小型工业锅炉整体优化设计

文章介绍对双汽包横向布置,层燃方式小型工业锅炉进行整体优化设计的数学模型及求解结果.采用本文所设计的求解非线性混合整数规划的一种新方法——连续离散搜索(CDS)算法进行求解,获得了令人满意的结果。最后对某些计算参数进行了灵敏度分析。     

汽油转子发动机热力过程数值模拟研究

建立了汽油转子发动机燃烧室内热力过程及一些边界的数学模型，并发展了相应的计算软件。通过数值模拟计算获得了汽油转子发动机燃烧室内气体压力、各区内气体温度随偏心轴转角的变化及各工况下的性能参数，并将数值计算和试验测量结果进行了对比分析。结果表明：本文发展的预测汽油转子发动机热力过程的数学模型正确，计算软件可靠，计算精度满足工程需要，可用作设计研制汽油转子发动机的分析工具。     

螺纹管应力分析研究

本文采用三种不同数学模型对螺纹管应力进行有限元计算分析,导出了用修正的平面应变模型计算螺纹管外表面最大应力的计算公式。     

采用平均温度计算汽轮机转子热应力的二维差分法

描述了汽轮机转子热应力在线监测系统的一般数学模型。针对二维差分法,对汽轮机转子的某一轴段进行了热应力求解计算。通过与有限元计算结果的对比,深入分析了造成热应力计算结果误差的原因,进而对截面体积平均温度公式进行修正,采用节点平均温度计算体积平均温度,从而使得计算结果在精度上与有限元结果更好地吻合。同时该算法的实时性好,为汽轮机转子热应力在线监测系统的实现提供了理论依据。     

发动机活塞传热的三维无网格法模拟及试验验证

利用三维光滑点插值无网格法(FS-PIM)建立了发动机活塞三维传热分析的计算模型,在FS-PIM中引入广义梯度光滑技术对协调梯度场进行修正;详细推导了活塞传热的三维无网格离散控制方程,并编写无网格法FORTRAN程序模拟了活塞的三维温度场。引用活塞温度的硬度塞法测试结果,对三维无网格法活塞温度计算结果进行对比验证,发现在复杂几何结构和混合边界条件传热问题中,其计算结果与有限元法、试验测试等结果吻合得较好,而且在相同节点布置和传热边界的前提下,无网格法的计算精度比传统有限元法高,更接近试验结果,说明计算模型是高效可行的。此外,FS-PIM法无需计算形函数的导数,比其他无网格法的计算成本要低,降低了对场函数连续性的要求。     

凝汽器管板强度的矩阵位移分析法

采用力学中的矩阵位移法,将HEI标准中所提出的管板梁条力学模型进行了单元离散分析和整体解析,以矩阵位移法为内核算法,在VS2010环境中使用VB.NET语言编写了专用计算软件,并对HEI中的实例进行计算。计算表明:软件计算输出的最大弯矩、最大应力及最大挠度数据与HEI算例中给出的结果相比,相对误差在1%以内;与采用ANSYS-APDL计算的弯矩值相比,自编软件计算的弯矩结果误差在1%以内;在凝汽器管板强度分析计算中采用矩阵位移法对管板梁条力学模型进行求解是可行的。     

非正交曲线系下数值模拟及PDA测量模化炉内湍流流场

构造强守恒形式N－S离散方程组，耦合求解速度和压力修正方程，κ-ε双方程模型模拟湍流粘性。在方程离散中，采用以加权平均方法计算胞元界面上不连续的几何因子，以保持坐标转换的光滑性；以迭代方式考虑交错压力梯度项，并对常规形式压力方程结果进行二次修正。计算结果表明，针对局部非光滑且远离正交性的炉内网格体系，上述特殊数值方法对保证求解精度和收敛性具有关键作用。采用3D－PDA（三维激光多谱勒固粒运动分析仪）对670t/h四角切圆炉的1：20模型内冷态流场进行了测量。数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

埋入式电极盐浴炉电阻修正系数的计算

本文通过保角变换法对埋入式电极盐炉设计中的电阻修正系数K_R进行变换,所得数学模型可用计算机进行运算,计算简化了,K_R的计算结果更近似于静电模拟实验值。     

垂直轴风力机叶轮气动性能计算

分别采用CFD计算软件数值模拟和一维流管模型法对垂直轴风力机气动性能进行计算。数值模拟采用Fluent软件,流场计算使用添加附面层的非结构网格,通过计算得到垂直轴风力机非定常流动特性。通过引入能量损失模型修正,建立新的垂直轴风力机一维流管气动性能计算方法。分别使用两种方法对叶轮的气动性能进行计算对比,结果表明:两种方法所得结果一致性较好,均具有一定的计算准确性。     

油管蒸汽伴热建模及模拟分析

根据传热理论对油管蒸汽伴热管道建立数学模型,利用Microsoft Visual Basic 6.0开发计算软件,对油管蒸汽伴热参数和蒸汽耗量进行预测和计算,实现量化管理,为节约能源提供科学有效的手段和工具。     

Online simulation model of the slab-reheating process in a pusher-type furnace

This paper presents an online simulation model of the slab-reheating process in a pusher-type furnace in Acroni d.o.o. in Slovenia. The simulation model is connected to the information system of a hot-processing plant that provides online measuring and charging data of the furnace. The simulation model considers the exact geometry of the furnace enclosure, including the geometry of the slabs inside the furnace. A view-factor matrix of the furnace enclosure was determined using the Monte Carlo method. The heat exchange between the furnace gas, the furnace wall and the slab’s surface is calculated using a three-temperature model. The heat conduction in the slabs is calculated using the 3D finite-difference method. The model was validated using measurements from trailing thermocouples positioned in the test slabs during the reheating process in the furnace.A graphical user interface (GUI) was developed to ensure a user-friendly presentation of the simulation-model results.     

采用辐射管加热的辊底式热处理炉数值仿真及其分析

以某公司拟建的采用辐射管加热的辊底式热处理炉为研究对象,在详细分析其传热机理的基础上,建立了炉内钢坯加热过程的二维传热数学模型.采用交替隐式格式的TDMA数值计算方法,开发出了采用辐射管加热的辊底式热处理炉钢坯加热过程二维传热模型计算机数值仿真系统,并进行了大量的数值仿真计算.所得结论为该公司即将开展的辊底式热处理炉模型优化控制奠定了坚实的理论基础.     

Numerical analysis of flow instability in the water wall of a supercritical CFB boiler with annular furnace

In order to expand the study on flow instability of supercritical circulating fluidized bed (CFB) boiler, a new numerical computational model considering the heat storage of the tube wall metal was presented in this paper. The lumped parameter method was proposed for wall temperature calculation and the single channel model was adopted for the analysis of flow instability. Based on the time-domain method, a new numerical computational program suitable for the analysis of flow instability in the water wall of supercritical CFB boiler with annular furnace was established. To verify the code, calculation results were respectively compared with data of commercial software. According to the comparisons, the new code was proved to be reasonable and accurate for practical engineering application in analysis of flow instability. Based on the new program, the flow instability of supercritical CFB boiler with annular furnace was simulated by time-domain method. When 1.2 times heat load disturbance was applied on the loop, results showed that the inlet flow rate, outlet flow rate and wall temperature fluctuated with time eventually remained at constant values, suggesting that the hydrodynamic flow was stable. The results also showed that in the case of considering the heat storage, the flow in the water wall is easier to return to stable state than without considering heat storage.     

MPC系统模块结构中的流场研究

本研究中,应用Simple数值计算方法开发了求解MPC系统模块结构中二维流场分布的计算软件。为了验证计算结果的精确性,用多普勒测速仪实测了用有机玻璃制成的MPC模块二维模型的流场,模拟计算结果与实测值对比取得了较好的一致性。四种不同流出角的MPC模块平均总压损失计算结果表明,已开发的软件可作为设计低流阻MPC模块的良好工具。     

塔式熔盐太阳能光热电站蒸汽发生器传热数值模拟设计计算

采用数值模拟的方式研究了50 MW塔式熔盐太阳能光热发电蒸汽发生系统蒸发器传热计算过程,利用Fluent软件建立三维模拟,通过合理的假设对蒸发器传热过程进行求解.计算结果表明:计算机数值模拟计算方法能够较好地反应蒸发器的真实传热过程,与传统理论计算、商业软件和实验数据有较好的契合度,表明数值模拟计算方法能够作为一种太阳...     

某200MW四角切圆锅炉燃烧器改造降低NO_x数值模拟

针对国内某电厂200MW四角切圆锅炉NOx排放量较高,结渣严重的问题,利用CFD软件平台,采用数值模拟方法对其改造前后炉内燃烧过程进行研究。计算结果表明:由于附壁射流的作用,使得高温区集中在炉膛中部,有效地防止了锅炉结渣;改造后炉内有比常规燃烧方式锅炉更大的还原气氛区域,抑制了NOx的产生,使其排放降低34.6%。改造后的计算结果与试验相符的较好,所以此次数值模拟为锅炉设计、改造和运行提供理论依据。     

高温空气燃烧技术在蓄热式加热炉中的应用分析

以某钢厂蓄热式加热炉为研究对象,针对高温空气燃烧技术的应用和发展、计算流体力的理论和燃烧过程,根据生产实际参数,利用FLUENT软件采用k—s湍流模型、耦合混合燃烧模型,进行数值模拟分析加热炉内的流场、温度场和燃烧产物的分布情况,分析得出同侧换向燃烧方式加热效果较好,并且炉内温度梯度平滑,具有较好的温度均匀性,氧气浓度较低,与现场实际数据进行对比,证明数值模拟的研究价值和适用性,并提出优化加热炉操作运行的可行性措施。     

西部某水电站覆盖层地基离心机动力试验数值模拟

地震荷载作用下深厚覆盖层地基模量和强度会因孔隙水压力上升发生弱化,其会导致地基发生较大的变形进而影响高土石坝的坝基-坝体防渗体系稳定和安全,甚至会引发大坝溃决造成重大损失.本文应用大连理工大学自主研发的岩土工程高性能非线性有限元分析软件GEODYNA和静动统一实用化弹塑性本构模型,对西部某水电站覆盖层地基离心机试验进行...     

Partly three-dimensional global modeling of a silicon Czochralski furnace. I. Principles,formulation and implementation of the model

A novel model for three-dimensional (3D) global simulation of heat transfer in a Czochralski (CZ) furnace for silicon crystal growth was proposed. Convective, conductive and radiative heat transfers in the furnace are solved together in a conjugated way by a finite control-volume method. A mixed 2D/3D space discretization technique was developed, and concepts of 2D domain and 3D domain for a CZ furnace were proposed. This technique enables 3D global simulations to be conducted with moderate requirements of computer memory and computation time. A 2D global simulation was carried out to obtain good initial conditions for 3D global modeling to speed up the global iteration. The model was demonstrated to be valid and reasonable.     

近流线数值计算方法在四角切圆燃烧炉膛中的应用

采用独立开发的组合坐标网络体系,强非均匀的交错网格划分及交错计算的数值计算方法,对具有复杂结构的燃烧器喷嘴及其四角射流切圆燃烧的大型锅炉炉膛的三维流场持性进行了详细计算,较好地解决了在所有计算区域由于合速度方向与网格线方向之间有较大夹角而产生的伪扩散问题,同时与工业性试验的结果相对照,证明了该数值模拟方法可以较准确地反映实际炉内燃烧区域的流场持征,较好地实现了近流线的数值计算。