小挑坎对某拟建大型水电站导流洞出口区消能与冲刷改善机理研究

山区河道导流隧洞出口区具有单宽流量大、流速高、河床覆盖层深且抗冲流速小等特点，多数隧洞出口区河床冲刷剧烈，而布置大型消能措施较困难，故提出在隧洞出口布置小挑坎的措施。在物理模型试验观测隧洞出口区水流流态和河床冲刷的基础上，采用数值模拟方法计算导流隧洞出口区水流流场，研究河床冲刷改善的内在机理。结果表明，导流洞出口增设小挑坎后，可增大出洞高速水流的横向扩散和减小单宽流量，增加局部消能率，从而降低河道岸边流速；高流速出洞水体占比明显减少，使高速水流无法直冲右岸滑坡体，减小滑坡体范围流速；出洞水流宽度增加，出洞水流方向变为斜向上出流，减弱对右岸滑坡体的冲击，并且使导流洞出口区及下游河道受到的冲刷明显减弱。研究成果可为工程实践提供参考。     

狭窄河道垂直交角泄洪洞水舌落点控制试验研究

曼转河水库泄洪洞下泄流量较大、水流落差大、出口位置处河道狭窄,且原设计中泄洪洞轴线与河道交角近乎垂直、挑距大、水舌落点处水垫层厚度小,冲刷山体严重.针对此工程特点,水工模型试验中分别采用高低坎加大消能、缩短无压段长度、控制闸门开度3种措施控制挑射水流落点,使其归入主河道,减轻了对对岸山体的冲刷,控制水舌落点效果较明显.     

多管文丘里循环流化床烟气脱硫冷态气流流场试验研究

针对实际工业应用的多管文丘里循环流化床烟气脱硫装置,按照冷态模化试验的相似准则建立了冷态模化试验台.通过在试验台入口通道加装不同形式导流板、改变文丘里管群管径分布,利用颗粒图像速度仪(PIV)对不同几何结构条件下多管文丘里内的流量分布进行了测量,同时测量了不同工况下试验台的阻力损失.结果表明,单侧进风、入口通道内无导流装置时,等径文丘里管群各管流量存在明显偏差,采取加装入口导流板或改变文丘里管管径分布均能达到使多管文丘里管各管均流的目的,从而改善脱硫塔内的脱硫性能.流线型入口导流板不仅能使各文丘里管均流,而且不会明显增加入口段阻力损失.所得试验结果对多管文丘里循环流化床烟气脱硫的工业应用具有重要的指导价值.     

沟槽表面对翼型绕流流场的气动作用研究

基于大涡模拟(LES)技术对NACA6510翼型二维绕流流场进行数值模拟,研究吸力面圆弧型沟槽相对位置、相对深度对翼型气动特性与涡流结构的影响规律.研究表明:在小攻角下,沟槽表面对翼型的升、阻力系数影响很小,在大攻角下升、阻力系数明显减小.气体流经沟槽结构时会在内部形成反向二次漩涡,其脉动主频为上、下游主频的2倍,相对...     

三通集箱过热器压力分布与流量分配的数值模拟

为了解三通结构对过热器流量分配的影响从而解决三通集箱过热器的爆管问题,利用Fluent软件对过热器模型进行了数值模拟,研究了三通结构集箱过热器内的静压分布、速度分布、各支管流量分配及各支管入口处流体的流速分布和静压分布.结果表明:三通结构附近流体的压力低且速度大,而远离该区域的流体则压力高且速度小;三通中涡流区域的支管入口有小涡流,而其他区域的支管入口没有出现小涡流;集箱内涡流下部的支管流量偏小,正对集箱入口处的支管流量最大;将第7管屏和第11管屏的入口形状改为圆形,改造后支管的流量明显增大.     

汽水分离器性能试验研究

在常温常压条件下对2个简化试验件进行了空气-水混合物的两相可视化分离试验研究.通过改变入口空气流量、入口水体积分数以及入口液滴粒径等条件,测量并获得试验件的汽水分离效率以及阻力曲线.结果表明:2个试验件的内筒内壁均形成明显水膜,在各试验工况下分离效果良好;带有切向口的试验件2的分离水在切向出口和下降通道中的分布受入口空气流量和水流量的影响较大;试验件2的总阻力及旋叶阻力均大于试验件1的;入口液滴粒径对分离效率无显著影响.     

发动机冷却水套设计方案的比较分析

根据某汽油发动机开发的需要,对机体-气缸盖水套结构进行了优化设计,以保证整机的冷却要求.利用商业CFD软件对初始冷却水套设计方案进行计算,并对计算结果进行分析,指出流场存在的问题.根据分析提出三种优化方案,随后对优化方案进行计算、比较,确定了最后的水套结构.从优化结果可以看出,导流凸台和导流筋在水套结构优化的过程中起着重要的作用.     

中压受热通道密度波不稳定性研究

采用RELAP5/Mod3.4软件对某一中压受热通道进行密度波不稳定性分析,探讨了节点个数对流动不稳定性的影响,分析了入口单相水的质量流量、入口长度和上升长度、入口和出口局部阻力系数、入口过冷度对受热通道密度波不稳定性的影响,并通过引入过冷数和相变数得到了受热通道的稳定边界.结果表明:在使用RELAP5程序进行不稳定性分析前,有必要进行节点划分敏感性分析;当增大受热通道入口单相水质量流量或增大入口局部阻力系数时,受热通道的流动稳定性增强;当增大受热通道入口长度或上升长度和出口局部阻力系数时,受热通道的流动稳定性降低;过冷数和相变数可用于描述受热通道稳定性边界.     

山区河流阶梯—深潭结构水力特征数值模拟

为了探究阶梯—深潭结构在不同流量工况下的消能机理,采用紊流数值模拟方法分析研究了阶梯—深潭结构紊动能、紊动能耗散率、流场结构、潭底压力强度等主要水力参数。结果表明,随着流量的增大,平均紊动能耗散率不及平均紊动能增加速率快,验证了阶梯—深潭随着流量的增加消能率会有所下降;小流量工况下深潭内环流区明显,增大了水流滞留潭区时间,能量耗散效果较优;大流量工况下流量的增加促使结构发生自适应调整,水深加大,形成水垫及漩滚耗能,水流阻力增大且维持潭底压差分布趋于平稳,削弱了主流对河床的直接冲刷,有利于河床稳定。     

150t提钒转炉模型中炉壁冲刷现象的研究

通过6:1水力学模型,对150t提钒转炉中的炉壁冲刷现象进行研究.试验中,使用电导率仪连接压力探头直接测试在纯顶吹、顶底复吹和顶底复吹增加侧枪三种状况下的炉壁上的压力变化.试验结果表明,氧枪喷孔之间的炉壁受到的压力更大,相对的区域受到的压力相对较小;底枪集中布置能降低顶吹气流对相应区域炉壁的冲刷,但底吹气流量不宜过大;...     

410t/h循环流化床锅炉混烧石油焦油页岩热力性能试验分析

在一台采用紧凑型水冷旋风分离器的410 t/h循环流化床锅炉上进行以石油焦、油页岩混合物为燃料的锅炉热力性能试验,对温度、汽水流量、烟气污染物排放及灰渣含碳量等多个参数进行了分析.结果表明:锅炉以石油焦和油页岩的混合物为燃料,添加石灰石脱硫,在锅炉实际运行负荷下热效率为90.89%;炉内密相区温度分布均匀;床温、分离器入口温度、排烟温度和回料腿温度稳定;主蒸汽流量、给水流量、减温水流量波动小;烟气污染物均可控制在较低水平.     

深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

为了满足电网深度调峰和供热的要求,低压缸需要长期在低负荷甚至零出力工况下运行。本文以某660 MW汽轮机为对象,对其深度调峰和供热工况下低压叶片的通流特性和运行安全性问题进行了研究,得到了不同排汽压力时低压末级叶片的流场分布以及相关参数随背压变化的规律,分析计算了叶片所受汽流弯应力,确定了汽流弯应力随背压的变化。结果表明：该机组在深度调峰和供热的小容积流量工况下,叶片所受汽流弯应力很小,满足不调频叶片的设计要求,能够保证机组安全稳定运行;小容积流量工况下,汽轮机的排汽压力降低,真空度提高,其低压部分摩擦鼓风损失大幅度降低,鼓风发热问题减少,汽流弯应力降低,汽轮机可以安全稳定运行。     

紧凑型循环流化床锅炉全烧石油焦热力性能试验分析

在一台采用紧凑型水冷旋风分离器的循环流化床锅炉上进行以石油焦为燃料的锅炉热力性能试验,分析了温度、汽水流量、烟气污染物排放、灰渣含碳量等多个参数.结果表明,锅炉以石油焦为燃料,添加石灰石脱硫,在实际运行负荷下锅炉热效率为93.77％;炉内密相区温度分布均匀;床温、分离器入口温度、排烟温度和回料腿温度等各温度稳定;主蒸汽流量、给水流量、减温水流量等汽水流量波动小;烟气污染物均可控制在较低水平.这对我国燃用石油焦循环流化床锅炉的设计和运行工作有一定借鉴意义.     

空冷汽轮发电机转子通风冷却系统的结构优化

以125 MW空冷汽轮发电机转子为研究对象,建立了转子径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型,并应用该模型对125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行了结构优化,分析了副槽结构、转子槽楔出风口面积对转子径向风道流量分配的影响.结果表明:在相同入口流量下,副槽截面积越大,径向风道流量偏差越小;转子槽楔出风口面积越小,径向风道流量偏差越小;采用变转子副槽结构及变转子槽楔出风口面积均可使径向风道流量偏差减小.     

白龙江苗家坝水电站泄洪消能设计

苗家坝水电站为二等大(2)型工程,拦河坝为混凝土面板堆石坝.工程身处深山峡谷,施工导流流量较大.在参考国内类似电站泄洪消能设计经验后,结合其水文泥沙、地形地质条件、施工导流、运行要求以及枢纽布置特点,泄洪建筑物最终采用由导流洞改建的"龙抬头"表孔溢洪洞 泄洪排沙洞组成,水工模型试验结果表明该方案是合理可行的.     

超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁水动力与热偏差调整建议

垂直管圈超(超)临界压力锅炉一般都在水冷壁管入口安装节流圈,以调节工质流量,使其与对应区域的热负荷相匹配,但是该类型锅炉在投运后往往出现水冷壁节流圈结垢、水动力和热偏差,以致发生爆管.通过对水冷壁结构特点的分析,对爆管原因进行了研究,参考亚临界垂直管圈直流锅炉水动力调整经验,提出超(超)临界压力锅炉垂直管屏水冷壁系统改进和进行水动力调整的建议,即减少水冷壁管入口节流圈数量,在水冷壁管(屏)的入口安装调节装置以及加装水冷壁管屏的监视测点等.     

DSG槽式太阳能集热器传热与水动力耦合稳态模型

利用直接蒸汽发电(DSG)集热器传热特性与水动力特性耦合建立了HHC稳态模型,并利用所建模型对DSG集热器的稳态特性进行了仿真分析,得到了在太阳直射辐射强度(DNI)、工质质量流量、入口工质温度和入口工质压力变化时,DSG集热器出口参数的一系列重要变化规律.并与文献的实验数据以及其他文献所建模型计算结果进行了对比.结果表明:为保证DSG集热器正常运行时其出口工质处于干蒸汽区且出口温度在合理范围内,DNI需要大于一定阈值,并留有一定阈度,工质质量流量需设定在一定范围内,且可选范围较小,而入口工质温度、压力在较大范围内都能满足要求;通过实验数据与模型计算结果的对比,验证了所建模型的正确性和精确性.     

进气道位置对柴油机进气涡流可调性能影响的试验研究

针对某型号四气门柴油机设计制作了一个螺旋气道和直气道的阴模试验件,在稳流气道试验台上,利用挡板部分遮挡直气道的入口,实现进气涡流的调节,进行了进气道位置对进气涡流及其可调性能影响的试验,试验结果表明：两个进气道的位置不同,对进气流量的影响很小,但是对涡流比以及涡流比的调节范围有较大影响.     

带吸液芯的倾斜式蒸馏器降膜蒸发实验研究

以电加热作为供热热源来模拟太阳能,研究了不同工况下蒸馏器的降膜蒸发特性,实验表明,热流密度、给水流量以及给水温度是影响蒸馏器产水速率的主要因素.其他条件相同时,冷却水流量对产水速率的影响很小,产水速率随着热流密度与给水温度的增大呈线性增加.得到的产水速率的实验关联式可为倾斜式蒸馏器的设计和优化提供参考.     

改进型(SNCR+SCR)混合脱硝工艺气液多组分混合特性的数值模拟

提出了改进型(SNCR+ SCR)混合法脱硝工艺,建立了省煤器出口烟道NH3逃逸的摩尔分数分布模型和SCR入口烟道流场均流导流组件模块装置,基于Fluent平台,对大型燃煤锅炉改进型(SNCR+ SCR)混合脱硝工艺在锅炉转向角处还原剂液滴与烟气的混合过程进行数值模拟,并进一步掌握SNCR后段烟气流场的氨氮混合特性和分布特性,同时考虑了混合过程与复杂温度场的相互作用,并探讨了其对SCR反应段的脱硝效果影响.计算结果表明,在喷枪位置固定条件下,传统SNCR反应区脱硝效率在尿素溶液喷射初期随喷射量增加而增大,但不是线性关系,当氨氮物质的量之比大于1.15后,增长减缓,且氨逃逸量与增加的尿素溶液量也非线性关系,改进型工艺在转向角补充尿素溶液喷射后,省煤器出口NH3摩尔分数与补充尿素溶液流量呈线性关系,大大降低了尿素耗量,新型均流导流组件解决了SCR反应器入口界面的回流、二次流以及入射角过大问题,优化后催化剂入口界面烟气速度标准偏差小于10％,浓度场偏差小于5％,在(SNCR+ SCR)脱硝总效率70％条件下,综合考虑漏氨,氨氮物质的量之比可控制在1.5以下.最后通过应用该模型计算实际燃煤机组电厂运行反馈信息来验证数学模型的正确性和可靠性.