动和燃烧特性进行数值模拟,运用低过量空气燃烧法和空气分级技术对锅炉进行低氮燃烧控制,研究一、二次风配比、二次风射流、过量空气系数、循环倍率和颗粒粒径等因素对炉内燃烧及NO x排放的影响。结果表明:通过低氮燃烧控制后,炉内速度场和温度场分布均匀,炉膛出口处烟气流速增加,炉膛平均烟温和出口氧浓度降低,还原性气体CO浓度和优化前基本相同,炉膛出口NOx浓度降低,减排效果显著,为以后的锅炉运行提供实际指导经验。     

不同富氧含量玻璃熔窑火焰空间温度场的对比

建立了玻璃熔窑火焰空间温度场的三维数学模型，通过对某日产400t燃油浮法玻璃熔窑火焰空间在三种富氧情况(氧含量分别是24％，27％，30％)下用图像模拟直观的表述出计算结果。模型包括气相流动与传热模型，雾化油滴燃烧的轨道模型，和辐射传热模型。程序采用MS-FORTRAN语言，绘图采用Stanfordgraphic软件。对比结果表明，随着富氧含量的增加，各小炉火焰长度明显缩短，温度显著提升，模拟结果对窑炉设计与富氧燃烧组织有一定的参考价值。     

经股动脉行介入诊疗术后股动脉止血贴的应用

目的观察经股动脉行介入诊疗术后股动脉穿刺点应用股动脉止血贴（V＋PAD）的临床效果。方法应用随机排列表随机入选８０例行冠状动脉介入诊疗的患者,其中偶数应用止血贴共４０例作为试验组,奇数应用徒手压迫不使用止血贴共４０例作为对照组。所有患者均签订知情同意书。观察两组的按压时间、止血后穿刺点的处理、患者卧床姿势、下床活动时间、患者的舒适度、出院前穿刺点并发症情况。结果两组患者年龄、性别构成比、激活凝血时间和血压差异均无统计学意义（P＜０．０５）,但试验组和对照组的压迫时间分别为（７．９±０．５）min和（１９．８±５．１）min,卧床时间分别为（６．１±５．０）h和（２３．９±０．２）h,两组间差异均有统计学意义（P值均＜０．０１）。试验组所有患者在拔管后即刻均采用床头抬高３０°卧位,１h后将床头抬高９０°,常压包扎,不制动,所有患者舒适度明显提高。试验组有１例比较肥胖的女性发生假性动脉瘤,其余入选患者在住院期间均未出现穿刺处并发症。结论股动脉止血贴止血迅速,效果确切,患者舒适度明显提高,减轻了医护人员的工作量,可以在临床大规模推广应用。     

冷却边界下变孔隙多孔介质燃烧特性研究

针对天然气等高热值气体燃烧氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了不同燃烧器内芯结构的孔隙排列方式及冷却空气流量对燃烧温度及污染物排放的影响。结果表明：积木式结构外环孔密度呈阶梯状排列比呈均匀型排列更有利于热量沿燃烧器径向传递;积木式结构的内芯孔密度呈阶梯状排列时,有利于提高燃烧室下游的温度;随着冷却空气流量的增大,冷却空气吸热量所占燃烧放热量的比例由23.62%增至70.87%,尾部烟气带走热量占燃烧放热量比例由71.65%降至21.63%,CO排放升高,NO排放最低降至3mg/m3。     

Numerical studies on heat coupling and configuration optimization in an industrial hydrogen production reformer

Steam methane reforming furnaces are the most important devices in the hydrogen production industry. The highly endothermic reaction system requires reaction tubes in the furnace to have a large heat transfer area and to be operated under high temperature and pressure conditions. In order to enhance heat transfer efficiency and protect reaction tubes, the controlling and optimization of the furnace structure have increasingly received more and more research attention. As known from the furnace structure, it is essential to couple the exothermic combustion with the endothermic reforming reactions due to the highly interactive nature of the two processes. Thus, in this paper, the combustion process in the furnace was numerically studied by using computational fluid dynamics (CFD) to model the combustion chamber, coupled with methane steam reforming reaction inside the reaction tubes, defined by a plug flow model. A set of combustion models were compared for the furnace chamber and a plug flow reaction model was employed for reforming reaction tubes, and then a heat coupling process was established. The predicted flue gas temperature distribution showed that the heat transfer in the furnace was not uniform, resulting in hot spots and heat losses on the tube wall. Therefore, structure optimization schemes were proposed. Optimization on arrangements of the tubes and the nozzles promoted the uniform distribution of flue-gas temperature and then improved heat transfer efficiency, thereby enhancing performance of the steam reforming process.     

Multi-factor impact mechanism on combustion efficiency of a hydrogen-fueled micro-cylindrical combustor

As it is important to achieve higher combustion efficiency for applications of micro-cylindrical combustor, the multi-factor impact mechanism on the combustion efficiency of a hydrogen-fuelled micro-cylindrical combustor is investigated in this work. Firstly, six factors such as hydrogen/air equivalence ratio, inlet velocity, inlet temperature, wall thermal conductivity, wall emissivity and convective heat transfer coefficient of outer wall and five levels of each factor are determined. Orthogonal design table L₂₅(5⁶) is introduced to arrange cases. Secondly, grey relational analysis is adopted to investigate the effects of the six factors on combustion efficiency. Finally, the results of grey relational analysis are validated by analysis of variance. Based on grey relational analysis and analysis of variance, it is determined that the impact ranking from the largest to the smallest is hydrogen/air equivalence ratio, inlet velocity and inlet temperature, followed by the other three factors. The impact of wall thermal conductivity, convective heat transfer coefficient of outer wall and wall emissivity is considered to be equal due to their difference of impact on combustion efficiency is very small. This work provides us significant reference for optimizing combustion efficiency of a hydrogen-fuelled micro-cylindrical combustor.     

初始条件对燃气轮机DLE燃烧室性能影响研究

以单头部中心分级旋流干式低排放(Dry Low Emission, DLE)燃烧室为研究对象,以天然气为燃料,针对不同的全局当量比、进口温度、进口压力条件开展试验测试和数值模拟,研究燃烧室的燃烧性能以及污染物排放的变化规律。研究发现：随全局当量比增大,中心回流区长度略有增大、宽度变窄、回流速度增大,燃料量的增加使得高温区面积明显扩大,燃烧室出口温升明显增大,出口温度分布系数变化不大,燃烧室出口CO和NO_x排放摩尔分数明显增大;随进口温度的增大,中心回流区长度先明显增大再减小、宽度变窄、回流速度先增大再减小,进口空气温度的升高使得反应速率加快从而导致燃烧室出口温度升高,但温升、出口温度分布系数变化不大,CO和NO_x排放摩尔分数增大;随进口压力的增大,中心回流区长度、宽度略有增大,回流速度增大,燃烧室内部和燃烧室出口温度无明显变化,出口温度分布系数减小,CO和NO_x排放摩尔分数受影响较小。