新型风力/洋流涡轮气动及引射特性

为高效开发利用低品位风能和洋流能,采用涡扇发动机喷管引射技术,设计含有单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮,给出一种波瓣引射器的参数化方法,并基于CFX软件RANS方程和k-ε湍流模型数值研究涡轮气动和引射特性.结果表明:含单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮可将其转子四周流过的能量通过波瓣引射器引入涡轮后侧,通过流向涡和正交涡共同产生的抽吸作用,降低涡轮转子后侧被压,使有效做功速度增大约1.4倍,等效于提升了能量的品位.在2~6 m/s的风能和2~4 m/s的洋流能利用方面,含单级涡轮和波瓣引射器结构的风力/洋流涡轮功率曲线与来流速度成指数增长,流通能力增大32.70%~35.33%,在低速工况能量利用率可达66%~77%.     

大焓降静叶片设计思想的低速实验验证

在低速风洞上,采用扇形叶栅试验模型,试验验证了哈汽公司低展弦比大焓降静叶片的设计思想.试验结果表明,哈汽公司的设计理念是:沿全叶高采用类似“鱼头”的流线型叶型前缘,在不存在横向二次流动的叶展中部采用前加载叶型,在横向二次流强烈的叶栅两端采用后加载叶型,同时将两类叶型沿叶高采用尾缘正弯积迭.这样设计得到的大焓降静叶片气动性能优良,沿轴向流动损失呈直线型均匀增长,并对气流冲角有较强的适应性.     

捆扎催化填料的流体力学性能研究

主要对捆扎催化精馏填料进行了流体力学性能研究。以空气-水为介质,在Φ450×1500的有机玻璃塔中进行实验。分别获得了填料层压降、持液量与气相动能因子之间的关系曲线,并回归出塔压降以及泛点气速的关联式。为工程设计提供了基础数据。     

超临界二氧化碳高压涡轮气动设计及性能

为建立高性能超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环系统,基于西安热工研究院的5 MW等级SCO2火力发电试验平台的高压涡轮设计参数,采用基于Denton损失模型的自编一维涡轮设计程序、AXIAL软件及AXCENT软件设计了2级轴流超临界二氧化碳涡轮,采用CFX软件RANS方程与NIST的真实超临界二氧化碳工质物性数据相结合的数值方法,研究了超临界二氧化碳高压涡轮设计工况和变工况气动特性.结果表明:综合考虑高设计参数下的超临界二氧化碳涡轮辅助系统的可实现性,选择两级轴流直叶栅涡轮设计方案,经叶型优化后可实现两列涡轮静叶的总压损失约为0.042,第1/第2列动叶栅相对总压损失为0.050和0.064,叶片的根部、中部和顶部流场的马赫数分布合理.考虑动静叶泄漏掺混损失的高压涡轮的等熵效率可达到84.88%,轴功率3 251 k W,涡轮变工况性能良好.     

超临界二氧化碳涡轮叶栅端壁附面层分层流动现象研究

为了深刻揭示涡轮叶栅湍流附面层中的黏性底层和对数律层在叶栅内分层流动的特征,本文以超临界二氧化碳涡轮高压静叶栅下端部为研究对象,采用ANSYS CFX软件基于雷诺时均NS方程和sst湍流模型对叶栅流场进行数值模拟,通过采用流谱分析和流向涡量分析方法进一步研究不同轴向和周向截面上的端部附面层流动细节,揭示了黏性底层流体和对数律层流体在叶栅内分层流动的机理。结果显示:超临界二氧化碳静叶栅端壁附近微小区域内不同径向高度回转平面的流谱存在明显差异,该差异表明湍流附面层内的黏性底层、对数律层和主流流体的运动轨迹各不相同,叶栅端壁附面层内存在分层流动现象;黏性底层流体和对数律层流体在通过叶栅流道时获得了相反的流向涡量,这一特征与叶栅内的涡系形成有关。     

大焓降动叶设计思想的低速静态实验验证

在哈工大推进理论与技术研究所的静态低速风洞上,采用扇形叶栅试验模型,验证了应用于高中压缸的大焓降动叶的设计思想.试验结果表明,伴随几何折转角的增加,从叶根至叶顶采用由后加载向前加载逐渐过渡的具有“鱼头”型前缘的叶型,提高了动叶对气流冲角和沿叶高负荷变化的适应性,降低了轮毂区的横向二次流损失.大焓降动叶和传统设计动叶相比,前者的几何折转角高于后者,但在相同的实验条件下两者的气动性能相当.     

利用BP人工神经网络预测天然气中重组分对净化装置的影响

由于天然气中的重组分会对脱硫装置的运行效果及产品气气质造成影响,这一实际生产问题需要得到有效的解决。在MDEA溶液吸收性能评价装置上测定了不同条件下的MDEA溶液吸收性能,系统地研究了不同重组分对MDEA溶液吸收性能的作用规律,采用多因素方差分析筛选了关键因素,以判定其影响程度的大小,并采用人工神经网络建立了天然气中重组分不利影响的预测模型。结果表明:天然气中的重组分i-C_5、C_6、C_7、C_8和C_(10)对MDEA溶液吸收能力具有十分显著的影响,它们均属于BP神经网络预测模型的有效输入信号,模型预测值与真实值较为近似,BP人工神经网络表现出良好的准确性和稳定性。因此,利用BP人工神经网络能够准确、可靠地预测天然气中重组分对MDEA溶液吸收性能的不利影响。     

天然气低温甲醇洗净化工艺技术应用研究

根据低温甲醇洗脱硫、脱碳的工艺在煤制气净化领域的应用,将低温甲醇洗工艺应用于天然气净化工艺研究,采用Unisim软件对300×10~4m~3/d天然气净化装置采用低温甲醇洗工艺进行了计算,用详实的计算数据证明,低温甲醇洗用于天然气净化装置是可行的。