等离子点火器三维燃烧流场的有限速率化学反应数值模拟

针对等离子点火器内三维湍流燃烧流场,采取有限速率化学反应模型,模拟其物理化学过程。湍流流动采用RNGκ-ε模型,燃烧模型采用EDC涡耗散概念模型来估算化学反应速度,热电弧用等效加热区代替。数值模拟结果得出了在富燃料情况的流场特性参数和产物分布。通过对数值模拟结果的分析,实现了EDC模型对活性物质的预测,并为等离子点火器燃烧流场的进一步研究提供了一种新思路。     

基于EMMS-1M曳力模型的空气反应器气固流动及化学反应特性数值分析

针对传统曳力模型难以准确预测气固相间曳力的问题,考虑到计算精度和模型通用性,选用经过介尺度修正的EMMS-1M曳力模型耦合双流体模型,模拟了颗粒直径和进口气速对空气反应器冷态流化和热态化学反应的影响。结果表明：颗粒直径减小和进口气速增加,使床层气体压力分布更加均匀,床层轴向颗粒体积分数降低,床层颗粒返混现象减弱,颗粒轴向速度增加,温度升高促进反应正向进行,氧气转化率升高;进口气速增加,使颗粒在床层分布均匀,气固混合彻底,促进了化学反应,但进口气速过高,会携带出大量的颗粒,且在床层的停留时间减少,不利于气固化学反应的发生。     

非平衡等离子体脱除NO的理论分析

分析了微波等离子体场中高能电子的能量分布,对微波非平衡等离子体NO脱除进行了数值模拟实验研究,详细探讨了化学反应速率常数对脱除反应的影响。研究结果表明:高能电子平均能量越高,等离子体场中高能电子数所占比例越大,但随着高能电子平均能量的增大,高能电子数所占比例增大趋势减缓,预测实验上微波功率应有一最佳取值范围;化学反应速率常数对脱除反应有不同的影响,对比了不同反应速率常数的NO脱除效果,给出实验上应选取合适的方法控制不同反应速率常数以提高NO脱除效果的建议。     

等离子发生器燃烧流场的数值模拟

采用漩涡破碎(EBU)燃烧模型、κ-ε双方程湍流模型及SIMPLEC算法对等离子发生器内部的燃烧流场进行了数值模拟,得到温度场、压力场以及湍流脉动动能、湍流平均动能耗散率等参数分布图。     

CO2地质储存过程中地球化学反应数值模拟研究

CO₂地质储存是实现碳达峰碳中和目标的重要途径,地球化学反应模拟是进一步论证CO₂地质储存技术可行性的重要环节。总结地球化学模拟技术研究进展,采用单一的模拟软件开发与其他软件搭接的形式,以便更加准确地研究矿物溶解与沉淀、孔隙度、渗透率等多方面问题,全面整理各种模拟方法与优势,分析未来存在的挑战,为地质储存技术在地球化学模拟方面的研究提供参考。     

燃烧参数影响高温空气燃烧特性的数值分析

高温空气燃烧技术具有高效节能和低NOx排放等多重优越性,是一种新型燃烧技术。为了深入研究高温空气燃烧机理和低氮氧化物排放特性,将湍流N—S方程与扩散燃烧模型和热力型NO生成模型相结合,研究了低氧浓度条件下,燃烧参数,如燃气供应量,过量空气系数,进口空气预热温度以及进口空气氧含量对燃烧的影响,为发展高温空气燃烧技术提供了理论依据。     

甲烷-空气燃烧过程中NOx生成机理和影响因素分析

使用Kintecus化学计算软件数值模拟甲烷一空气预混燃烧,得到反应过程图像．对燃烧模型中38个反应路径进行了敏感性分析,试图找出简化模型的量化方法,并分析它们对NOx污染物生成的影响．研究发现敏感性分析图像能够更细致、更形象地描述不同反应对于燃烧过程和NOx生成影响的本质,补充了化学反应机理．     

高温空气燃烧技术在钢包烘烤中的应用效果分析

唐钢-炼钢使用高温空气燃烧技术对钢包烘烤器进行蓄热式改造，效果显著。通过工业性对比试验和数值分析，对蓄热式钢包烘烤设备的应用效果进行了研究，研究结果及车间生产统计数据表明，新烤包系统节能约4096，蓄热式烤包装置加热速度快且均匀，钢包温度可达1000O℃以上，钢包上下温差不大于30℃，车间转炉和连铸生产条件大大改善。数值研究的结果与现场实验数据吻合较好，是改善实际操作和指导热工设备设计的重要手段。     

增压锅炉烟气发生器燃烧流场数值模拟与结构优化

本文采用数值模拟方法,对增压锅炉烟气发生器设计结构方案的燃烧流场进行数值分析,分析内部的流动规律以及原始设计中存在的问题。通过改进烟气发生器的几何结构,得出更加合理的流场分布,从而指导它的结构优化设计。数值计算结果表明,所采取的改进措施的效果明显,达到了优化增压锅炉烟气发生器燃烧段设计方案的主要目的。     

等离子发生器中空气流场的数值分析

用等效的内部加热区代替产生欧姆热的电弧,对等离子发生器内的层流流场进行了数值模拟,分析了进气预旋角,进口气流总压和喷嘴气流压缩角对电极斑点附近的电极表面温度的影响,讨论了电极烧蚀之后电极表面温度的变化,通过对数值模拟结果的分析,提出了等离子发生器的结构设计和电极冷却方式的合理建议。     

燃气轮机连续弧等离子点火器仿真与实现

文章建立了适用于燃气轮机的连续弧等离子点火发生器稳定电弧的有限元数学模型,采用多物理场耦合的计算方式对等离子弧的温度场、电磁场、速度场以及电极表面的电流密度进行了数值模拟。按照数值模拟结果修改了等离子点火发生器喷嘴结构设计。通过试验,可实现小电流激发空气等离子体并获得稳定的等离子射流火焰,满足燃气轮机可靠点火的要求。     

Stagnation Point Flow of a Nanofluid Past a Permeable Cylinder with Chemical Reaction

The primary objective of the present paper is to investigate the novel aspect of nanofluid flow near the stagnation‐point past a permeable cylinder with chemical reaction. The prescribed surface heat and nanoparticle fluxes are also taken into account. The improved homotopy analysis method is introduced to obtain the recursively analytic solutions with high precision. The convergence of the obtained series solution is discussed explicitly. Besides, the effects of physically significant parameters on skin friction coefficient, local Nusselt number, local Sherwood number, as well as profiles of velocity, temperature, and nanoparticle volume fraction are examined and discussed in detail. It is found that the local Sherwood number increases when a chemical reaction occurs in the nanofluid. It is also indicated that the increase of the reaction rate parameter leads to a higher temperature and a lower nanoparticle volume fraction.     

Free Convective Flow of Electrically Conducting and Viscous Immiscible Fluid Flow in a Vertical Channel in the Presence of First‐Order Chemical Reaction

In this paper, the effects of chemical reaction on free convective flow of electrically conducting and viscous incompressible immiscible fluids are analyzed. The coupled nonlinear equations governing the heat and mass transfer are solved analytically and numerically with appropriate boundary conditions for each fluid and the solutions have been matched at the interface. The analytical solutions are solved by using regular perturbation method valid for small values of perturbation parameter and numerically by using finite difference method. The numerical results for various values of thermal Grashof number, mass Grashof number, Hartman number, viscosity ratio, width ratio, conductivity ratio, and chemical reaction parameter have been presented graphically in the presence and in the absence of electric field load parameter. In addition, the closed form expression for volumetric flow rate, Nusselt number, species concentration, and total heat rate added to the flow is also analyzed. The solutions obtained by finite difference method and perturbation method agree very well to the order of 10^?4 for small values of perturbation parameter.     

高功率直流电弧等离子体流动传热过程的数值模拟

金刚石薄膜在现代工业和军事中具有重要应用价值,但是其制备过程中仍然存在着诸多问题,影响了其产业化发展。本文采用数值模拟的方法对影响金刚石薄膜制备的关键因素直流电弧等离子体的流动传热过程进行了研究,获得了等离子体流动与传热过程中的流场分布、温度分布、电离度分布等有关参量的分布状况,为掌握和控制电弧等离子体流动传热过程提供了理论依据和指导。     

配风方式对花瓣燃烧器出口流场影响的研究

建立了花瓣燃烧器的物理模型,采用Fluent软件对不同一、二次风速度时花瓣燃烧器冷态下的流场进行了计算,分析了一、二次风配风方式对此种燃烧器出口流场的影响.结果表明:一次风的存在使回流区减小,稳燃能力降低,但能调整回流区与燃烧器出口的距离,避免了结渣等问题的发生;当一次风速度一定时,增大内二次风合速度,轴向回流区变大,能改善燃烧效果;调整内二次风叶片角度,增大内二次风切向速度,径向回流区变小,轴向回流区增大;针对不同的煤种,需选择适当的一、二次风速度,增大轴向或径向回流区以提高稳燃能力.     

某型多级轴流压气机三维CFD流场分析及气动优化

以某11级轴流压气机为研究对象,通过三维计算软件对某型压气机整机建模及流场进行了数值模拟,分别计算了设计工况、变工况及改变导叶安装角等工况的特性,得到了压气机流量－压比特性曲线、流量－效率特性曲线,与压气机的性能试验数据进行了对比,其误差在可允许范围内.同时对压气机的每一级的数据行了分析,总结了该压气机的气动设计规律.通过流场分析得到出口导叶的流场分布不合理的结论,并通过对其母型机的流场分析,提出了改进的方案.这些工作对压气机的设计开发提供了宝贵经验.     

等离子点火系统数值模拟计算

本文用等效的内部加热区代替产生欧姆热的电弧,采用k—ε双方程湍流模型进行数值模拟,对等离子点火装置内的气体流场进行计算。通过改变不同的工况,分析了进气速度,电功率对电极斑点附近的电极表面温度及流场温度的影响。计算表明增加气流量可以有效提高电极的冷却效果,也是提高电极冷却效果的最佳途径;但增加气流量不但使喷嘴出口气流平均温度降低,而且还会增加电源功率,同时也容易使等离子弧进入湍流区。通过对数值模拟结果的分析,提出了等离子发生器的结构设计的合理建议。     

空冷平台外部流场的数值模拟

采用SIMPLE算法和k-ε模型,以我国某600MW直接空冷电厂为例,对其空冷平台外部流场进行了数值模拟.分析了不同风速对直接空冷凝汽器换热效率的影响,阐述了热风回流现象产生的原因.结果表明:随着环境风速的提高,空冷凝汽器的换热效率先升后降,理论上存在换热效率最佳的风速值;热风回流使冷空气吸入量减少,并降低了换热偏差,因而影响了换热效率.