地热暖风机优化与实验研究

确定了描述地热低温暖风机技术经济性能的９个运行变量和８个结构变量以及它们之间的关系。以供暖成本最低为目标，研究低温暖风机的经济结构条件并求得最优解，得出有关结论     

高压甲烷气体碰壁射流扩散与卷吸特性的试验

在定容装置上利用高速摄影纹影法开展了不同冲击高度和冲击角度下的甲烷高压碰壁射流扩散和卷吸特性试验.通过纹影照片得到了不同冲击高度和冲击角度下的射流贯穿距离随时间变化的规律,计算得到了射流卷吸空气质量随时间变化的规律.结果表明:碰壁射流发展分两个阶段,碰壁之前贯穿距离和卷吸空气质量与自由射流基本相同;碰壁之后,由于壁面阻力的作用,其贯穿距离和卷吸空气质量的增加速率低于自由射流.随着冲击高度的增加,碰壁射流贯穿距离和卷吸空气质量增大;随着冲击角度的减小,碰壁射流贯穿距离和卷吸空气质量增大.最后对Poreh碰壁射流贯穿距离和卷吸空气质量经验公式进行修改,使其适用于一般碰壁射流贯穿距离和卷吸空气质量的特性计算.     

纳米流以射流冲击方式对柴油机缸盖的冷却研究

利用纳米流射流冲击技术提升柴油机缸盖中进排气门鼻梁处的高热密度区域的传热系数,通过搭建研发的试验操作平台,对比了以不同体积分数的Cu-水纳米流作为冷却工质时,用射流技术对柴油机缸盖高热密度区域的传热效果。分析了射流冲击速率、射流冲击高度、射流冲击角度、纳米流体积分数及射流初始温度对缸盖高热密度区域传热系数的影响。研究结果表明:采用纳米流射流技术可实现良好的柴油机高热密度区域的传热效果,但不同的射流参数及纳米流体积分数会对传热效果产生不同的影响。     

“BUMP燃烧室”内混合气形成的多维数值研究

用CFD多维数值分析软件对BUMP燃烧室内柴油喷雾的撞壁混合过程进行了模拟计算,并与用PLIF法取得的试验结果进行了对比,二者基本吻合。试验和模拟计算结果均表明,撞壁射流在遇到BUMP后会剥离燃烧室壁面,形成二次空间射流,扩大撞壁射流与空气的空间混合体积及混合速率,出现与周围空气迅速混合的闪混现象,燃烧室壁面燃油堆积量下降。计算结果还表明,BUMP的位置、高度、形状和角度不同对形成二次空间射流及稀混合气的作用也不相同,在实际应用中应对其进行优化和合理匹配,以便降低柴油机的NOx和碳烟排放。     

沈阳市某工业厂房采暖方式的适宜性模拟分析

工业厂房跨度大且高度较高,适宜的冬季采暖方式显得尤为重要,对于厂房内垂直方向和水平方向的温度梯度都有着决定性的作用。为确定工业厂房合适的采暖方式,以沈阳市某橡胶厂房为研究对象,建立了散热器采暖、暖风机采暖、暖风机和散热器组合采暖三种方式的分析模型,对室内垂直方向温度场进行数值模拟分析。研究表明:暖风机和散热器组合采暖的热环境效果更优,克服了传统方案在水平方向上产生的温度梯度较大的问题,为以后类似的工业厂房采暖的设计提供了一定的参考。     

湍流射流火焰抬举高度的实验研究

湍流射流燃烧作为工业燃烧室中普遍存在的燃烧方式,研究湍流射流火焰不仅能促进实际燃烧室的设计改造,更能增强对湍流燃烧理论的理解。在轴对称伴流射流燃烧器实验平台上,研究了湍流自由射流火焰抬举高度随射流速度的变化及氮气稀释和伴流速度对火焰抬举高度的影响。实验结果表明湍流自由射流燃烧火焰抬举高度随射流速度呈线性增长;随氮气稀释摩尔分数的增加其抬举高度的线性斜率增大,射流火焰吹出喷嘴的雷诺数降低,火焰更易发生抬举;同时,氮气稀释摩尔分数的增加也导致射流火焰发生吹熄时雷诺数减小,射流火焰在射流速度完全进入湍流之前发生吹熄;伴流速度小于0.3 m/s时对火焰抬举高度的影响不大,当伴流速度大于0.3 m/s时抬举高度随伴流速度的增加呈线性增长,当射流速度大于20 m/s时,伴流速度的影响降低;对比伴流与稀释对抬举高度的影响可知射流速度大于30 m/s时对伴流的敏感性大于稀释,而在射流速度小于30 m/s时对稀释更敏感。     

烟气脱汞技术中磁珠射流的混合研究

对某1 000 MW机组进行磁珠脱汞改造,采用热一次风输送磁珠并与烟气混合.在ANSYS软件中用数值模拟的方法研究了磁珠射流高度、射流数量在受限空间内与烟气混合的效果.结果表明:射流高度在Z=5.9 m及以上,射流数量为4个及以上时,磁珠覆盖率可达95％以上,最大浓度与平均浓度之比小于5.0,混合效果较好,满足工程使用...     

射流喷嘴角度和当量比对轴向分级燃烧室中预混反应射流的影响

针对燃料轴向分级模型燃烧室进行了热态数值模拟,分析了射流喷嘴角度和当量比对模型燃烧室的速度场、温度场、停留时间、湍动能分布以及污染物排放量的影响。结果表明：随着射流当量比的增加,除45°外,射流喷嘴角度为90°和135°时射流喷嘴下游均有明显的回流产生,烟气在燃烧室中的停留时间增加;随着射流喷嘴角度的减小,一级燃烧区停留时间增加,二级燃烧区停留时间减少,但总停留时间增加;随着射流喷嘴角度和射流当量比的增大,燃烧室中高湍动能区域扩大;与90°和135°相比,在45°射流角度下,射流当量比较低时NO_x质量分数较高,说明在一定的工况下射流角度为45°时NO_x排放特性更低。     

半导体热电发电技术进展及其在暖风机中的应用构想

对暖风机的结构及原理进行了介绍,提出了利用暖风机排烟余热进行温差发电提供暖风机送风电机动力的构想,设计了一种半导体热电发电机并对性能进行了简要分析,通过对进一步实用化所面临的技术难题的探讨,指出了未来研究的方向.     

300 MW单炉膛循环流化床锅炉二次风射程的数值模拟

针对大型循环流化床中二次风射流的特性,采用Fluent数值计算软件对300 MW单炉膛大型循环流化床锅炉炉膛进行了数值模拟,研究了二次风口高度、二次风射流角度、二次风风速、一次风风速和炉内颗粒浓度对二次风穿透性和气固两相混合的影响.结果表明:二次风射流深度随着一次风风速的增大和颗粒浓度的提高而减小;当二次风射流速度增大时,射流深度增加;二次风射流角度和二次风喷口位置也会影响二次风射流深度.     

射流对循环流化床内气固流动特性的影响

在循环流化床试验台上进行了射流对炉内气固流动特性影响的试验,考察了不同的射流量和射流喷射高度对炉内轴向气流速度及截面平均固体颗粒浓度分布的影响.结果表明:射流的加入使得密相区气流速度降低,但利于气流整体平均速度的提升及加强气相流场的均匀性,射流对气相速度的影响主要体现在喷口以下区域;射流加入后,会在喷口附近区域形成动力阻塞区,浓相区固体颗粒浓度随着射流量的增加而提高,射流喷射高度的增加会提升浓相区的高度.     

高温富氧空气下燃料射流自点火及火焰抬升特性研究

针对高温富氧空气中燃料射流的自点火现象及射流火焰的稳定机理,通过调节空气中的氧含量、射流速度和燃料稀释度,实验获得了自点火形成的射流火焰抬升高度变化规律.结果表明,随着空气中氧含量的提高,射流火焰抬升高度降低,吹熄极限速度增加;随着燃料射流速度增加,自点火后形成的火焰类型发生转变,火焰抬升高度会发生突增.通过将实验数据...     

横向层流中多孔冲击射流强化传热的实验研究

为研究横向层流中多孔冲击射流对平板传热特性的影响,搭建了多孔冲击射流强化传热实验台架,研究了横向层流中不同射流速度比r(10≤r≤30)和不同射流高度(20≤L/d≤80)下多孔冲击射流对加热陶瓷平板对流换热的影响,分析了对流换热系数和相对努塞尔数的变化规律,讨论了多孔冲击射流强化传热的物理机理。结果显示,相对努塞尔数随射流速度比的增大而增大,最大的相对努塞尔数为1.98。此外,多孔冲击射流高度并非越小越好,而是存在一个最佳射流高度。当r较小时,相对努塞尔数随多孔射流高度的增加而减小;当r较大时,相对努塞尔数随多孔射流高度的增加先增大后减小。     

液幕式湿法脱硫中喷嘴竖直射流液体回落特性实验

在液幕式湿法脱硫中,竖直射流回落液量分布情况直接决定脱硫效率.研究了3种型线喷嘴竖直射流液体回落的分布规律和射流高度与喷射压力关系.根据实验数据,推导出了"回落液幕无量纲体积流率公式".实验中发现,不同型线喷嘴的回落液体分布规律差别不大,因为同样射流高度下,推导的公式中参数A、n和R0很接近.拟合出射流高度和喷射压力以及无量纲平均半径和射流高度关联式.通过喷嘴组实验,证明喷嘴组回落液量可视作多个单喷嘴同时射流回落液量简单叠加,且分布均匀性是喷嘴间距和射流高度的函数.     

二维流化床内射流深度的试验研究

研究二维流化床内的水平射流和垂直向上射流。利用图象处理技术得到了水平射流的水平深度和垂直向上深度以及垂直向上射流的射流深度。通过多元线性最小二乘回归,得到了射流深度的关联式。研究了流化数、射流速度、颗粒平均粒径和静态床层高度对射流深度的影响。试验结果表明,流化数和射流速度的增加,射流深度将增加;颗粒粒径增加,射流深度将减小;静态床层高度变化时,射流深度基本不变。发现射流深度决定于射流与乳化相气体和颗粒的动量交换。对水平射流的垂直向上深度和垂直向上射流的射流深度进行了比较。     

倾斜侧壁约束下的垂向紊动射流数值模拟

为研究倾斜侧壁约束下垂向紊动射流与周围水体的掺混稀释特性,基于标准κ-ε紊流模型,采用VOF方法处理自由表面,对不同侧壁倾斜角度和入射流速下紊动射流进行数值模拟,分析了射流轴线速度衰减、左右侧扩展半宽及平均浓度等变化,并通过射流横断面最大速度和最大浓度分别确定射流的轨迹线。结果表明,倾斜侧壁约束下射流轴线速度衰减较自由射流衰减缓慢,射流两侧扩展半宽均减小,且侧壁倾斜一侧平均浓度要高于另一侧。侧壁倾斜条件下射流卷吸环境水体的能力有所抑制,不利于污水的扩散稀释。     

CH_4/CO_2非预混射流火焰燃烧特性实验研究

为了掌握含杂质生物沼气在工业燃烧装置中非预混射流火焰燃烧特性,对CH_4/CO_2非预混射流火焰在300 K和600 K伴流空气中的火焰形态、火焰高度以及推举高度进行了实验研究,并与CH_4/N_2非预混射流火焰燃烧特性进行对比.实验结果表明:在相同工况下,CH_4/CO_2火焰高度较低,但其推举高度高于CH_4/N_2火焰;两种火焰推举高度随伴流温度升高而降低.采用预混火焰模型对火焰推举高度进行了理论分析,得到了两种非预混火焰无量纲火焰推举高度与无量纲燃料流速的关联式.基于预混火焰模型的理论分析表明,预混气层流火焰速度及燃料和氧化剂密度比对非预混火焰的推举高度的影响较为显著.     

射流角度对叶尖间隙泄漏流动换热特性的影响

采用数值方法模拟了某涡轮叶尖间隙流动换热特性,分析了射流孔角度和吹风比对间隙泄漏流量、气动效率和气膜冷效的影响。研究结果表明:在叶尖表面注入冷却射流对间隙泄漏流有阻塞作用,且随着射流角度的增加而增大;因此间隙泄漏流量随着射流角度的增加而减小,气动效率随着射流角度增加而增大;同时,叶尖表面气膜冷效随着射流角度的增加而减小。此外,冷却射流的阻塞作用随着吹风比的增加而增大,因此间隙泄漏流量随着吹风比的增加而减小;涡轮气动效率随着吹风比的增加而增大;同时,气膜冷效随着吹风比的增大而增大。     

燃尽风射流形式对墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造的影响

采用数值模拟方法对某330 MW亚临界墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造进行了研究,在燃尽风风率、喷口中心距最上层煤粉燃烧器的高度及喷口面积保持一致的条件下,分析了不同燃尽风射流形式对炉内高温黏性火焰的穿透能力及改造工况燃尽率和NOx生成情况的影响.结果表明:圆形直流燃尽风的穿透能力最强,矩形直流燃尽风次之,同心圆式的内直外旋燃尽风最弱;圆形直流燃尽风在炉膛高度横截面上射流根部的覆盖范围和沿烟气流程的气流层厚度综合水平最低,CO浓度最高;内直外旋的燃尽风射流形式由于射流后期与高温烟气混合剧烈,燃尽特性最好,炉膛飞灰含碳量最低;3种射流形式的燃尽风对NOx浓度几乎没有影响.     

氢气/甲烷扩散火焰特性实验研究

燃烧的基本特性如抬举高度、层流燃烧速度以及射流出口速度等与燃烧装置的设计有关。对纯氢气火焰、氢气/甲烷、氢气/甲烷/CO2扩散火焰的抬举高度和射流出口速度进行了实验研究,并对层流燃烧速度进行了分析。研究认为,抬举高度随着射流出口速度的增加而线性增加。层流燃烧速度随氢气体积分数的增加呈指数增长,特别当氢气体积分数40%以后,层流燃烧速度随氢气体积分数显著增加。