具有多孔射流二次风的煤无烟燃烧锅炉炉内流场的数值模拟

采用标准k-ε双方程模型和SIMPLE算法对卧式煤无烟燃烧锅炉的炉膛冷态空气动力场进行了数值模拟，预报了炉膛冷态空气动力场的速度分布、压力分布。并对预测结果进行了定性的分析。计算结果表明采用这种偏心轴撞击流式的多孔射流二次风可以得到较了的空气动力场。     

平焰燃烧主要燃烧区冷态轴向速度场的PIV研究

针对单烧嘴湍流平焰燃烧冷态模型实验(1∶1),采用粒子激光成像测速(PIV)技术对烧嘴下方的主要燃烧速度场进行了测量,得出在旋流强度为1.76,空气量/煤气量=13.68时的速度场;速度场主要由回流区和贴附射流区组成;主要探讨了2个区域轴向速度的分布特性,为后续热态实验研究打下基础.     

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟

为更好地了解回旋区内气体、煤粉的各种经历效应，本文基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程，建立了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型。将所建模型分别对冷态模型内气粒两相流动和某企业750m^3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动和煤粉燃烧进行了数值模拟，并采用PDA对冷态模型内气粒两相流场进行了测量，结果表明，实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致，平均相对误差为11．6％；热态模拟的模拟结果与国外实验测量结果较吻合，平均相对误差约为15．8％。该模型能够较准确地预测风口回旋区内的燃烧情况，可以减少高炉操作费用，正确指导生产实践。     

中心分级贫油直喷(LDI)燃烧室流动及污染排放特性研究

对中心分级贫油直喷燃烧室流动和污染排放特性进行了数值模拟研究,分别在慢车和起飞工况下研究了燃烧室冷态和热态的流动特性,分析了燃烧释热对流场形态的影响,得到了主油喷射角度对污染排放的影响规律。计算结果表明:副模采用旋流角为32°的中等强度旋流仍然能够在冷态和热态条件下形成稳定的中心回流区,但是热态下回流区尺寸和回流量较冷态显著增大;随着主油喷射角度的减小,燃烧反应区向下游方向移动,缩短了高温燃气在燃烧室内的停留时间,有利于降低燃烧室氮氧化物的生成量。     

加热炉内流动特性的PIV研究

为研究加热炉平焰旋流烧嘴下方燃烧速度场的主要机理,采用相似和模化理论建立了冷态实验模型(1:1); 采用粒子激光测速(PIV)技术对烧嘴下方的主要燃烧速度场进行了测量,得出在旋流强度为1.76、空气与煤气的流量比为13.68时的速度场;速度场主要由回流区和贴附射流区组成;同时探讨了两个区域径向速度和轴向速度的分布特性,得出了二维速度分布规律.为后续热态实验研究打下基础.     

330MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内速度场分布的数值模拟

以某电厂330 MW燃煤机组为研究对象,采用FLUENT6.0软件对炉内实际燃烧过程进行数值模拟,得出了热态时的炉内燃烧器区域和炉膛出口各截面的速度场分布,以及采用两墙对冲布置旋流燃烧器的速度场分布特征.     

船用燃气轮机燃烧室三维冷态湍流数值模拟

对某种船用工业燃气轮机燃烧室中的三维冷态流场进行了数值模拟，此燃烧室具有突台结构，并且燃烧室的入口切向速度分布沿着半径方向是线性的，在计算中采用了改进的κ-ε双方程湍流模型，数值模拟的结果和实验数据进行了比较，结果符合较好，另外，分析了燃烧室内的旋流，回流等流动特性，对于燃烧室的设计与优化工作起到了辅助作用，对燃烧室三维冷态流场数值模拟的成功计算对于今后对燃烧室热态问题进行数值模拟打下了基础。     

煤无烟燃烧锅炉炉内冷态流动特性的数值研究

对一台链条炉排煤无烟燃烧锅炉炉膛内冷态流动进行了数值模拟,通过模拟得出了该锅炉炉膛内冷态流场的分布。并对该流场进行了分析,阐明了其强化燃烧,减小污染的空气动力学机理。     

天然气掺氢燃烧技术在旋流式燃气灶上的数值模拟研究

为研究天然气掺氢后在家用燃气灶上的燃烧特性变化,将天然气掺氢燃烧技术应用于家用旋流式燃气灶上,进行数值模拟和热态实验。首先对详细燃烧机理GRI-Mech 3.0进行了简化,通过对比验证,简化机理与详细机理的计算误差小于1%。然后使用简化机理进行燃气灶的数值模拟,将数值模拟与热态实验计算结果进行对比分析,发现燃烧区域平均温度的最大误差不超过12%,证实了数值模拟的可行性。最后进行了天然气掺氢工况的数值模拟,结果表明家用燃气灶的一次空气系数随着掺氢体积分数的提高逐渐上升,对燃烧特性影响较大。同时,掺入体积分数15%的氢气后,CO排放的摩尔分数降低了约9%;燃烧区域平均温度基本保持稳定,证实了天然气掺氢技术的有效性。研究成果为天然气掺氢燃烧技术在燃气灶上的推广应用提供参考。     

平展流冷态湍流场的PIV分析

针对单烧嘴湍流平焰燃烧冷态实验模型,采用粒子激光测速(PIV)技术对烧嘴下方的主要燃烧区速度场(350 mm×250 mm)进行了测量,得出在旋流强度为1.76,空气量/煤气量为19.39下的径向速度和轴向速度分布.实验研究发现,平展流由回流区、附壁射流区和过渡区组成,同时分析了3个区域内径向速度和轴向速度的变化规律,得到了二维速度场分布的特点.     

600 MW超超临界墙式切圆锅炉炉内流动与燃烧特性研究

采用数值模拟与现场试验相结合的方法对某电厂600 MW超超临界墙式切圆锅炉的炉内燃料的流动和燃烧进行了研究,着重研究了其炉内空气动力场、温度场、组分场、颗粒轨迹以及壁面热负荷分布等。结果表明：炉内速度分布均匀、炉内火焰中心位置合适以及燃烧状况良好。数值模拟和试验相结合的方法,既能从微观上了解炉膛内的燃烧状况,又能从宏观上把握锅炉的性能,从而为锅炉的经济安全运行提供技术支持。     

旋流强度对平焰燃烧湍流流动的影响

采用任意拉格朗日欧拉(ALE)框架下的有限体积法对平焰燃烧湍流流动进行了数值模拟,其中湍流模拟采用修正的k-ε模拟.重点分析了平焰燃烧器旋流强度对湍流流动的影响,结果表明,旋流强度增大有利于充分发展的平焰燃烧流场的形成,但同时也增大了流动阻力,平焰燃烧器的旋流强度要进行合理设计.     

某2 027 t/h锅炉变工况掺烧污泥燃烧特性研究

采用Fluent软件,针对某2 027 t/h四角切圆煤粉锅炉不同负荷下单独燃烧煤粉、煤粉和污泥混烧工况进行了数值模拟,研究了炉内流动、燃烧和NOx排放特性。结果表明：模型能够模拟锅炉燃烧过程,模拟误差在10%以内;掺混污泥对炉内速度场影响较小,掺混污泥后,水分蒸发吸热,炉膛整体温度水平下降,中上层燃烧器区域CO和HCN生成量增加,还原性气氛增强,NOx生成受到抑制;掺混10%比例污泥后,600 MW,510 MW,450 MW工况下平均温度峰值分别降低了15.5 K,8.2 K,3.1 K,NOx排放分别降低10.9%,13.1%,8.1%。     

电站锅炉燃用高碱煤对燃烧特性影响研究

以某1 000MW超临界塔式电站锅炉为研究对象,采用数值模拟的方法研究了锅炉燃用高碱煤对炉内燃烧特性和结渣特性的影响。使用CFD模拟软件对炉内燃烧过程进行了三维稳态燃烧模拟,并对掺烧不同比例准东煤后的炉内温度场和结焦率等指标进行了比较分析。结果表明,随着高碱煤掺混比例的提高,炉内温度水平逐渐下降,当掺混比例较高时,炉内温度水平已难以匹配正常燃烧的条件。更改煤粉平均粒径的模拟结果表明,粒径和掺混比例都与炉内结渣特性有着较强的关联,这是由不同掺混比例下粒径改变后对于碰壁情况与温度水平的两方面共同作用导致的。     

4500t/d分解炉氮氧化物生成的数值模拟

在有物料分解的情况下,考虑回转窑燃烧对分解炉的影响,并且考虑煤与天然气两种燃料,数值模拟分解炉内氮氧化物的生成,得出合理的三维温度场、速度场以及氮氧化物分布,通过与实测数据比较,可以明显得到天然气燃烧要比煤粉燃烧清洁很多的结论。     

MPI天然气发动机混合气形成过程的数值模拟

采用数值模拟方法，对渐缩形直进气道屋脊形燃烧室多点电喷(MPl)方式天然气发动机中混合气的形成过程进行解析，得到了天然气一空气混合气在气缸内的速度场、浓度场等。结果表明在纵向进气滚流作用下，压缩终了时，缸内混合气明显呈分层构造，在火花塞附近聚集较浓的可燃混合气，实现部分负荷工况下的稀薄燃烧。     

高炉球墨铸铁凸台冷却壁的温度场的有限元仿真

为探讨高炉凸台冷却壁的破坏过程,根据高炉的生产状况,确定凸台冷却壁的热边界条件,采用ANSYS方法,计算凸台冷却壁的温度分布;计算结果表明,凸台冷却壁的凸台部位和失去镶砖部位容易烧损;切断冷却循环水可以加速冷却壁的烧损.     

FS40-8E2型风扇叶片安装角度对风扇周围流场分布影响的模拟分析

以美的公司FS40-8E2型风扇为对象,研究在相同转速下不同的叶片安装角度对风扇周围流场分布的影响。通过数值模拟实验得出质量流量、空气流速、功率随安装角变化的曲线。综合考虑风扇的外观特点等因素,给出了叶片相对节能的安装角度。     

入流速度对车用催化转换器流动特性的影响

用CFD软件FLUENT对三种不同入流速度下的催化转换器的速度场、压力场进行了三维稳态流动数值模拟,模拟结果显示:对于同一催化转换器,入口流速越大,催化转换器气流分布越不均匀,其压力损失越大。