微尺度催化燃烧过程中传质准则数分析

在微尺度燃烧过程中,由于在很小的范围内各种中间组分和燃烧产物的传质和传热过程以及化学反应过程相耦合,因此微燃烧室内部的对流传质问题比较复杂.基于金属Pt壁面催化微燃烧室的模拟结果,分析了燃烧化学反应过程中组分OH的浓度梯度、传质和流动过程的计算结果,并结合无量纲分析法,推导出传质准则数舍伍德数Sh的数学表达式,通过OH的截面平均Shx去表征微燃烧过程中空间气相反应的变化,并分析入口参数对Shx的影响及空间气相反应与表面催化反应之间的抑制作用.     

燃气—蒸汽联合循环热电冷三联供系统分析

结合了热力学第一定律和第二定律,通过燃机出力123.4MW的燃气—蒸汽联合循环热电冷三联供系统的算例,计算了系统各组成部件的火用效率和火用损失,从火用分析的角度,考察了能量在其中的合理利用,找出循环过程中的薄弱环节,为系统进一步节能工作的开展提供了科学依据。     

燃气一蒸汽联合循环热电冷三联供系统（火用）分析

结合了热力学第一定律和第二定律，通过燃机出力123．4MW的燃气一蒸汽联合循环热电冷三联供系统的算例，计算了系统各组成部件的火用效率和火用损失，从（火用）分析的角度，考察了能量在其中的合理利用，找出循环过程中的薄弱环节，为系统进一步节能工作的开展提供了科学依据。     

微尺度条件下反复熄燃火焰特性的实验研究

在可视化微尺度燃烧实验台上进行甲烷和氧气的燃烧试验,利用高速数码照相机捕捉到了火焰面在微通道内的传播过程,测试分析了不同进气流量下反复熄燃火焰的可燃极限、火焰传播速度和火焰间隔时间,获得了反复熄燃火焰(Flames with repetitive extinction and ignition, FREI)的燃烧特性。结果表明,随着甲烷进气流速的增加,可以形成FREI火焰的氧气进气流速范围也在扩大;在甲烷进气流速一定的情况下,随着氧气进气流速的增加,火焰的传播速度也逐渐增加,并且火焰重复点燃的间隔时间呈现先变大后逐渐变小的规律,即火焰重复点燃的频率先变慢后又逐渐变快直至火焰熄灭。     

热光伏热电联产装置性能分析

热光伏是将高温热辐射体的能量通过半导体PN结直接转换成电能,有较高的能量输出密度及理论效率。在传统的热光伏系统只输出电能的基础上,加上热量回收装置,回收高温燃烧产物的余热和用于冷却光伏电池的冷却水的热量,组成了热电联产装置。通过数值模拟得到了燃烧室外壁面平均温度(1679K)、出口的排烟温度(1560K);利用数学计算方法分别计算出热光伏产生的电效率(14.07%)、回收余热的热效率(51.70%);最后得到了整体热电联产装置的总效率(65.77%)。     

改装直喷式柴油机中生物柴油喷雾燃烧过程试验研究

利用可视化装置,分析比较了直喷式柴油机燃用生物柴油与常规柴油的喷雾燃烧过程.研究结果表明:生物柴油的喷油时刻较早,着火时刻提前,着火滞燃期缩短,在早期预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,而在扩散燃烧阶段的燃烧速度比柴油低.通过分析燃料性质、转速和喷油压力这3种因素对生物柴油燃料喷雾燃烧过程的影响,从而得出影响规律为:混合燃料喷油始点、着火时刻均有所提前,滞燃期变短,B5混合燃料的最高燃烧压力最高且出现稍早;生物柴油在高转速工况时的燃烧速度大,且最高燃烧压力也略高;随着喷油压力的提高,滞燃期缩短,燃烧持续期相应缩短,最高燃烧压力升高.     

MTPV系统中热光电能量转换的数值分析

为研究微热光电系统中辐射表面和光电池表面间的能量传输特性,构建了能量转换的物理数学模型.模型中辐射表面采用矩形结构的碳化硅片,光电池选择锑化镓,并考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数.通过改变辐射器表面温度分布、光电池温度以及两者之间的距离等参数,计算各种情况下的电池效率和功率密度,分析这些参数对它们的影响规律,得出如下结论:间距增大,可显著降低功率输出,但对电池效率影响不大,距离每增加1 mm,电池效率仅减小 0.24%;电池温度升高,电池效率和功率密度均呈现出线性关系逐渐递减;混合气流量从600 mL/min提高至1 800 mL/min,功率密度可提高216.7 mW/cm2.     

点火提前角对天然气转子发动机燃烧过程的影响

以火花点燃式转子发动机为研究对象,建立了相应的湍流和燃烧模型,实现了发动机工作过程的动态模拟。在此基础上,计算得到了转子发动机缸内流场、温度场的演变及火焰传播过程,并计算分析出了不同点火提前角对缸内燃烧过程的影响。计算结果表明：燃烧室内部涡流对火焰传播起着积极的加速作用,点火时火花塞位于涡流区到单向流的过渡区域最好。随着转子运动,涡流会因燃烧室容积减小而受到挤压并消失,在涡流消失时刻一定的情况下,为了充分利用涡流的作用时间,应该适当地增大点火提前角。在计算工况下,当点火提前角为47°时,发动机的燃烧效率和气缸内压力峰值均最高,并且NO_x的排放较少。此研究为其他不同工况下,转子发动机的最佳点火提前角的确定提供了理论参考依据。     

突出能力培养的工程热物理专业综合改革

结合国家宏观能源战略和区域经济布局,分析了工程热物理专业方向开展综合改革的必要性和基本方向,围绕学生的能力培养,在培养计划、教学团队、教学内容和方法等方面开展改革探索,取得较好效果。