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。     

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。     

高温空气发生器稳态技术

提出了一种“稳态高温空气发生器”的构想，详细介绍了结构原理和应用前景。     

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。     

高温空气发生器冷态实验研究

概述了发展生物质高温空气气化(HTAG)系统的必要性,为进行生物质高温空气气化的研究,研制了关键部件—高温空气发生器实验装置,并在此装置上进行了冷态实验,结果表明：冷态实验条件下,高温空气发生器可以正常稳定运行,并可以进行下一步热态实验研究;通过冷端调节可以实现高温空气的分流,并且分流出口的流量和压力随鼓风机开度的增大和排烟机开度的减小逐渐增大;进入燃烧室的高温空气量及其流速与鼓风机开度无关,是随排烟机开度的增大而增大。     

高温氧气发生器在W火焰锅炉中的点火特性

针对燃用无烟煤的W火焰锅炉在冷态启动过程中要消耗大量燃油的问题,提出了一种高温氧气直接点火技术:用少量燃油将氧气加热至高温状态,然后用高温氧气直接点燃无烟煤煤粉气流.利用热态点火实验和数值计算方法证明了该技术的可行性和有效性.结果表明:利用高温氧气发生器可将氧气安全可靠地加热至最高可达1 450℃的高温状态;在纯氧氛围的作用下,燃油具有瞬间燃尽的特点;高温氧气发生器出口处的温度场和氧气质量分数呈现均匀分布;当高温氧气发生器的点火热功率为700kW时,无烟煤煤粉气流的火焰温度达到1 250℃,火焰长度超过8m.     

蒸汽发生器管嘴局部阻力试验与数值研究

对蒸汽发生器一次侧进、出口管嘴的缩比模型进行了局部阻力试验,获得了进、出口管嘴的局部阻力系数.对进、出口管嘴试验模型分别建立结构网格,选用剪切应力输运(SST)湍流模型,采用Fluent软件进行了流场分析计算.结果表明:数值模拟得到的进、出口管嘴局部阻力系数与对应工况下试验结果的相对误差小于5％;随着进口管嘴与筒体轴线角度的增大,进口管嘴的局部阻力系数明显增大,在满足安装工艺的条件下,建议选用较小的进口接管角度;蒸汽发生器传热管管板进口区域的流场和压力分布均一性较差,会对蒸汽发生器各管内的质量流率分配产生不利影响;出口管嘴两出口接管的压差不平衡对体积流量分配的影响较显著.     

旋流式发生器内部气-液两相流场的数值模拟研究

在一定的冷负荷下,文章对以耦合热源驱动吸收式热泵的发生器内部气-液分离率进行了研究。采用RNG k-ε湍流和多相流Mixture模型,通过Fluent软件对旋流式发生器的传热传质过程进行数值模拟,得到内部的速度、压力和气-液相态的分布情况。模拟结果表明,旋流器内部分离段径向压力分布呈现阶梯状。随着溶液入口速度的增加,分离段流体扰动更加剧烈,所受离心力不断增大,发生器内部的压降也随之增大,充分降低了溶液的饱和温度,有利于溶液中水的蒸发。与传统发生器比较,在同样制冷量的情况下,旋流式发生器可以降低驱动热源温度,提高对低温废热的利用率。     

矩形通道内冲孔矩形小翼涡流发生器的流动换热特性

雷诺数Re=214～10 703时,通过数值模拟方法对布置有冲孔和无孔的两种矩形小翼涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的研究。计算结果表明:在低雷诺数下,冲孔矩形小翼涡流发生器的传热因子j值与无孔矩形小翼涡流发生器相差不大,而在高雷诺数下,冲孔涡流发生器的传热因子j值略低于无孔涡流发生器,大约低1.03%～3.05%。在相同的雷诺数下,无孔矩形小翼涡流发生器的阻力因子f大于冲孔涡流发生器,而且随着雷诺数的增大二者的差距也越来越大。通过对比综合性能指标可知,两种通道的综合性能指标均随着雷诺数的增加而减小,而且冲孔矩形小翼涡流发生器的综合性能要优于无孔矩形小翼涡流发生器。     

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。     

电站锅炉冷热一次风道改进及一次风流场均匀性分析

为了解决安徽淮南某电厂中速磨煤机前一次风道动压、静压和温度分布不均造成一次风量测量不准的问题,对冷一次风道加装混流器和在混合段弯头加装导流叶片,利用数值模拟软件FLUENT,采用Realizable k-ε湍流模型对该厂4种工况(40%THA、50%THA、75%THA和100%THA)下一次风道内流动进行模拟,根据传递误差公式分析动压和温度均匀性对风量测量的影响。结果表明:一次风道经过改进,4种工况下动压相对标准差在40%THA时最大降低5.1%,在50%THA和100%THA最小降低3.1%;温度相对标准差在40%THA时最大降低3.8%,在100%THA时最小降低1%;4种工况下测量面的动压和温度均匀性都有所提升;流量的传递误差在50%THA时最大降低0.902 kg/s,在40%THA时最小降低0.377 kg/s,检测点处流量偏差除40%THA减小不明显外,其他3种工况减小显著。     

汽油压燃发动机中燃烧化学动力学特性的模拟

利用PRF70掺混燃料作为汽油表征燃料进行仿真研究,将三维计算软件CONVERGE和Chemkin结合,研究了汽油压燃燃烧反应过程的主要放热反应并对其进行了相关的化学反应路径分析。结果表明:在汽油压燃燃烧反应过程中,不同反应对总放热率的贡献不同,由HCO+O_2CO+HO_2、CH2O+OHHCO+H2O、CH2CCH2OH+O_2CH2OH+CO+CH2O是燃料燃烧过程中对放热贡献最大的3个反应,其放出的热量远大于其他反应;汽油压燃燃烧反应过程中参与夺氢反应的自由基主要有4种,分别是HO_2、OH、H、O,在不同曲轴转角处上述4种自由基参与夺氢反应的重要性不同,HO_2夺氢反应所占比例始终领先其他3种,H、O参与的夺氢反应所占比例随曲轴转角的增加而增加,相应的OH参与夺氢反应所占比例减少;汽油压燃燃烧反应过程中,随着曲轴转角的变化,缸内温度升高,异辛烷发生高温裂解的比例增加。     

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。     

炉内流场对水冷壁高温腐蚀影响的数值模拟分析

采用气－固两相流动数值模拟方法,分析了１０００ｔ／ｈ直流锅炉水冷壁高温腐蚀的原因,指出直流燃烧器前后墙矩形布置导致烟气贴壁,不合理配风使壁面附近缺氧是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因。     

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.     

空冷汽轮发电机转子风道中气体运动流场分析

针对转子高速转动的特点,分析了转子风道气体运动状态,建立了数值计算模型.分析结果表明,转子风道气体运动是由风扇和转子高速转动共同作用的结果,以吸入式空冷汽轮发电机通风结构为例,转子以3 000 r/min转速绕轴高速转动可以使风道中进风量由0.14 kg/s增加到0.21 kg/s,必须考虑转子转动对风道中气体运动的影响;粘性模型应选择无粘,相同条件下转子风道出口风速模型试验和数值模拟结果对比表明,数值模拟结果符合工程实际.转子风道中气体运动流场合理计算模型应为:以吸入式风扇和转子风道进口为进出口边界条件,流体边界条件考虑转子转动,墙边界条件中反映管壁表面粗糙度的相对粗糙度系数和常量分别取为k~+_s=500～1000和C_(ks)=1.0,粘性模型选择无粘,可用此计算模型对空冷汽轮发电机转子风道中气体运动流场进行分析.