旋流燃烧室中NO排放的数值计算

采用数值模拟的方法研究了旋流燃烧室中旋流数对NO排放的影响，其中湍流采用修正的k-ε模型，燃烧采用EBU-Arrhenius模型，NO的生成包括热力NO和瞬发NO，采用设定的PDF模型．计算结果表明，随着入口旋流数的增加，旋流燃烧室中的高温区移向入口，火焰长度缩短，宽度增大；NO排放量先增加，后减小．因此，适当调整燃烧室的旋流数可以降低NO排放。     

缩口四角ω形燃烧系统的研究

本文在缩口四角ω形燃烧室的设计及试验的基础上,阐述了紊流扰动对燃烧过程的影响。指出在燃烧室设计中运用紊流运动,注意燃烧室、进气涡流与喷油规律恰当的配合,在保持小型直喷式柴油机经济性好的同时降低排放中的有害成份是可以做到的。     

煤燃烧过程中氮氧化合物的生成及排放控制

针对煤燃烧过程中排放的氮氧化物 ( NOx)对大气造成的污染情况 ,讨论了煤燃烧过程中 NOx 的生成机理 ,简要介绍了目前燃煤过程中 NOx 排放的控制技术 ,指出了燃煤在工业应用中存在的问题及解决对策 .     

冷流比对涡流管内部流场影响的数值研究

为了探究不同冷流比对于涡流管内部流动的影响，课题组建立了涡流管的三维模型，在进气压力为0.38 MPa工况下，采用了Standard κ ε 模型对涡流管内的气体流动进行稳态数值模拟，获得了不同冷流比条件下的速度、压力以及温度变化趋势。研究结果表明：热端管内的能量分离主要集中在其前部靠近涡流室的位置，且在同一管径截面上，径向外层旋流具有更高的静压和温度；相对于低冷流比时，高冷流比的静压值和温度值更高；此外，在高冷流比时回流边界层范围进一步扩张，滞止点位置更接近于热端出口，增大了内外旋流的能量交换面积，有利于热流温度的提升，但会减弱涡流管整体的制冷效果。     

喷雾式天然气水合物储气系统的实验研究

利用自行设计的喷雾式天然气水合物储气实验系统,研究了喷雾强化措施下的水合物制备所形成水合物的形态特征,考察在不同初始压力和初始温度条件下水合物形成过程的压力变化特性及其对水合物生成速率和生成量的影响,并且分析和比较了间歇进气与连续进气两种不同进气方式下水合物的生成特性.实验结果表明,初始压力越高、初始温度越低,反应生成水合物的速率越快,生成的量越多;在进气方式比较方面,连续式进气生成水合物的速率比间歇式进气要快,能耗要低,因而连续式进气比间歇式进气具有更好的速率和效率.     

飞行器简化模型热管理系统的非稳态仿真

针对某简化的飞行器模型提出了一种以燃油、隔热毡和蒸发冷却液同时作为机体热沉的机载综合热管理方案,建立了包括结构热防护、设备舱、燃油和液体蒸发制冷系统的热管理系统。在此基础上采用一维热流体仿真软件Flowmaster构建了该系统的仿真网络模型,并进行了飞行器热管理非稳态仿真。仿真结果表明:该热管理方案可以有效地实现飞行器超音速飞行时的温度控制;在典型仿真条件下,设备舱气温首先迅速上升,然后分别被控制在约70℃和100℃;燃油温度在前280 s上升逐渐加快,然后缓慢上升,最终达到约65℃,此时燃油耗尽;隔热毡温度在前50 s内快速上升,之后基本稳定不变,内外表面温差大于140℃。     

旋流燃烧室内三维等温流场研究

采用三维RNG κ-ε湍流模型进行了旋流燃烧室内等温流场的数值模拟，给出了旋流燃烧室内不同截面位置速度分布的计算结果．数值模拟结果与文献中实验数据的比较表明，两者符合较好．该燃烧室采用叶片式旋流器并配置一次和二次空气径向射流．比较了一次空气射流和二次空气射流对燃烧室内流场的影响．研究结果表明，经旋流器进入燃烧室的旋转气流和一次射流空气在燃烧室头部形成回流区，这将有助于缩短火焰长度和稳定燃烧．一次空气射流深度几乎达到燃烧室中心，有利于气流的混合并增大回流量；二次空气射流深度较浅，其对燃烧室内流场的影响较小，     

某柴油发动机缸内燃烧的数值模拟及优化分析

采用基于克里精(Kriging)代理模型的混合多目标梯度优化算法(HMGE),通过FLUENT软件平台,对柴油发动机燃烧过程进行了多目标优化,优化变量为缩口率、余隙高度、凸台高度、喷油锥角,优化目标为平均温度、平均压力、碳烟(Soot)排放、氮氧化合物(NOx)排放。完成多目标优化计算后,应用数据挖掘的总变差分析方法(ANOVA)和自组织映射分析方法(SOM)对优化变量和优化目标函数进行定性和定量分析,揭示出优化变量与优化目标之间的相互关系。分析结果表明:较好的动力性能需要较小的缩口率和较小的余隙高度;较少的碳烟排放需要较大的余隙高度,较低的氮氧化合物排放需要较小的凸台高度和较小的缩口率。     

固体火箭发动机壳体的模态分析

不稳定燃烧是固体火箭发动机的一种不正常的工作状态,这种不稳定燃烧可使燃烧室压强振荡的振幅达到相当大的量级,使发动机产生强烈的振动,可能使燃烧室壳体或推进剂装药受到破坏,从而引起发动机爆炸.利用大型有限元分析软件AN SY S对固体火箭发动机壳体进行了模态分析,并获得了对其强度和性能影响强烈的频率,此结果对研究固体火箭发动机的动力学特性及不稳定燃烧进行了理论分析、预测和防止压强发生振荡具有重要作用.     

浅述燃气轮机的进气冷却技术

燃气轮机的性能与其所处的环境温度密切相关。当环境温度上升时 ,空气密度较小 ,由于燃气轮机是定容式动力机械 ,从而导致流过压气机和透平的质量流量减少 ,引起燃气轮机的出力下降。通常这种出力上的减小恰恰发生在电网最需要电力的时候。透平出力的降低可通过冷却压气机的进气而避免。燃气轮机的进气冷却是增加其出力的最有效的方法。本文的目的是介绍和讨论进气冷却的各种方法 ,影响其经济可行性的各种重要因素以及设计条件的选择原则。对蒸发冷却 (将进气冷却至接近湿泡温度 )和制冷冷却 (将进气冷却至湿泡温度以下 )这两类进气冷却方式进行了讨论 ,并介绍了几个成功地实施进气冷却的燃气轮机电站项目     

旋流燃烧室内湍流流动的PIV实验研究

建立了微型燃气轮机旋流燃烧室实验台．采用二维粒子图像测速技术(PIV)测量了旋流燃烧室火焰筒内冷态速度场．旋流燃烧室主要由3个旋流器和1个侧壁开有测试视窗的圆筒段组成．在空气流量为0．114m^3／s的工况下，得到了燃烧室火焰筒内气体时均切向速度分布及旋流燃烧室火焰筒中心截面和不同轴向横截面位置的速度矢量分布图．实验结果及其分析为旋流燃烧室的数值模拟计算和进一步的实验研究提供了基础．     

提高非直喷柴油机热力学模型模拟精度的途径

本文探讨了非直喷式柴油机零维热力学模型计算精度的有关问题．指出了合理选择主、副室的代用燃烧函数和正确确定主、副室间连接通道瞬态流量系数，是提高模拟计算精度的有效途径；并在S195涡流室柴油机上得到实际验证．     

用氢作涡流室柴油机副燃料的可能性研究

用 S195柴油机为试验样机,采取在进气过程中吸入少量氢气的方法,通过台架试验及分析,探讨了用氢作为涡流室柴油机副燃料的可能性及其实用价值。结果表明,吸入副燃料氢能显著改善燃烧,提高发动机性能,但保证性能良好的许用吸氢量具有一定限度,并存在最佳值;用氢作副燃料时,仅需适当增大涡流室通道截面比,而无需变动燃烧系统其它参数,即可获得较好效果。     

火烧油层注气加热过程的模拟计算研究

在火烧油层的注气加热过程中,需要根据点火需求优化注气参数。考虑了空气在井筒、油层的流动及换热过程,包括空气进入油层的混合过程、水蒸发进入空气和湿空气降温后凝结为水的组分及相态变化、油层之间的导热过程,建立了相应的瞬态模型,提出了基于龙格库塔法的求解方法。利用该模型及求解方法进行了模拟注气验证,并用于油田的实际火烧油层点火过程的监测系统。研究表明：点火过程中加热带扩展速度非常有限（6 d 后加热带半径仍小于0.6 m）,并且受油层中含水率影响较大,加热带温度主要受电加热器功率和注气速度影响,受注气时间长短影响较小。点火过程中应保持电加热器功率和注气速度稳定。     

涡流室式柴油机连接通道流量系数的研究

本文建立了计算涡流式柴油机连接通道流量系数的热力学计算模型和二维数值计算模型.首次精确地计算出连接通道流量系数随曲轴转角的瞬时变化规律.研究和分析了通道结构参数和发动机运转因索对流量系数的影响,所建立的计算模型及其计算结果,对于改善和提高涡流室式柴油机性能,进一步提高其工作过程的计算精度具有重要意义。     

旋流式气化炉冷态流场数值模拟研究

为探究一种新型旋流式气化炉冷态流场分布特性及内部结构对其流场的影响,应用计算流体力学( CFD)软件 FLUENT对该气化炉进行三维数值模拟分析。采用RNG K-8湍流模型,通过多点测压实验,对模拟结果进行验证,并且 采用不同的开孔率及旋流片角度组合分析气化炉内部结构对其流场的影响。结果表明：模拟和测压实验结果较为一致; 旋流式气化炉内气流主要做螺旋上升运动;栅板开孔率大小主要影响气化炉内压降、轴向速度以及湍流强度;而旋流片 角度则主要影响切向速度及湍流强度分布。新型旋流式气化炉内部栅板旋流片结构可增加气化反应速率及反应停留 时间,有助于气化反应的进行。     

涡流室柴油机主燃烧室新型结构设计

本文介绍一种涡流定柴油机主燃烧室新型结构设计方案，即在缸盖底平面开设从通道口将燃气引向进、排气门凹坑的导流槽的新结构。并给出了在S195柴油机上的试验结果。试验表明，新型结构设计能明显改善高负荷及超负荷时的经济性．     

燃烧室内同向多股大速差射流的流动特征

采用冷态模型试验的方法,以自行设计的低热值煤气烧嘴为对象,研究了其同向大速差射流燃烧室内气流的流动特征。结果表明:环状多股高速空气流对中心低速煤气流的强烈引射卷吸以及少量一次风造成煤气射流的一定程度的旋转将产生很大的负压区和回流区,有利于实现空气和煤气的均匀混合与稳定燃烧。     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.