风剪切下风力机组俯仰控制策略研究

为增加风电场总输出功率,采用大涡模拟(LES)方法,利用致动线法(ALM),基于开源CFD软件OpenFOAM对风剪切下的风力机组4种风轮俯仰工况进行数值模拟,对比每种工况下的风电场总输出功率,并结合流场参数分析输出功率存在差别的内在原因。结果表明:风电场上游风力机尾迹可对下游风力机性能产生严重影响;风轮俯仰角增加时,风电场上游风力机输出功率先增后减,下游风力机输出功率持续增加;仰角为9°时风电场总输出功率比无俯仰控制策略时提升393982.25 W。     

高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH_3对NO_x还原效果的影响,采用尿素溶液为氨基还原剂,利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NO_x在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明:主燃区温度为1 573 K时,在过量空气系数α≤0.95条件下,尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NO_x还原为N_2,且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高,当n1.75时,脱硝效率升高速度变缓;在还原性氛围中,相同n时,温度越高,脱硝效率越高,且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率;试验条件下,神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%;单独喷水可降低NO_x浓度,但与喷氨工况相比,其降低幅度不明显。     

微型燃气轮机燃烧室性能影响因素的探讨

针对微型燃气轮机燃烧室性能的各种影响因素(进气条件、燃料热值、燃烧室结构等)对燃烧稳定性和燃烧效率的影响,介绍了国内外相关实验和数值模拟研究现状,分析了燃烧室主要污染物的生成机理和影响因素,以及降低氮氧化物排放浓度的技术措施。     

透平叶片尾缘冷却结构唇板构型对流动和传热的影响

为了提高尾缘冷却效果和降低叶栅气动损失,采用SST k-ω模型研究简化的压力面射流冷却结构唇板构型对冷却效果的影响。结果表明:唇板改型可以提高射流出口段的传热强度,但会增大气动损失;在研究范围内抬升一倍下板尾部边界层厚度时综合效果最佳;速比0.5和1.0时,原型的射流出流后向上抬升,在下板表面附近产生低速区,降低当地传热强度;速比0.5时,原型下板尾缘出现分离区,并与板后的回流区发生掺混,改型结构增强射流刚性,分离点后移;改型结构在不同速比下的传热系数均有所增强,平均传热系数在3个速比下分别提高了26.31%、34.72%和15.33%,其中速比1.0的综合传热因子最高,传热系数增加的幅值最大,且总压损失增加不显著。     

Gurney襟翼对风力机翼型气动噪声影响的数值模拟

为分析Gurney襟翼对风力机翼型气动性能和气动噪声特性的影响,利用Fluent软件中的LES模型计算攻角为4°～20°时原始翼型和带有不同高度Gurney襟翼翼型的气动性能和流场分布,并基于FW-H声类比方法,利用Acoustics模块精确求解远场气动噪声。结果表明:升力系数大于0.8时,Gurney襟翼能明显增大翼型升力系数,但阻力系数也显著增大;襟翼高度小于3%弦长时,失速攻角明显增大;襟翼高度大于3%弦长时,升力系数增幅减小,阻力系数增幅增大,且气动噪声急剧增加,翼型声辐射特征呈现偶极子声场的特点。     

叶片前缘开缝对离心风机气动及噪声的影响研究

将前缘缝翼思想运用到离心风机中,研究了叶片前缘开缝设计参数对离心风机内部流场及其声辐射的影响规律。研究表明:叶片前缘开缝使气流通过狭缝得到加速,抑制后叶片吸力面边界层分离;同时,开缝设计使叶轮内部压力脉动明显减弱,降低离心风机气动噪声源强度,存在最佳开缝参数组合使离心风机流动与降噪效果达到最佳;设计工况下,当开缝位置L/C=0.30,前叶偏转角θ=4°,且前、后叶片最大相对厚度相等时,离心风机全压提高7%,效率提高2%,其远场噪声各测点总声压级平均下降3.5 dB。     

电站锅炉冷热一次风道改进及一次风流场均匀性分析

为了解决安徽淮南某电厂中速磨煤机前一次风道动压、静压和温度分布不均造成一次风量测量不准的问题,对冷一次风道加装混流器和在混合段弯头加装导流叶片,利用数值模拟软件FLUENT,采用Realizable k-ε湍流模型对该厂4种工况(40%THA、50%THA、75%THA和100%THA)下一次风道内流动进行模拟,根据传递误差公式分析动压和温度均匀性对风量测量的影响。结果表明:一次风道经过改进,4种工况下动压相对标准差在40%THA时最大降低5.1%,在50%THA和100%THA最小降低3.1%;温度相对标准差在40%THA时最大降低3.8%,在100%THA时最小降低1%;4种工况下测量面的动压和温度均匀性都有所提升;流量的传递误差在50%THA时最大降低0.902 kg/s,在40%THA时最小降低0.377 kg/s,检测点处流量偏差除40%THA减小不明显外,其他3种工况减小显著。     

基于有限元法的漂浮式风力机Spar平台动态响应分析

以美国可再生能源实验室(NREL)的5 MW漂浮式风力机和Spar平台为参考模型,采用有限元分析法分析了Spar平台的波浪载荷频域特性,包括对振幅响应算子、绕射力和F-K力频域动态响应分析,并对比了三种波浪谱(P-M谱、JONSWAP谱和Wen’s谱)海况下的时域响应.结果表明:Spar平台载荷峰值出现在低频波浪作用下,且响应明显,而随着频率的增大,其值逐渐减小;在P-M谱和Wen’s谱作用下的平台动态响应无明显差异,且两者的振幅和周期大致相同,而在JONSWAP谱作用下的平台动态响应最小,但其往复周期小,频率大,使得系泊系统承受较大的周期性张力.     

冲击射流预混火焰的数值模拟

采用FLUENT软件,选择标准k-ε模型、RNG k-ε模型、低雷诺k-ε模型（Abe-Kondoh-Nagan）对停滞板燃烧器内冷态流场进行数值模拟,然后将模拟结果和实验结果进行比较。结果表明,RNG k-ε模型和AKN（Abe-Kondoh-Nagan）模型得到的结果与实验结果比较接近。用RNG k-ε模型和Abe-Kondoh-Nagan模型对停滞板燃烧器的预混燃烧进行数值模拟,通过与实验结果的比较,评价了两种湍流模型对停滞板预混燃烧的数值预测能力。     

不同冲角下汽轮机拉筋气动损失系数的计算

采用Fluent软件对装有圆柱拉筋的平面叶栅进行了数值模拟,主要研究了圆柱拉筋引起的平面叶栅气动性能的变化以及叶片冲角对装有圆柱拉筋的平面叶栅的影响,计算了不同冲角下拉筋引起的损失系数,并与前人所做的实验结果吻合较好。结果表明:拉筋促使吸力面的流动分离加剧,使得吸力面附近的流动异常复杂。关于拉筋中心线形成上、下一个高损失涡对,在该处气流欠偏转;而在这个涡对中间的流体马赫数较高,气流呈过偏转。