旋流对天然气高温空气燃烧特性影响的数值模拟

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个新型轴向旋流式单烧嘴燃烧室内天然气的高温空气燃烧特性进行了数值研究。采用数值模拟的方法研究了同心式轴向旋流燃烧器（HCASbumer）中螺旋肋片的旋转角度对燃烧特性的影响,其中湍流采用Reynolds应力模型,气相燃烧模拟采用β函数形式的PDF燃烧模型,采用离散坐标法模拟辐射换热过程,NOx模型为热力型与快速型。计算结果表明,对预热空气采用旋转射流时,能明显降低NOx生成量。对于HCAS型燃烧器,随着空气射流旋转角度的增大,燃烧室内的回流区域增大增强,降低了局部的氧体积分数分布,燃烧室中平均温度和最高温度都有所增加,且燃烬程度大幅度提高,而局部高温区缩小,只在靠近入口处出现。总的NOx排放量随着空气射流旋转角度的增大先减小,后增大。因此,适当调整肋片的旋转角度可以降低NOx生成量。     

旋流对高温空气燃烧影响的模拟研究

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个同心式轴向旋流高温空气燃烧器单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了模拟研究。湍流输运方程采用RSM模型,气相燃烧模型采用函数的PDF燃烧模型,辐射换热过程采用离散坐标法模拟,NOx模型为热力型。以天然气为燃料,在预热空气温度为1 273 K,空气含氧量为8%。燃烧总过量空气系数为1.1的条件下,进行了数值模拟计算,讨论了旋流角度和燃烧器的螺旋伸展长度等参数对NOx排放、局部温度、氧浓度和CO浓度分布等的影响。结果表明,旋流燃烧器能进一步降低NO排放,使燃烧更加完全。当螺旋肋片伸展因子R=2,燃料/空气速度比a=1.09,旋流角度θ=180°时,NO排放浓度最小,出口NO的摩尔分数为12.9×10-6,出口CO的摩尔分数为29×10-6。而当旋流角度θ=0°时(直射流),出口NO的摩尔分数为31.7×10-6,出口CO的摩尔分数为372×10-6。     

射流间距对高温空气燃烧影响的数值研究

以高温空气燃烧技术为应用背景,对多股射流燃烧器的燃烧特性进行了数值模拟,讨论了燃料与空气射流喷口间距对燃烧特性的影响.采用标准的k-ε双方程模型计算流场,采用β函数的PDF燃烧模型计算气体燃料的燃烧,采用离散坐标法模拟辐射换热过程.NOx模型为热力型NOx,炉膛尺寸为800mm×800mm×1400mm,燃料喷口为圆形,直径为10mm,位于中心.空气喷口设计为5个等面积的圆形置于燃气喷口周围.计算结果表明,由于射流之间的相互作用,在炉膛后面存在回流区.烟气的回流一方面加强了燃料和空气的混合,使温度分布更为均匀,同时改变了炉膛空间内的燃料和氧的浓度分布,从而影响燃烧强度和NOx的局部生成.当燃料射流喷口与空气射流喷口的间距增大时,能有效地延缓燃料和空气的混合,烟气回流将会增加燃烧室内气体的混合程度,降低燃烧室内局部氧浓度,有利于扩大低氧区域,扩大燃烧区域,并且使炉膛温度变得均匀,减少局部高温区,降低NOx的生成.I=2.5时的NOx排放浓度为45×10-6.     

燃烧空气散布角对高温空气燃烧影响的数值研究

以高温空气燃烧技术为应用背景,对多股射流对炉内燃烧特性的影响进行了数值模拟,讨论了燃烧空气散布角对燃烧特性的影响。采用标准的-双方程模型计算流场,气相燃烧模型采用函数的PDF燃烧模型,采用离散坐标法模拟辐射换热过程,NOX模型为热力型NOX,燃烧室尺寸为800mm×800mm×1400mm,燃料喷口为圆形,直径为10mm,位于中心。空气喷口设计为5个等面积的圆形置于燃气喷口周围。计算结果表明,由于射流之间的相互作用,在炉膛内存在回流区。烟气的回流一方面加强了燃料和空气的混合,使温度分布更为均匀,同时改变了炉膛空间内的燃料和氧的分布,从而影响燃烧强度和NOX的局部生成。燃烧空气散布角越小,燃料、氧以及燃烧后的高温烟气等的混合越充分,燃烧越稳定,低氧区域扩大,温度分布均匀,局部高温受到抑制,局部NOX的生成减少。较大时,喷嘴布置接近于同轴射流,高温烟气的回流主要起到稳定燃烧的作用,而周向的低氧条件将不复存在,低氧燃烧将转化为强化燃烧。在15%的氧条件下,=120°时与=360°相比,NOX排放量可减少65%。研究结果对高温空气燃烧喷嘴结构设计及运行管理具有参考价值。     

新型低NOx排放高温空气燃烧的数值研究

通过数值模拟对燃料射流环绕空气射流的五喷口高温空气燃烧的燃烧特性进行了研究.详细阐述了燃烧室内燃烧温度和燃烧组分的分布情况,并对NOx生成及其影响因素进行了分析.结果表明:燃烧室出口可燃物浓度低于0.1%,燃烧反应完全;燃烧反应主要发生在燃料射流包围的圆柱体内,沿射流方向,燃烧逐渐向空气射流方向扩大,燃烧过程缓慢,并在燃烧室后半段稳定燃烧;NOx主要在燃烧室的高温区域形成,降低燃烧室内高温区域的氧气浓度是抑制燃烧过程NOx生成的关键,在燃烧室入口附近,NOx的生成受燃料射流的入口温度影响较大.     

外直流内旋流同轴射流和二次风平行射流组燃烧器流动特性的研究

某电厂410 t h燃油锅炉改烧水煤浆的改造工程中,采用了外直流内旋流同轴射流和二次风平行射流组的燃烧器结构,针对该结构的单角燃烧器流动特性进行了冷态模化试验与数值模拟研究。研究结果表明:一次风喷口与中心风喷口采用外直流内旋流同轴混合射流的形式,具有很好的调节作用,有利于水煤浆的稳定着火;二次风喷口采用上下平行射流的布置方式,除了可以补充足够的空气保证燃烧外,适当的射流速度可以防止脱火和回火现象的发生,有利于稳定燃烧。图10表1参5     

旋流片开槽深度对低热值煤层气燃烧特性的影响

为提高低热值煤层气的燃烧效率,设计了3种由不同开槽深度的旋流片组合成的低热值煤层气燃烧器,并进行燃烧特性实验研究,分析了不同流量下,开槽深度对燃烧室内速度、温度及火焰结构特性的影响。研究表明,火焰温度在燃烧器轴线方向分布与流速分布相似,均存在一个温度和速度峰值。相同轴向距离处,甲烷流量减小,3种旋流片的火焰中心流速和温度峰值逐渐下降,且中心流速峰值、温度峰值位置逐渐前移,但温度峰值位置始终是大于速度峰值位置。开槽深度对燃烧特性的影响主要是由于燃气通流截面改变引起的入口流速和射流直径变化导致的。采用3 mm开槽深度的旋流片时,火焰长度和直径增加最快,燃烧室内轴向速度分布和温度场最为理想,射流刚性和火焰充满度最好。     

高温空气燃烧燃气热态试验炉非稳态数值模拟

采用双方程湍流模型、概率密度函数(PDF)燃烧模型和离散坐标(DO)辐射模型，对采用高温空气燃烧技术的燃气热态试验炉炉内工况进行了非稳态数值模拟，预测热态试验炉运行时的炉内温度场、组分场和速度场，由数值模拟结果分析比较了不同喷口间距五喷口燃烧器对炉内工况的影响，为采用高温空气燃烧技术的燃气燃烧器设计提供参考。     

助燃空气旋转动量对燃气燃烧过程及NO_X生成量的影响

应用数值模拟方法,对一种新型燃气烧嘴的燃烧特性进行了研究。重点分析了助燃空气旋转动量对该新型烧嘴的燃烧特性以及NO_x生成量的影响。结果表明,随着助燃空气旋转动量的不断增加,沿燃烧器轴心线方向速度衰减速率越快,炉膛内的高温区域越向燃烧器喷口附近区域集中,炉膛出口No_x的生成量呈先增大后减小的趋势,在助燃空气旋角为30°时为最大。     

甲烷/空气典型混合模式在约束空间内的燃烧特性研究

燃料质量浓度分布在一定程度上影响混合气体的燃烧效率,能使燃气充分混合的同轴射流、旋片同轴、轴切结合、切向旋流等典型混合模式在航空发动机、燃气轮机及火箭发动机等先进燃烧技术应用中较为常见。因此,设计了甲烷/空气部分预混的燃烧实验装置,较为系统地实验研究了旋流数和轴向流速对混合气体在约束空间燃烧室内燃烧特性的影响。结果表明：对于有中心射流的混合结构,燃气轴向流速较低时产生黄色火焰,增大轴向流速,黄色火焰转为蓝色湍流火焰,且温度分布趋于均匀;纯切向旋流燃烧器的掺混效果较好,受燃气轴向流速的影响小,火焰结构稳定,均为蓝色火焰,温度轴/径向分布均匀且趋势一致,同当量比下燃烧产物中的污染物体积分数最小。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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     

中国煤炭地下气化技术的发展

本文综述了煤炭地下汽化技术的国内外发展现状,对我国“长通道、大断面”煤炭地下气化新工艺给予了技术经济评述,并提出了发展煤炭地下汽化技术的政策建议。     

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。     

Review of theory of distortion and disintegration of liquid streams

Linear and nonlinear analyses of the instabilities and distortion of liquid streams injected into a gaseous media are discussed. The various fundamental mechanisms and the predictive capabilities for the distortions are emphasized. Round jets, planar sheets, annular sheets, and conical sheets are discussed in detail. The balance between capillary and inertial forces is primarily examined. The method for simplifying the analyses in the case of thin liquid sheets is discussed. The capabilities for representing the droplet size distribution that follows the stream disintegration are outlined.     

分选机制砂对混凝土性能影响试验研究

平江抽水蓄能电站泵送混凝土使用的花岗岩为主的人工细骨料,云母含量较高.通过分选工艺降低游离云母的机制砂配制混凝土,性能试验结果表明:分选后机制砂混凝土拌和物混凝土用水量减少,混凝土工作性能提高,混凝土的抗冻性能得到改善.