低浓度瓦斯脉动燃烧过程的数值模拟

选取k-ε湍流双方程模型、概率密度方程(PDF)湍流燃烧模型及部分预混燃烧模型,利用流体分析软件Fluent对煤矿低浓度瓦斯在Helmholtz型脉动燃烧器中的燃烧过程进行了数值模拟。通过对燃烧室内低浓度瓦斯脉动燃烧压力场和速度场的分布进行模拟研究,并与理论燃烧过程相比较,其结果表明:低浓度瓦斯脉动燃烧数值模拟结果符合实际脉动燃烧规律,说明脉动燃烧这一燃烧方式适合低浓度瓦斯的研究利用,并为以后的研究提供参考。     

低浓度瓦斯脉动燃烧烟气分析研究

建立低浓度瓦斯与脉动燃烧技术相结合的试验台;阐述试验台的设计和工作流程并开展实验研究,重点分析烟气中NO_x生成量的影响因素。结果表明,脉动燃烧大大降低了烟气中产生量。     

甲烷自激励脉动燃烧NOx排放特性的试验研究

采用Rijke型自激式脉动燃烧器,结合纹影摄像,对不同脉动频率、脉动振幅和燃烧功率下的NOx排放量进行了比较和机理分析.结果表明:在试验工况范围内,甲烷自激励脉动燃烧与非脉动燃烧相比可降低NOx的生成,NOx最高降低了99%,对应的CO降低了13.8%;当燃烧功率增大时,会出现燃烧不完全和燃烧效率降低的现象;脉动火焰符合分形特征,其分形维数大于非脉动燃烧,火焰内流场褶皱、卷曲的程度更高;脉动燃烧下NOx降低的原因是掺混程度更好、传热率更高;随着脉动频率的增加,NOx的排放量降低,说明频率增加促进了气体掺混,减少了气体在高温区的停留时间;脉动燃烧下NOx的排放随燃烧功率的增大而升高.     

脉动供燃料燃烧技术及火焰频率特征

介绍了一种天然气的新型脉动供燃料燃烧技术,该技术能有效降低NOx,提高传热效率,节约能源,且改造简易,运行经济;阐述了其技术原理,综述了其发展状况,指出对我国燃烧技术改进的重要意义.利用直接摄像技术,对一个采用该燃烧方式的射流火焰在不同流量脉动频率下的火焰类型和结构特征进行了研究.结果发现,随脉动频率变化出现了丰富的火焰类型.燃气脉动与系统共振特性相耦合影响火焰脉动特性,在系统共振和谐振频率附近,火焰根部出现崩溃混合,且火焰湍动升起,火焰长度变短.在某些频率下火焰直长,具有清晰的贫富燃交替结构.     

脉动流化床传热特性

在讨论脉动燃烧对传热特性影响的基础上，基于脉动流化燃烧概念，试验研究了脉动流化床中的传热特性，得到不同空截面风速、静止床层高度和声波扰动下的传热系数，并与同一运行参数条件下非脉动流化床及纯气流脉动燃烧器中的传热特性进行对比．总结影响脉动流化床传热特性的各种因素，分析不同运行参数对传热的影响作用．     

自激励脉动燃烧式锅炉设计方法

将自激励脉动燃烧技术应用于锅炉,既能够提高锅炉热工性能,又能够降低其烟气污染物的排放量。针对这一问题,进行了有关脉动锅炉设计的理论研究和实验证明,在分析脉动燃烧技术应用于锅炉领域所受制约的基础上,分别给出了脉动锅炉设计准则:燃烧器应位于流动通道距风机入口1/4位置,各烟管横截面积之和为炉膛截面积的20%～30%,尾管直径由脉动频率确定,气流通道的各有效流通面积应相等。按照上述准则设计制造了脉动锅炉并进行热工性能试验,出力比同体积的普通0.5t/h锅炉提高近40%,体现出较好的热工性能。     

固体燃料的脉动燃烧技术

在分析脉动燃烧概念、特点和应用基础上，对Rijke型脉动燃烧器燃用固体燃料时的脉动燃烧特性、传热特性和产物生成特性的试验研究进行总结并分析讨论，可以看出脉动强化了气流与颗粒间的传热、传质，具有燃烧效率高、传热效果好、污染物排放少的优点，是一种高效节能低污染的燃烧方式。最后提出了将脉动燃烧和流化床技术相结合的脉动流化床燃烧技术。图11表2参35     

不同振动参数下脉动气流横掠圆柱体的传热研究

在脉动气流强化传热实验台上进行了层流（雷诺数RP为171）中不同振动参数（频率厂分别为15Hz、30Hz、45Hz、59Hz,振幅Pmax为45～286Pa）下脉动气流横掠高温共烧陶瓷发热管的传热实验研究．结果表明：层流中低频大振幅的脉动气流能显著强化圆柱体的传热过程,相对努塞尔数随着压力振幅的增大而增大,随着脉动频率的增大而减小,最大相对努塞尔数N“,可超过2．55;在Re=171时,脉动气流强化传热的经验公式为Nux=0．2684＋0．5867pmax^0.388.3/f^0.3170,该经验公式的相关系数为R=0．9941,揭示了脉动气流强化圆柱体传热过程对振动参数的非线性依赖性．     

方形里克和里克_ZT 型脉动燃烧器研究

对具有３５０ｍｍ×３５０ｍｍ方形燃烧室的里克和里克－ＺＴ型脉动燃烧器进行了试验。结果表明方形燃烧器能够在自然抽风条件下实现里克型脉动燃烧,但比圆形燃烧器困难;两者的脉动机理基本一致。声学分析和实验均表明其中传播的是一维平面波。     

自激式脉动流化床流化脉动特性的试验研究

试验研究了基于Rijke管的自激式脉动燃烧流化床的流化脉动特性。是否激起以基波为主的压力、声音等脉动信号是脉动的判断依据，因此试验主要研究了脉动的基波特性。脉动的压力值是激起的各次谐波声压和炉膛的原有压力的叠加，通过傅立叶转变对压力进行了频谱分析。实验还研究了不同床层高度和流化风速对脉动特性的影响，并定性分析了优化流化脉动，减少声损失的途径。     

流量脉动对燃油喷嘴雾化过程影响的实验研究

针对航空发动机燃烧室中存在的燃油流量脉动问题开展实验研究,设计并搭建了燃油喷嘴流量脉动激光可视化实验台,在等流量条件下利用高频激光粒子图像速度仪(High Speed Particle Image Velocimetry, PIV)分析燃油脉动频率变化对喷嘴雾化特性影响。实验结果表明:流量脉动促进了液膜表面的发展及液膜的破碎,对喷嘴的雾化产生积极的影响;喷嘴下游带状液膜区的发展和液滴的瞬态速度与喷嘴的流量脉动频率具有一致性;液滴的瞬态速度脉动幅值受脉动频率影响,在50 Hz时存在极大值。     

柴油_渣油和沥青的脉动燃烧对比试验研究

在一变形的里克（Rijke)管中进行了柴油、渣油和沥青的脉动燃烧对比试验。试验发现容易燃烧的 燃料容易激起脉动,难燃燃料由于着火推迟,较难激起脉动,而必须加长尾管长度才能解决问题。当进风面积与燃烧腔截面积之比减小到一定程度时,对于渣油等难燃燃料,其脉动特性会向1／4波长管的脉动特性过渡;而对于柴油等易燃燃料,脉动特性不变。 试验表明,这种无阀脉动燃烧技术可使渣油、沥青等难燃物高效清洁地燃烧,这对于渣油等难燃燃料的利用有重要意义。     

基于船用板式换热器脉动流强化换热实验研究

为探索和研究某型船用板式换热器在脉动流动下的传热特性,利用往复泵作为脉动源,将脉动源安装在冷水侧,以此来研究在脉动振幅0.03 MPa、不同频率、过渡流态下上游脉动对换热效率的影响。实验在Re(3 000~8 000)、脉动振幅0.03 MPa、脉动频率(0.5~1.1 Hz)参数条件下进行。实验结果表明:在加入脉动之后,板式换热器冷水路和热水路之间的热量传输速率大大提高;在脉动振幅0.03 MPa,Re为3774,脉动频率0.55 Hz时,换热效率提高了59.8%;并且随着Re增加,最弱脉动频率出现在0.66 Hz附近。     

里克型脉动燃烧技术工程化应用实验研究

分析了直管形里克脉动燃烧器的缺陷,用两端收缩的办法成功地实现了燃烧室直径１米,长径比４．５的里克－ＺＴ型脉动燃烧器燃烧脉动燃烧,初步解决了里克型脉动燃烧器的大型化问题。     

航空煤油火蔓延驰豫脉动特性的实验研究

针对液相控制条件下航空煤油火焰蔓延的驰豫脉动特性,借助CCD摄像和幅频分析技术,对航空煤油火蔓延速度、驰豫脉动模式、脉动频率和脉动幅值等特性进行了实验研究.对航空煤油火焰驰豫脉动蔓延产生机理进行了分析,分析结果表明,在液相控制条件下,前展-回缩-前展-回缩是航空煤油火焰驰豫脉动的主要模式,火焰蔓延平均速度与(To-Tc...     

三汊河闸立面二维水动力特性及闸门上脉动压力的频谱分析

为分析三汊河闸下游的水动力特性及泄流时脉动压力对闸体振动的影响,采用数值模拟的方法,利用FLUENT流场模拟软件,对河口闸泄流过程进行立面二维模拟计算,分析了闸下游的流场、流态和沿床面的流速分布。并针对泄流时闸门振动问题,对作用在闸门上的压力特性进行脉动压力的频谱分析及脉动强度分析,得出脉动压力的能量分布和脉动强度在闸门上的分布规律。结果表明,下泄水流所产生的强紊动是造成闸门上压力脉动的主要原因,闸门上脉动压力的高能频率段为0~0.05 Hz,2.2 m以下的脉动压力对闸门起主要作用,闸门的自振频率大于0.05 Hz时可有效避免闸门的振动破坏。     

入口脉动对太阳能空气集热器性能影响研究

提出将脉动流引入平板型太阳能空气集热器,通过增加壁面切应力延缓集热器内部积灰速率,提升其长期工作性能。采用数值模拟手段评估了集热器内部积灰对集热性能的影响,探讨了入口正弦型脉动流脉动参数对集热器流动和传热特性的影响。结果表明:在脉动周期内,集热效率基本不随时间变化,除了在0.5～2 Hz小范围低频脉动工况,集热效率均没有超过稳态流动时的集热效率,并且随着无因次振幅和脉动频率的增大,集热效率呈下降趋势;全压损失只随无因次振幅的增大而增加,当无因次振幅增大到1时,全压损失约增加40%左右;平均壁面切应力随无因次振幅和脉动频率的增大而显著增大,当无因次振幅为1,脉动频率为10 Hz时,平均壁面切应力较稳态时可增大132.4%,这将有利于延缓积灰速率并减小积灰厚度,对集热器长期工作性能提升起到积极作用。     

燃烧过程压力脉动信号的自相关分析研究

压力脉动信号探测是锅炉诊断的重要手段。本文利用自相关函数分析燃烧过程的压力脉动信号，并根据不同燃烧状况下压力脉动自相关曲线对燃烧状况作出正确判断。本文结果对于实验燃烧设备监测与诊断系统的开发提供了帮助。     

燃气轮机燃烧脉动现象及抑制方法研究

某燃气轮机电厂经常出现因燃烧脉动所引起的部件损坏故障。给出了燃烧脉动机理,分析了燃机燃烧脉动和部件损坏故障,介绍了燃机动压监测系统在两台燃机上的应用情况,指出通过燃机动压监测系统可以有效地监测燃烧脉动现象,对提前发现燃烧故障并及时进行燃烧调整有很大帮助,可在一定程度上缓解燃烧故障对设备带来的不利影响。     

钠泵压力脉动特性分析

为了探究某型钠泵流场压力脉动特性,采用ANSYS CFX软件,选取SST湍流模型,对其在0.6Q_n、0.8Q_n、1.0Q_n和1.4Q_n(Q_n为设计点流量)工况下进行了非定常数值模拟。数值计算得到的钠泵性能曲线与试验值吻合较好,验证了数值计算模型的准确性。在叶轮和导叶的某一流道分别设置了3个监测点,分析了叶轮和导叶不同位置处的压力脉动规律,并对时域信号进行傅里叶变换,对其进行频域分析。结果表明:从叶轮入口到导叶出口,压力脉动先增大后减小,叶轮出口和导叶入口处压力脉动最大;叶轮流道内压力脉动频率以导叶叶频为主,导叶流道内压力脉动频率以叶轮叶频为主,小流量工况下,低频信号影响较大;导叶出口压力脉动明显比叶轮出口小,但是由于半球形泵壳的束缚,导叶出口处出现了末端回流。通过对钠泵内部的压力脉动分析,可为钠泵的研究和优化设计提供参考。