湍流燃烧亚格子线性涡模型研究

湍流燃烧的亚格子模式一直是限制大涡模拟在湍流燃烧中应用的主要困难,介绍了湍流燃烧亚格子模型———亚格子线性涡模型.回顾了该模型的发展历程并给出了其当前形式,指出了该模型建立过程与其他湍流燃烧亚格子模型相比的长处,指出了该模型的不足.对亚格子线性涡模型在湍流燃烧大涡模拟中的应用进行了总结评述,重点分析了该模型应用于超声速燃烧存在的问题.     

湍流燃烧模型在燃烧室数值计算中的对比分析

对比分析了不同燃烧模型对某型回流式燃气轮机燃烧室流场的影响,建立了描述燃烧室流场的控制方程组,采用Realizablek-ε湍流模型,湍流燃烧模型分别为涡耗散模型(ED)、涡耗散概念模型(EDC)、简单概率密度模型(PDF)和稳态小火焰模型(SFM).对比分析了不同燃烧模型下燃烧室的温度场、速度分布以及NOx排放量,并...     

预混燃烧下环境温度对某型燃气轮机燃烧稳定性和NOx排放影响的 数值研究

环境温度通过改变燃烧室入口空气温度进而影响燃气轮机燃烧稳定性和NO_x排放。为了掌握预混燃烧模式下环境温度对燃气轮机燃烧稳定性和NO_x排放的影响规律,本文以某重型燃气轮机燃烧室为研究对象,采用SAS湍流模型和涡耗散概念燃烧模型,通过改变环境温度,对多旋流喷嘴燃烧室预混燃烧模式下燃烧稳定性和NO_x排放进行了数值计算。研究结果表明:在燃气轮机预混燃烧模式下,提升燃气轮机环境温度,有利于提高燃烧室燃烧稳定性;环境温度从0℃上升到30℃,在不调整燃料和空气流量的情况下,燃烧室出口NO_x排放质量分数增加97.8%。     

二甲基醚燃烧过程及其优化的数学模拟（Ⅰ）——燃烧模型

在定容燃烧弹实验和发动机台架实验基础上建立了二甲基醚DME燃烧过程的准维多区的现象学燃烧模型,模型针对DME燃烧过程的特点,建立了新的喷雾混合和着火滞燃期子模型,修正了燃烧放热率子模型,研究了DME燃烧过程中氮氧化物（NOx)生成机理。模型的计算结果和实验结果相当吻合,模型对变工况、变参数有较好的适应能力。NOx生成历程计算分析表明,DME燃烧过程中NOx主要在扩散燃烧阶段生成,燃烧温度低是NOx排放低的主要原因。     

柴油机燃烧过程的分析诊断方法

提出了一种柴油机燃烧过程分析诊断方法－特征参数分析法,应用燃油有效热能率、滞燃期、预混合燃烧期、预混合燃烧率、预混合燃烧指数、扩散燃烧指数、燃烧效率等特征参数可对柴油机的燃烧过程进行系统的分析。应用该分析方法对复合增压柴油机的燃烧过程进行了分析,找到了一定的规律性。结果表明,应用特征参数分析方法可有效地分析柴油机的燃烧过程,为评价柴油机的工作过程提供了一种有用的分析诊断手段。     

现象学燃烧分析模型及其在柴油机燃烧研究中的应用

本文提出一个新的直喷式柴油机燃烧分析模型,该模型利用台架实验数据计算燃空混合率、放热率、NO_x生成率等燃烧过程参数,研究燃烧系统参数对燃烧过程的影响,分析充量间传热传质过程及其影响因素。本模型已用于天津动力机厂130柴油机燃烧系统改进的研究。结果表明,强化扩散燃烧阶段缸内空气与产物间紊流混合率可减少NO_x排放量,预计适当提高130柴油机空气涡流将会改善高、低转速工况的综合排放特性。     

火花点火发动机准维湍流卷吸燃烧模型的适用性研究（1）

本文在分析火花点火发动机湍流涡结构及缸内湍流特性参数的基础上，提出了适用于火花点火发动机燃烧计算的准维湍流卷吸模型，通过建立相应的子模型及求解方程，实现了燃烧过程的计算；对压缩比为１０的紧凑型燃烧室，在改变发动机转速、负荷、空燃比以及点火正时的情况下，计算得到的压力示功图、质量燃烧率等与实测值一致，从而证实了该模型的合理性。     

用二阶矩亚网格尺度燃烧模型对丙烷-空气旋流扩散燃烧的大涡模拟

用二阶矩(SOM)亚网格尺度燃烧模型对环缝进燃料的丙烷-空气旋流湍流扩散燃烧进行了大涡模拟(LES).模拟得到统计平均的热态3个方向的速度、湍流度、温度、丙烷、氧和CO2浓度分布,其值与实验数据符合很好.结果表明,二阶矩(SOM)亚网格尺度燃烧模型适用于大涡模拟.环缝进气使湍流脉动强度、各向异性程度和温度分布趋于均匀.     

部分预混旋流燃烧的大涡模拟

采用耦合涡耗散概念模型的大涡模拟方法,探究了Re和组分变化对部分预混旋流火焰动力学特性的影响。通过与实验结果定性和定量的比较,验证了大涡程序模拟燃烧过程的可靠性。计算结果显示Re的增加,会明显提高空-燃混合效率,从而导致部分预混火焰中预混燃烧模式的比例有所增加,且预混燃烧区域向上游移动,Re的增加也会使得火焰下游产生更多更快的涡破碎结构。N_2含量的增加,会减小流向回流区尺寸,降低空-燃混合效率,但对减小火焰温度具有明显效果,从而对降低NO_x排放产生积极作用。结论为进一步研究部分预混旋流燃烧室的不稳定性及燃烧效率提供了理论和方法上的指导。     

炉内煤粉燃烧一维数学模型及其仿真

为了准确计算炉内煤粉的燃尽率,从研究煤粉粒子的燃烧机理入手,以炉膛内最复杂的燃烧器区域的煤粉燃烧过程为研究对象,通过合理简化煤粉中挥发分和焦炭的燃烧过程,建立了炉内煤粉燃烧沿高度方向上的一维宏观模型,在模型中考虑了煤粉燃烧过程中氧含量的变化,以单个煤粉颗粒燃烧的等密度模型为基础,通过多种煤粉粒径的燃烧过程反映煤粉燃烧的整体过程,推导出计算炉内煤粉燃尽率的显示公式,满足了实时仿真计算的要求。计算结果与实测数据和现有的文献相符,并对结果进行了分析。     

工件磨削烧伤及其检测、评定方法简析

阐述了磨削烧伤的成因与危害,并在对相应检测手段进行描述后指出,作为影响产品质量的一项重要因素,现有测试方法已难以满足准确、快速检测的要求。介绍了一种新颖、高效、实用的"磁弹法"的工作原理,以及在此基础上研制的专用仪器,尤其叙述了借助磁弹法检测工件磨削烧伤时的评定指标和仪器的特征值定标。最后还就诸多工艺因素对磨削烧伤的影响做了相关分析。     

Flame jet properties of Bunsen-type flames

The flame jet width and flame jet velocity of the burnt gases of a premixed Bunsen-type flame are important parameters for quantifying the heat-transfer rates of these flames. In this paper a simple expression is derived to estimate the flame jet width and flame jet velocity of burnt gases of a free flame after expansion over the flame front for the special case of plug flow in and above the burner. The results of particle image velocimetry experiments on three different flame types having different oxygen concentrations are presented. The model is validated with these measurements and shows good agreement. Deviations occur, however, when the curved flame front area of the flame tip is not negligible compared to the total flame area.     

火电厂风量测量分析及解决方法

结合烟风流量在恒运2×300MW燃煤发电机组的锅炉本体、脱硫系统和脱硝系统中的不同测量方式的应用,进行纵向和横向的对比分析。根据具体的应用状况说明各自的测量原理、测量特点和问题,实施针对性的改进或提出可行性的方案,完善各测量方法,有助于整个锅炉系统的烟风流量测量的完善。     

太阳能等效转化利用模型及其效益研究

以能源局域网为依托,研究太阳能在转化利用过程中不同“能质”能量之间的等效转化关系及其效益模型。综合考虑负荷需求特性及当前能源消费价格因素对太阳能利用方式的影响,以太阳能利用率最大和系统运行综合效益最大化为目标,构建太阳能转化利用多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解,并与传统单一供能模式进行对比分析。结果表明,所提模型能有效提高能耗系统对太阳能的综合利用率及消纳能力,并取得更高的能售效益。验证了所提模型及其运行方式的有效性和可行性,为大规模太阳能的开发和利用提供了一个新的思路。     

A fast algorithm for the hourly simulations of ground-source heat pumps using arbitrary response factors

Hourly energy simulations are an important part of the design and analysis of ground-source heat pump systems. In order to evaluate the fluid temperature in the borehole of a geothermal heat pump system, most of the current models express the heat transfer rate as a sum of step changes in heat transfer rate. The borehole temperature is then computed as a superposition of the different contributions of each time step. The main difference between the different models lies in the way the step response is computed. Since all these methods are based on a convolution scheme, long time simulations are very time consuming. Many load aggregation algorithms have been proposed in order to reduce this computational time. In a previous paper we proposed a new algorithm to evaluate the overall response which was much faster than the classical aggregation schemes. However this new algorithm was based on the cylindrical source step response for a single borehole. In this paper, we present a generalization of this scheme for any kind of step response making it a very powerful tool for hourly simulations.     

Evaluation of the wind direction uncertainty and its impact on wake modeling at the Horns Rev offshore wind farm

Accurately quantifying wind turbine wakes is a key aspect of wind farm economics in large wind farms. This paper introduces a new simulation post‐processing method to address the wind direction uncertainty present in the measurements of the Horns Rev offshore wind farm. This new technique replaces the traditional simulations performed with the 10 min average wind direction by a weighted average of several simulations covering a wide span of directions. The weights are based on a normal distribution to account for the uncertainty from the yaw misalignment of the reference turbine, the spatial variability of the wind direction inside the wind farm and the variability of the wind direction within the averaging period. The results show that the technique corrects the predictions of the models when the simulations and data are averaged over narrow wind direction sectors. In addition, the agreement of the shape of the power deficit in a single wake situation is improved. The robustness of the method is verified using the Jensen model, the Larsen model and Fuga, which are three different engineering wake models. The results indicate that the discrepancies between the traditional numerical simulations and power production data for narrow wind direction sectors are not caused by an inherent inaccuracy of the current wake models, but rather by the large wind direction uncertainty included in the dataset. The technique can potentially improve wind farm control algorithms and layout optimization because both applications require accurate wake predictions for narrow wind direction sectors. © 2013 The Authors. Wind Energy published by John Wiley & Sons, Ltd.     

燃尽风率对四角切圆锅炉燃烧及NOx生成特性的影响

对某电厂一台300 MW四角切圆锅炉低氮改造后的NOx生成特性进行了数值模拟计算,分析了燃尽风率对NOx生成特性的影响。分析结果表明:燃尽风率增大时,在主燃烧区喷入空气量减少,导致煤粉燃烧不完全、温度降低;燃尽区的富氧氛围使未燃尽的煤粉进一步完全燃烧;主燃烧区的还原性氛围使得该区域NOx会随着燃尽风率的增大而减少;燃尽区的高温以及较低的CO浓度降低了该区域的还原性氛围,使NOx排放量增加。综合考虑NOx排放和消旋效果,该炉型锅炉采用30%的燃尽风率是比较合理的。     

混合垃圾燃烧特性的实验研究

针对我国目前垃圾焚烧以烧原生垃圾为主的特点，以热重分析和流化床燃烧实验台为主要研究手段，对于混合垃圾的燃烧特性展开深入研究并将二者的试验数据进行了对比。认为：混合垃圾在热重分析仪中的燃烧特性可以用单组分物质的叠加来表示，而混合的垃圾在流化床中燃烧时，用简单的单组分叠加来表示不很合理。图3表5参5     

变几何燃气涡轮损失模型的分析

根据传统的定几何燃气轮机损失模型，提出了在变几何条件下，如何进行涡轮损失计算的思路，并根据具体实例，对几种常用的损失模型作了比较，给出了一套完整的计算变几何涡轮损失的方法。