甲烷自热重整的燃气轮机新循环热力学分析

提出了甲烷自热重整的新型燃气轮机循环.首先建立数学模型,通过平衡常数的计算来分析燃烧室反应平衡;并据此研究了燃气轮机循环性能指标的变化.结果显示:在相同燃料量的条件下,新循环与简单循环相比,热效率得到大幅提高,循环比功也增大.原因主要是新循环消耗的空气量较少,因此压气机耗功小;同时由于重整反应生成的混合气体组分中多了C...     

应用甲烷自热重整技术的燃气轮机循环火用分析

提出了一种应用甲烷重整技术的燃气轮机新循环。首先,根据系统的工作过程,应用热力学平衡方法分析燃烧室反应的热平衡;其次依据热力学第二定律,研究了燃气轮机新循环火用效率的变化趋势。结果显示:新循环燃烧消耗的甲烷量小于供给量,与CO2和H2O重整消耗的甲烷量的变化趋势与反应平衡常数的大小有关。在相同燃料量的条件下,与简单循环相比,新循环的火用效率得到大幅提高,涨幅为5.05%-15.57%。     

微细腔内甲烷-湿空气重整特性试验与数值模拟

针对甲烷-湿空气在微细腔内的自热重整,建立了直径为2mm的微细直管试验系统,采用试验研究和三维数值计算两种方法分析了微反应器内甲烷-湿空气自热重整转化特性,并重点分析了反应温度、原料气组分比例变化对重整反应中甲烷转化率和氢气产率的影响.结果表明：在相同的甲烷流量工况下,随着温度的升高以及空/碳比和水/碳比的增大,甲烷转化率和氢气产率均增大,其中空-碳比对甲烷转化率的影响比对氢气产率的影响大;进气质量流量较小的体系比较大的体系在重整产氢方面的效果好.试验和数值模拟得到的结果比较一致.     

非平衡等离子体重整甲烷的动力学机理

采用数值模拟和实验研究相结合的方法研究了非平衡等离子体重整甲烷的动力学过程,结合实验数据,建立了低温下非平衡等离子体重整甲烷的详细反应动力学机理.与实验结果相比,该动力学机理可准确预测甲烷重整反应中甲烷转化率及各产物选择性的变化趋势.通过模拟研究了甲烷的放电特性,根据建立的机理研究获得反应路径并对积碳进行了深入分析,为等离子体与催化剂协同甲烷重整反应的机理研究奠定基础.     

生物质气微型燃气轮机运行性能分析

为研究生物质气微型燃气轮机的运行性能,构建了微型燃气轮机模型。基于C60微型燃气轮机的设计数据,首先以天然气为燃料,验证了模型的合理性。然后以沼气、松木气和干牛粪气等生物质气为燃料,在机组输出功率为60 kW及燃烧室出口温度为1 145 K两个工况分别得到燃气轮机的主要输出参数。结果表明：维持燃气轮机输出功率为60 kW时,所需生物质气流量增大,燃烧室出口温度降低,压比增大,压气机耗功减少,机组效率提高;维持燃烧室出口温度为1 145 K,燃料流量增加,引起燃气流量增大,透平的输出功增多,机组输出功率和机组效率增大;燃料初温从300 K升高到700 K,当保持额定输出功率时随着燃料初温上升机组热效率增大;当保持额定燃烧室出口温度时,随着燃料初温上升燃料流量减少,机组输出功率和机组热效率降低。     

微通道尺寸对甲烷蒸汽重整性能的影响

联合使用可计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMKIN4.0和CFD软件,对平板微反应器中Ni催化剂涂层上的甲烷蒸汽重整制合成气进行了数值计算,并结合表面活性组分的分布分析了微通道长度、高度对蒸汽重整性能的影响.计算结果表明:甲烷蒸汽重整受CO(S)的解吸速率控制;反应通道高度减小,从而减少反应物和产物在通道中扩散所需要的时间并增大反应控制组分CO(S)的表面覆盖率,使得甲烷的转化率和产物中的氢含量提高;反应通道长度增大,反应物与催化剂的接触时间延长,甲烷的转化率和氢含量提高.这对进行微通道甲烷蒸汽重整的实验研究以及平板微通道反应器的设计和优化提供了理论依据.     

甲烷快速部分氧化重整试验研究

采用常规浸渍法制备了Rh/α-Al2O3催化剂,建立了甲烷快速部分氧化重整试验体系。通过控制变量法,考察了甲烷快速部分氧化重整反应中反应条件参数(CH4/O2、反应气体预混合温度、空速)变化对反应物的转化率、反应产物及分布的影响。试验结果表明,在试验条件下,CH4的转化率始终大于85%,O2转化率接近100%,CO的选择性为85%左右,H2的选择性为40%～60%。反应过程大致为催化剂入口处的部分氧化反应和下游的水蒸气重整,大部分的CO由部分氧化产生,而H2的产生受水蒸气重整反应的影响较大;随着反应温度的上升,CH4的转化率上升,CO,H2的选择性也上升;随着空速的增大,H2的选择性减小,表明甲烷催化部分氧化反应是一个受传质控制的反应。     

催化微燃烧室内氢气/空气预混合燃烧特性

采用实验方法和数值模拟对微尺度催化燃烧室内氢气/空气预混合燃烧过程进行了研究.通过实验对不同工况下燃烧室内的反应类型进行界定,并分析了各反应类型下的燃烧特性.采用氢氧气相反应动力学和表面反应机理进行数值模拟,获得了燃烧室内各组分的变化规律.结果表明:随着当量比的改变,催化燃烧室中的耦合反应与纯表面反应之间会发生相互转变现象,且耦合反应的外壁面温度始终高于纯表面反应的外壁面温度;当燃烧室内发生耦合反应时,燃烧室的壁面温差随当量比的增大而增大,而发生纯表面反应时,随当量比的增大而减小;耦合反应中的气相反应强度随着当量比的增加变得更剧烈,且对表面催化反应的影响更明显;燃烧室内发生耦合反应时的燃料转化率始终高于仅发生纯表面催化反应时的燃料转化率.     

沼气成分对微型燃气轮机燃烧室影响的数值分析

为了探究沼气成分的变化对微型燃气轮机燃烧室性能产生的影响,对微型燃气轮机环形燃烧室在不同成分沼气条件下的流动及燃烧过程进行了数值分析,得到了燃烧室内部的压力、温度及污染物生成量等参数,并对比了在不同甲烷含量的沼气下,燃烧室燃气侧的来流参数、内部温度和污染物分布以及出口参数的变化。计算结果表明:为保证微型燃气轮机的热负荷,燃气中甲烷含量的降低将增大燃气侧的流量以及压力。而燃气中二氧化碳含量的增加,增大了燃烧室内的高温区域面积以及温度梯度,并影响了燃烧反应的充分进行,增加了NO_x与CO的生成量。     

结构型载氧体固定床化学链重整制氢的实验研究

采用浸渍法制备球形与拉西环形两种不同结构型Ni基载氧体,用于甲烷化学链重整制氢反应。在固定床中考察反应温度、进气水碳物质的量的比和空速对载氧体活性及稳定性的影响,并对比研究两种不同结构型载氧体的性能。结果表明：两种载氧体均可以保持较好的活性,相对而言球形载氧体更易积碳。在800 ℃以上时两种载氧体均具有较高的甲烷转化率及产物选择性,拉西环形载氧体在高温下性能下降得较慢。过高的水碳物质的量的比会抑制重整反应的进行,但拉西环形载氧体在高水碳物质的量的比下仍能保持较高的产物选择性。随着空速的增大,拉西环形载氧体的甲烷转化率降低,而对球形载氧体来说,当空速在3 500 h^?1左右时甲烷转化率和氢气产率均最高。经过20次循环稳定性测试,两种载氧体颗粒均出现了不同程度的积碳烧结,其中拉西环形载氧体结构保持得较好,积碳在氧化阶段能被部分清除。     

Unerroric of control of mutual compliance of the efficiency of hydrogen engines of unmanned vehicles in the conditions of mass production

The issues related to the reliability of hydrogen engines of unmanned vehicles and increasing the efficiency of using hydrogen as fuel when using the method of its production during the decomposition of hydrogen-containing molecules of liquid-phase organic compounds in a plasma discharge under the action of intense ultrasonic exposure are considered. Experiments have shown that as a result of decomposition in the acoustoplasma discharge of liquid hydrocarbons, solid-phase carbon-containing products are formed, chemical transformations occur in the liquid phase and hydrogen-containing combustible gas is formed. Hydrogen-containing gas can be used as fuel immediately after synthesis, i.e. it does not require separation, since in addition to hydrogen it contains only impurities of CO₂ and water vapor. The purpose of the study is to formalize the basic conditions for tightening the control of mutual compliance with the efficiency of hydrogen engines of the same series in the conditions of their mass production. Methods of mathematical statistics and hardware-software modeling were used in the study. The term “unerroric of quality mutual compliance control” is introduced to describe a set of hardware and software tools for such control. The principle of in-depth testing of the technical condition of such engines of one series is described in a multidimensional formulation of the quality control problem for three of their operating parameters at once. The conditions for increasing the mutual correspondence of the measured values of such parameters in the conditions of serial production of hydrogen engines are formalized.     

MgO膨胀剂细度对MgO水化和水泥浆体膨胀的影响

基于《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》中的Ⅰ型氧化镁（MgO）,研究了该型MgO膨胀剂（MEA）细度对掺粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响。即采用X射线衍射分析(XRD)及同步热分析（TG DSC）分析了掺MEA水泥浆体中MgO的水化性。结果表明,养护温度相同时,MEA的细度对水泥浆体内MEA中MgO的水化和水泥浆体的膨胀无显著影响,产生的膨胀均能补偿水泥浆体的收缩;MEA的细度可从试验设计采用的45 μm筛筛余15%左右增加到30%左右,这将有利于MEA生产企业的节能降耗。     

小型锅炉烟尘测试时锅炉出力的计算

锅炉烟尘测试时，必须对锅炉出力进行测试。但监测中，许多小型锅炉往往不具备相关的计量装置和仪表，为解决这一问题，文章提出了用烟气量和空气过剩系数来计算锅炉的出力的公式，在实际使用中，该方法简单易行，其结果和实测值具有很好的一致怀。     

生物质催化热裂解技术的研究进展

生物质催化裂解是生物质热化学转化的一种重要途径。综述了生物质催化热裂解技术使用的反应器、催化剂类型,以及催化热裂解过程中热裂解温度、吹扫气、升温速率、生物质原料等条件的影响,展望了生物质催化热裂解技术的发展趋势。     

燃烧流化床气泡能量分布模型

应用瞬态谱分析方法对燃烧流化床声波信号进行了频谱分析,发现气泡能量分布呈Ｇａｍｍａ分布形式,在Ａｒｇｙｒｉｏｕｓ和Ｙｏｓｈｉｄａ等人提出的模型的基础上,发展了燃烧流化床气泡能量分布模型,并通过优化迭代对模型参数进行求解,在实验和理论的基础上得出了更加切合实际的燃烧流化床气泡能量分布模型     

汽油特性参数间的关系分析

汽油的特性参数对汽油机的燃烧和排放具有重要影响。通过对市售汽油特性参数间关系的统计分析，得到了汽油密度同汽油的平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比之间的线性关系式。这些统计关系式可用于由测量的汽油密度值推测汽油平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比等，还可用于改善汽油机热计算精度和汽油机空燃比的测量、控制精度。     

促进城镇生活污水处理装置产业化

城镇生活污水处理装置是由农村户用沼气地发展演变而来，是一种小型、分散化处理污水的装置 ，是环境建设的需要。文章着重从我国环保政策及目标、生活污水造成的污染状况、急需整治的公共设施、生活污水净化装置的演变以及社会经济效益和环境效益等方面，阐述了其产业化的重要性。     

汽轮机零件防锈性能的改善

介绍了汽轮机零件的封存特点、防锈要求及防锈油性能对比试验的方法，通过对试验结果的对比分析，客观验证了各种防锈油的性能。试验表明，只有选择了合适的防锈油，才能保证汽轮机零件长期封存的质量。     

铁路干线机车车门的发展综述

车门是机车车体的重要部件,是司乘、维修人员的通道口,它具有分隔空间、密封防雨、隔音消音、保温隔热等功能,紧急情况下作为逃生救护通道。通过回顾大连机车车辆有限公司使用过的铁路干线机车车门,浅析其结构特点,并对比介绍了近年来新开发的两种铝合金结构车门。     

Investigation of effect of variation of cycle parameters on thermodynamic performance of gas-steam combined cycle

The paper deals with second law thermodynamic analysis of a basic gas turbine based gas-steam combined cycle. The article investigates the effect of variation of cycle parameters on rational efficiency and component-wise non-dimensionalised exergy destruction of the plant. Component-wise inefficiencies of the combined cycle have been quantified with the objective to pin-point the major sources of exergy destruction. The parameter that affects cycle performance most is the TIT (turbine inlet temperature). TIT should be kept on the higher side, because at lower values, the exergy destruction is higher. The summation of total exergy destruction of all components in percentage terms is lower (44.88%) at TIT of 1800 K & r_p,c = 23, as compared to that at TIT = 1700 K. The sum total of rational efficiency of gas turbine and steam turbine is found to be higher (54.91%) at TIT = 1800 K & r_p,c = 23, as compared to that at TIT = 1700 K. Compressor pressure ratio also affects the exergy performance. The sum total of exergy destruction of all components of the combined cycle plant is lower (44.17%) at higher value of compressor pressure ratio (23)& TIT = 1700 K, as compared to that at compressor pressure ratio (16). Also exergy destruction is minimized with the adoption of multi-pressure-reheat steam generator configuration.