高温紧凑板翅式换热器稳态和动态性能的研究

建立了紧凑板翅式换热器的动态数学模型.为了满足系统快速动态仿真的需要,采用容阻特性建模技术建立了紧凑板翅式换热器的仿真模型.在相同的运行条件下,对不同的高温板翅固体材料进行了稳态和动态仿真研究.结果表明:在不同的材料条件下,高温板翅式换热器的稳态性能基本相同;但不同材料的动态特性时间不同,硅碳陶瓷材料具有较小的延迟时间,常规高温合金材料延迟较大.     

阳极孔隙率对固体氧化物燃料电池性能影响的数值分析

基于商用计算流体动力学软件及开发的燃料电池多孔介质内多组分流动和扩散、传热传质、电化学反应、电流场等复杂的物理过程的计算程序,对采用不同孔隙率阳极的平板式阳极支撑固体氧化物燃料电池(planar-electrode-support solid oxide fuel cell,PES-SOFC)的性能进行数值计算,得到不同阳极孔隙率下单电池内部各气体组分浓度、温度、电势、电流、电流密度等参数的分布。由计算结果可知,在阳极孔隙率为0.3～0.4之间时,以氢气为燃料的该类型SOFC单电池表现出较好的气体扩散和电流传导特性,相应输出电压也较高。     

逆流式空气湿化器热力性能的效率分析

为了详细研究HAT循环关键部件湿化器的热力学性能,用分析的方法定义了湿化器的效率的概念,并结合实验得出了不同进口参数,如湿空气含湿量、水气比和进口水温(水气温差)对效率的影响规律,为提高湿化器性能和确定合理的运行工作状态提供了依据。图4参13     

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。     

进气管通道直径对直接内部甲烷蒸汽重整性能的影响

蒸汽重整对于固体氧化物燃料电池利用甲烷等燃料具有很明显的优势,基于CFD商业软件及对应燃料电池多孔介质内多组分流动和扩散、传热传质、电化学反应、电流场等复杂的物理过程和电化学反应所开发的程序,对平板式阳极支撑固体氧化物燃料电池(PES-SOFC)甲烷蒸汽重整过程进行数值计算,得到不同排气管通道直径下燃料电池内部各气体组分摩尔分数、温度、温度梯度、输出电压等参数的分布。在通道直径为0.004 5 m时,输出电压最高,达到0.4923 V,同时在通道直径为0.004 5～0.005 m范围,能保证比较优化的温度分布。     

间接内重整固体氧化物燃料电池的建模与仿真

建立了一维基于催化涂层重整器的间接内重整固体氧化物燃料电池的动态数学模型.在组分和能量守恒的基础上,考虑了电化学模型,建立了基于分布集总参数技术和模块化思想的间接内重整固体氧化物燃料电池的仿真模型.该模＃型不仅能反映燃料电池的分布参数特性,还可以满足动态仿真的需求.利用该模型分析了某一工况下固体氧化物燃料电池的稳态性能,并进行了动态过程的仿真,结果证明该模型可以反映间接内重整固体氧化物燃料电池的基本性能.     

基于神经网络的燃气轮机动态过程仿真

燃气轮机数字仿真具有高性能价格比,高仿真精度等优点。但以往的建模方法难以同时满足燃气轮机仿真精度和实时性的要求。本文对大样本空间的神经网络构造及网络学习加速方法进行了大量探索及新的有益尝试,并成功将神经网络技术引入燃气轮机仿真构造新的仿真模型,不仅获得了更高的仿真精度,而且保持了系统原有的光滑性,能满足系统仿真实时性的要求。     

扩散燃烧流场测量的PIV应用研究

为了研究燃烧火焰结构及其内部流动状况,考察其在燃烧喷嘴前回流区冷态试验模拟中和实际燃烧状况下的差别,利用二维粒子成像速度仪(PIV)对带钝体燃烧器中的丙烷／空气扩散燃烧的流场进行了测量,实现了火焰内部流动的可视化．通过对热态流场与相应冷态流场的对比分析表明,在复杂燃烧中冷态流场模拟与实际燃烧过程中的流动存在较大差别,实际燃烧中的流动状况变得紊乱,回流区在长度和宽度上都明显增大．     

平板式固体氧化物燃料电池Ni/YSZ阳极上甲烷重整过程实验研究

为了开发甲烷直接内部重整的高效固体氧化物(solid oxide fuel cell,SOFC)燃料电池系统,必须对阳极上甲烷水蒸气重整过程进行详细研究。文中搭建了实验台,对开发的平板式SOFC燃料电池多孔介质阳极上甲烷重整过程进行了实验研究。给出在不同燃料流量和不同水蒸气/甲烷比(S/C)工况下出口气体各组分的摩尔分数和甲烷转化率的分布。实验结果表明工作参数对甲烷的转化率有很大的影响,在相同工作温度下甲烷的转化率随着进口燃料流量增加而降低,因此出口气体中氢气的摩尔浓度也相应降低。另外通过分析实验结果,可见阳极的入口处最有可能有碳形成。     

基于回热循环的燃气轮机发电系统技术分析

为了提高燃气轮机系统的热力学性能．燃气轮机高温排气中的废热必须加以利用．这样就出现了各种各样的基于开式燃气轮机的回热循环的系统结构。本文对采用不同方式进行回热的燃气轮机循环的工作原理和性能特点进行了比较分析，从而为未来的燃气轮机发电系统的选择提供参考。