Flow Simulation and Optimization of Plasma Reactors for Coal Gasification

This paper reports a 3-d numerical simulation system to analyze the complicated flow in plasma reactors for coal gasification, which involve complex chemical reaction, two-phase flow and plasma effect. On the basis of analytic results, the distribution of the density, tempera-ture and components‘ concentration are obtained and a different plasma reactor configuration is proposed to optimize the flow parameters. The numerical simulation results show an improved conversion ratio of the coal gasification. Different kinds of chemical reaction models are used to simulate the complex flow inside the reactor. It can be concluded that the numerical simulation system can be very useful for the design and optimization of the plasma reactor.     

等离子体煤气化反应器内部流动数值模拟及设计优化的初步研究

本文对一种等离子体煤气化反应器内部湍流、两相流动和燃烧化学反应等复杂流动现象进行了三维数值模拟 ,得出了其内部的温度分布、速度分布和组分浓度分布 ,在对计算结果进行分析的基础上 ,提出了等离子体煤气化反应器的一种优化设计方案 ,并对此方案进行了不同等离子体流速下的数值模拟和比较分析 ,以确定气流参数的最佳匹配 ;数值分析结果表明 :改进的设计方案和气流参数匹配提高了等离子体热源利用的效率和煤气转化的效率     

向心透平内部流动的数值分析及叶轮的改进设计

本文对一微型燃气轮机向心透平内部的三维流场进行了数值研究。在流场模拟的基础上对原结构的内部流场进行了分析探讨,指出原设计中可以改进的地方并成功的对叶轮进行了改进设计,使向心式透平效率提高了二点几个百分点。     

基于Kriging模型的快速拆装叶轮轮盘多目标优化设计

为了降低叶轮安装端面变形量以及减轻叶轮质量,对快速拆装形式的叶轮轮盘结构进行多目标优化设计,使用拉丁超立方试验设计和有限元分析生成初始样本数据并构造出Kriging近似模型,运用遗传算法对近似模型进行寻优。对优化后的参数值进行工程取整并进行有限元分析得出叶轮轮盘结构设计模型,最终优化结果显示叶轮质量减小了15%,叶轮摩擦端面轴向变形量降低了29%。优化后的叶轮模型可提高拉杆螺栓连接转子结构的可靠性。     

压气机进气弯管流场的计算与分析

运用先进的CAD建模技术和计算流体力学分析手段对两种压气机进气弯管进行了三维气动计算分析 ,得到了弯管内的速度、压力等分布 ,计算得出了两种进气弯管的压力损失和进气效率。从气动力学角度分析了影响弯管效率的因素 ,并通过对计算结果的分析比较指出了设计优化的方向.     

系列化双吸硫酸风机通用蜗壳的设计及性能分析

运用CFD软件NUMECA对某双吸硫酸风机系列化叶轮中的最大流量叶轮和最小流量叶轮进行数值计算,进而根据计算结果设计系列化叶轮通用的蜗壳。采用自由运动速度法分别设计常用的易于制造的圆形蜗壳和方形蜗壳进行性能对比。通过计算对比发现方形蜗壳比圆形蜗壳效率和压比均较高,具有较好的变工况性能。设计系列化叶轮通用的蜗壳有助于减少蜗壳数量,降低生产成本。同时用数值模拟的设计方法具有方便快捷、成本低、调整性好等较多优势。     

混流泵叶轮的水力设计方法研究

本文利用目前著名的水泵设计软件完成一台混流泵叶轮的水力设计。此法与以往传统的设计方法相比具有明显的技术优势。利用该软件设计,不仅大大缩短了研制周期,同时可以给定来流冲角、精确控制载荷分布,提高了叶轮水力设计准确性。CFD流动计算分析结果表明设计的叶轮具有优越的流动性能和高的效率。     

某离心式压缩机可调进口导叶叶型研究

通过CFD软件NUMECA对带有可调进口导叶的离心式压缩机的首级进行全通道数值模拟。通过改进导叶叶型以满足离心压缩机流量调节性能的要求。结果表明,与原始叶型相比新叶型的耗功情况和效率变化不大,但调节范围扩大;弯叶型的流量调节能力高于直叶型,而且导叶弯度越大,调节范围越大。选取合适的导叶叶型有利于降低离心压缩机的运行成本。     

泵导叶出口宽度改型设计的变工况计算及实验研究

利用先进的CFD数值模拟软件NUMECA,对某余热排出泵的原模型进行了设计工况下的内部流场全通道数值模拟,结合对数值结果的分析,发现泵导叶出口宽度对泵的性能和内部流动有较大的影响,通过对泵导叶出口宽度的改型设计得到了较为理想的导叶宽度,进而对原模型和优化模型进行了变工况计算并与实验结果进行了对比分析。结果表明,经过改进的导叶在设计点附近的变工况性能得到了提高,验证了对导叶出口宽度改型设计的合理性。     

离心压缩机级间抽气结构优化设计

针对级间抽气的需要,介绍了通过改变抽气蜗壳截面形状及相交面倒角,进一步优化级间抽气结构。分析结果表明,所设计的结构能够在满足抽气流量要求的条件下保证机组的高效率运行。