风场风谱模型的分形维数研究

为定量地描述湍流风场,降低湍流风谱模型选用时的盲目性,采用基于分形学的计盒维数法和Hausdorff维数法计算并分析风场风速时间序列数据的分形维数。选用Kaimal、SMOOTH和NWTCUP等湍流风谱模型,在不同风速和不同湍流强度的条件下进行风场仿真,得出不同波动程度的风速。利用MATLAB求解出每组数据的分形维数,并与某一风场的实测风速数据的分形维数进行对比,得出NWTCUP模型的分形维数与实测数据的分形维数最为接近。初步研究结果表明,分形维数可以作为选择湍流风谱模型的一个重要定量参数。     

煤粉火焰热混合层分形特性研究

采用数字图像采集系统在煤粉燃烧实验锅炉中采集湍流火焰图像,利用形态学图像处理技术提取火焰热混合层的分形特征,研究了一次、二次和三次风量对火焰热混合层分形特征的影响.研究表明,火焰热混合层分形维数与一次、二次和三次风量呈现出规律的相关性,因此有可能根据火焰热混合层分形维数变化来调整一次风量与二次风/三次风量的比值,为燃烧过程的优化与控制提供参考.     

湍流风场的分形维数分析

为定量分析风速时间序列的内在波动性,采用分形维数方法进行研究。就分形维数结果的准确程度比较了盒维数法和结构函数法,当曲线维数大于1.3时,使用盒维数求分形维数误差较大,而利用结构函数法求分形维数,误差小于1%。使用结构函数法计算了地表粗糙度分别为0.01~2.5 m下不同风数据的分形维数,在相同平均风速条件下,风速序列随地表粗糙度增大,其分形维数减小。     

基于分形学的湍流风谱特性对比研究

为定量描述湍流风场和解决湍流风谱模型选择时存在盲目性和不准确性等问题,基于多种湍流风谱模型并考虑湍流强度、地表粗糙度及空间高度的影响,生成不同程度的风速时间序列曲线。基于图像识别技术和计盒维数法对各条件下风速曲线分形维数进行计算。结果表明:不同湍流风谱模型具有不同的分形特性;湍流风分形特性受湍流强度和地表粗糙度影响;相同地貌特征和气候条件下,不同高度处风速时间序列数据具有不同的分形维数。     

自相似性和分形维数在风场分析中的应用

通过探究风速时间序列的自相似性和分形维数,将分形学运用到湍流风场分析中,从风速时间序列的局部与整体关系和风速时间序列的分形维数2个角度解决选用湍流风谱模型时存在的盲目性问题.选用某一风场风速时间序列,基于Kaimal、Von Karman、SMOOTH和NWTCUP湍流风谱模型得到风速时间序列,采用Hurst值验证风速时间序列的自相似性,用计盒维数法计算风速时间序列的分形维数.结果表明:不同的湍流风谱模型具有不同的分形维数,湍流风谱模型可定量描述;风速时间序列内部波动不是随机的,是有自相似性的长程相关过程;分形维数与参考风速有关.     

基于分形学的湍流风谱模型适用性研究

为避免由经验性地选择湍流风谱模型导致特定风电场风速分布规律描述不准确的问题,基于Kaimal、Von Karman、SMOOTH和NWTCUP湍流风谱模型模拟在不同地表粗糙度和湍流强度条件下所建立风场的风速分布规律,通过计盒维数分形方法计算不同风速速度曲线的分形维数,并与某风电场测风塔实测风速数据的分形维数进行比较。结果表明:风速曲线的分形维数均约为1.5,证明风速时域分布具有自相似特征。由于NWTCUP湍流风谱模型基于所选风电场的实测风速数据建立,因此NWTCUP模型在50 m高度和80 m高度处的风速分形维数与实测数据最为接近,表明分形维数可作为选择湍流风谱模型的一个重要定量参数。     

风力机叶片动态特性与分形维数关系研究

为探究风力机叶片动态特性与分形维数之间的关系,基于湍流风谱模型Von Karman和NWTCUP生成2种风场,通过多体动力学软件FAST仿真出不同风速条件下的风力机叶片挥舞和摆振时域动态响应,采用计盒维数法求解其分形维数。用发电机输出功率验证分形维数描述风力机叶片动态特性的可行性。结果表明:挥舞时域动态响应的分形维数随风速的增大逐渐减小,而摆振则相反,当达到额定功率时挥舞和摆振的分形维数变化都较小;相同风速下不同湍流风谱模型的功率虽几乎相同,但其对应的分形维数却不同,表明不同的湍流风谱模型有其特定的分形维数。     

湍流风分形特性对比研究

基于多种湍流风谱模型并考虑湍流强度、地表粗糙度及空间高度对湍流风的影响,获取各种环境条件下的湍流风风速时间序列数据并生成相应的时域风速曲线。应用图像识别技术和盒子计数法,对各风速曲线分形维数进行计算与分析。结果可揭示湍流风风速时间序列的分形特性,且研究了湍流强度、地表粗糙度及空间高度对湍流风分形维数产生的影响,可为湍流风的分析及湍流风谱的准确选择提供一种新思路。     

分形几何及其在汽轮机组振动故障征兆提取中的应用

包含丰富汽轮机转子振动和故障信息的一维时间振动波形和二维轴心轨迹图具有分形的特性。研究它们的分形特性,计算不同振动故障类型的分形维数。结果表明不同的故障类型的分形维数不同。分形维数与故障类型之间存在某种对应关系。分形维数的计算的确可以作为故障征兆撮的一种方法加以应用。     

柴油机气门故障信号的双谱图形分形维数分析

气门间隙异常是柴油机常见机械故障之一,对其进行准确的诊断对提高柴油机的使用寿命具有积极的作用.针对柴油机气门间隙异常的问题,在某直列6缸柴油机上模拟了不同气门故障,提出了基于双谱估计、图像处理以及分形理论相结合的故障诊断方法.该方法首先利用双谱估计对非线性、非高斯信号的敏感性质,分析了不同故障状态下振动信号中非高斯成分及二次相位耦合特性,然后通过图像处理技术将双谱图表示为以像素位置及对应颜色强度构成的三维空间曲面,最后利用分形理论提取该曲面的分形盒维数作为故障特征.结果表明:不同状态下柴油机振动信号的双谱及其图像分形维数明显可分,正常状态下的双谱峰值分布最为复杂、分形维数最大,故障状态下的分形维数分别处在不同的范围.因此,以振动信号的分形维数作为特征值可实现柴油机气门故障诊断.     

W火焰锅炉炉内煤粉气流着火特性研究

对一台引进的300 MW机组W火焰锅炉炉内煤粉气流的着火特性进行了研究,测试了不同二次风挡板开度及煤粉浓缩器上乏气挡板开度下燃烧器区域烟气温度分布.结果表明二次风挡板和乏气挡板的开度在不同程度上影响到炉内着火特性;虽然乏气挡板开度能影响煤粉浓缩器浓、淡两侧的气相分配,但其对煤粉气流着火的影响较二次风挡板开度弱的多,究其原因在于燃烧器喷口采用一、二次风喷口相间布置,二次风离开喷口后极易与浓煤粉气流混合,这直接影响到煤粉气流的着火.     

An experimental study of a cross-flow type plate heat exchanger for dehumidification/cooling

The thermal and dehumidification behaviour of a standard cross-flow type plate heat exchanger, intended for use as a dehumidifier/cooler, has been investigated both experimentally and numerically. Three sets of experiments have been carried out where air is blown into the primary and secondary sides of the exchanger, while water and liquid desiccant were being sprayed in a counter flow arrangement. The first set represents the indirect evaporative cooling of the primary stream by the secondary air stream. The second set is with liquid desiccant only and no indirect evaporative cooling. In the third set of experiments the primary air stream is indirectly evaporatively cooled by the secondary air stream and dehumidified by the liquid desiccant sprayed into the primary side of the exchanger. The above experiments indicate that the heat exchanger performs well when used with liquid desiccant. Furthermore, for an exchanger angle of 45°, there is an optimum value of air mass flow rate at which the effectiveness and dehumidification efficiency of the plate heat exchanger are maxima. To investigate the effect of the ambient air conditions on the PHE performance, further experiments were carried out using a heater element and a humidifier. The results show that under laboratory conditions the exchanger effectiveness and dehumidification efficiency increase with increasing primary air inlet temperature and humidity ratio. The experimental results were used to validate a computer model developed for the cross-flow type plate heat exchanger/dehumidifier. Comparison indicates that the numerical results are in good agreement with the experiments.     

Experimental investigations of the influence from different operating conditions on the particle emissions from a small-scale pellets combustor

The purpose of this study is to determine how different design parameters in an idealised small-scale combustor affect the emission of particulates in the flue gas and to provide insight that can be used for design optimisation. The design parameters are the primary air factor, the total air factor and the magnitude of swirling flow in the combustion chamber. Particles from the reactor were collected from two different sampling lines, one located in the combustion zone, just above the fuel bed, and the other in the flue stack after the reactor. The measurements show that this burner gives very low emissions of particulates and CO in the flue gas. Furthermore, the concentration of particles in the flue gas is uncoupled to the concentration of particles immediately above the fuel bed, probably as a result of a well-designed secondary air supply. The variable that had the strongest effect on the total particulate emission from the combustor was the total air factor. In order to understand the qualitative differences in the flow nature between different operating conditions, CFD simulations of the flow field were also performed.     

600 MW前后墙布置燃烧器锅炉的NOx排放特性及其影响因素的分析

以2台600 MW超临界机组前后墙布置燃烧器的锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、燃烧结构参数(包括一次风速、中心风量、二、三次风风量和二次风旋流强度等)、磨煤机运行组合方式、燃尽风量、煤质变化等运行条件对锅炉NOx排放特性影响的试验研究;采用统计分析方法对各种影响因素进行了定量分析和比较.结果表明:锅炉的运行氧量、磨煤机组合投运方式变化、燃尽风量是影响锅炉NOx排放浓度的主要因素,煤质的变化也不可忽视,经比较,燃烧器结构参数变化的影响较小;通过对主要因素的控制,可以显著降低锅炉NOx排放浓度,同时实现高锅炉效率.     

炉膛（CFS系统）燃烧过程的数值模拟及工程应用

本文以某厂四角燃煤锅炉为例，进行一、二次风同心正反切时炉内冷、热态试验研究，并进行数值模拟与之对照。试验和数值模拟结果均表明：当一、二次风气流以一定角度交叉送入炉膛时，合理调节一、二次风气流配风角度，采用合适的一、二次风动量矩的比值，能够改善炉内空气动力结构，减少煤粉气流刷墙贴壁，有利于防止燃烧器区结渣。     

水平浓淡风煤粉燃烧器炉内空气动力场的试验研究

在１２５ＭＷ锅炉模拟试验台上,比较了水平浓度淡风煤燃烧在不同侧二次风风速下的炉内空气动力场,结果表明,侧二次风与一次风动压头之比在１～２．４之间时,炉内空气动力场变化不大,旋转气流切圆直径适中,充满度良好,侧二次风风速较近于三次风风速时,炉内旋转气流切圆直径明显增大,气流旋转强烈,出现气流贴墙现象,热态运行的时易出现结渣和高温腐蚀,本文的研究这种燃烧器的应用提供了依据。     

不同进风结构煤粉燃烧器冷态流场实验研究

对采用切向和端面旋流进风结构的煤粉燃烧器进行了冷态流场特性实验研究,实验结果表明采用端面旋流进风结构的煤粉燃烧器流场轴向速度分布对称性、均匀性大大加强,而一、二次风合为一股端面旋流进入比单独从轴向进一次风对流场的合理分布更加有利。     

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域气固两相流动特性的实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＡ）对旋流浓淡燃烧器出口区域两相流动特性进行了实验研究,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、旋流二次风和直流二次风配比下的气固两仃流场和浓度场的分布规律,并且对这些分布规律进行了分析。     

130t_h煤粉锅炉风_粉在线监测系统的应用和研究

基于气,固两相流理论,考虑了风一煤合流过程中的压力损失影响,运用能量法提出了一种测量一次风管中风－粉混合后煤粉浓度的方法,并介绍了利用动态链接库技术对一次风管中煤粉学,风速实现在线,实时监测的过程和方法。此在线监测系统在热力厂现场应用中取得了很好的效果。     

Modelling and performance analysis of a cross-flow type plate heat exchanger for dehumidification/cooling

This paper describes the performance analysis of a cross-flow type plate heat exchanger for use as a liquid desiccant absorber (dehumidifier) and indirect evaporative cooler. The proposed absorber can be described as a direct contact, cross-flow, heat and mass exchanger, with the flow passages separated from each other by thin plastic plates. One air stream (primary air) is sprayed by liquid desiccant solution, while the other stream (secondary air) is evaporatively cooled by a water spray. Each thin plate, besides separating the water/air passage from the solution/air passage, also provides the contact area for heat and mass transfer between the fluids flowing in each passage. A parametric study for the primary air stream at 33°C, 0.0171 kg/kg humidity ratio and secondary air stream at 27°C and 0.010 kg/kg humidity ratio using calcium chloride solution was performed in this study. The results showed a strong dependence on the heat and mass transfer area, solution concentration and ratio of secondary to primary air mass flow rates. However, negligible differences were found between the performance of a counter flow and a parallel flow arrangement. The results demonstrate that the proposed absorber will not offset both the latent and sensible load of the primary air and, therefore, an auxiliary cooler or more dehumidification/indirect evaporative cooling stages will generally be required to meet the sensible and latent load in a typical comfort application.