基于OPC技术的燃烧室监测系统集成改造

中国科学院工程热物理研究所现有6B和9E两套燃气轮机燃烧室装置,它们各自不同的监测系统给实验过程数据的统一监控带来了很大不便.针对此现状,应用基于OPC技术对其进行了集成改造,详细介绍了两套系统的集成方法以及使用SmartOPC开发工具开发OPC服务器的过程.改造结果表明集成后的监测系统运行稳定,数据交换流畅,统一的人机界面给实验人员监控实验过程带来了方便,达到了系统改造的预期目标.     

两种智能高效预测方法及其在人机系统中的应用

提出了两种高预测效率、高泛化能力的数值计算方法,一种方法是小波神经网络(Wavelet NeuralNetwork,WNN)算法;另一种是基于小波尺度函数的WSK-SV(Wavelet Scaling Kernel-Support Vector)算法.WNN算法将小波函数与BP神经网络方法相结合,通过输入层、隐含层、输出层间的连接权重以及隐含层使用的激励函数构成了这种算法的关键技术;WSK-SV算法将小波的尺度函数与SV(Support Vector)方法相结合,使这种算法既保持了SVM(Support Vector Machine)的优点,又具有很好的泛化能力.上述两种算法都属于计算智能(Computational Intelligence,简称CI)方法并用于人机系统的性能预测.     

一种可起到值班火焰作用的介质阻挡放电装置

为了增强燃烧的稳定性,提出了利用介质阻挡放电等离子体装置来实现值班火焰的思路。通过布置在燃烧器出口扩张段上的等离子体激励器产生等离子体,并在燃烧过程中一直保持等离子体激励器处于工作状态,这样产生的等离子体可以起到类似值班火焰的作用——稳定燃烧、防止熄火。该装置具有结构简单紧凑、功耗低、激励参数可以在线调节且不影响燃烧器结构设计等优点。基于实验研究考察了该装置对旋流扩散燃烧中不稳定抬升火焰的作用效果。火焰结构的观测通过平面激光诱导荧光测试系统来实现。实验中观测到随等离子体激励功率增大,火焰高度逐步降低向喷嘴出口位置靠近,且反应更趋紧凑,这初步验证了该装置可以稳定燃烧、防止熄火,表明通过介质阻挡放电等离子体装置来实现值班火焰的设计思路可行。     

等离子体旋流器调控燃烧的机理分析

为增强燃烧的稳定性,提出了利用等离子体旋流器调控燃烧的新概念。等离子体旋流器由多对交错布置在燃烧器扩张段或喷嘴出口段上的电极组成,通过电离空气产生活性自由基,同时能够促进空气旋流,从而起到促进燃烧和增强燃烧稳定性作用。实验中利用平面激光诱导荧光测试系统观测到随着等离子激励功率的增强,火焰反应区逐步变宽,燃烧反应更加完全...     

等离子体激励频率对压气机扩稳效果的影响

为考察放电频率对压气机扩稳效果的影响,实验研究了定常等离子体激励和非定常等离子体激励的扩稳效果。实验在单转子轴流压气机实验台上进行。压气机转速为900r/min时,采用激励电压峰峰值为14.8kV、功率为180W定常等离子体激励可以获得1.1%的扩稳效果。压气机转速提高至1 200r/min,采用定常等离子体激励无法实现扩稳,而采用非定常等离子体激励可以获得近2%的扩稳效果,且功耗为36W。可见相较定常激励,非定常激励的扩稳效果好且功耗低。通过分析电压波形,发现目前使用的非定常等离子体激励电源输出电压波动较大,这样易于发生爬电,限制了等离子体流动控制的效果,因此还需要进一步改进等离子体电源以获得更规则的电压波形。     

基于Fe_3O_4的化学链制氢动力学特性

针对Fe3O4化学链制氢和CO2分离过程,研究了Fe3O4在CO气氛下还原以及铁在水蒸气下氧化的动力学特性.用Coats-Redfen单升温速率积分法、Ozawa组合升温速率法和lnln恒温分析法对反应机理进行了探讨,并计算了动力学参数.热重数据计算结果表明:在CO和N2体积分数分别为5%和95%时,还原反应属于一级反应,750～900,℃时反应活化能为112,kJ/mol;在CO、CO2和N2体积分数分别为42.9%、14.3%和42.8%时,还原反应可用Jander扩散模型描述,750,～950,℃时反应活化能为49.828,kJ/mol;经Ozawa法验证,加入CO2后的还原反应活化能明显降低.铁与水蒸气的氧化反应接近二维核生长模型,反应活化能较低,为29.633,kJ/mol,且随着温度升高,反应速率常数增大.     

扩压器出进口宽度比对某离心压气机性能的影响

采用数值模拟方法深入研究了楔形扩压器出进口宽度比对某高转速、高压比离心压气机性能的影响,结果表明,适当减小扩压器出进口宽度比可改善扩压器内部流场,提高扩压器出口流动性和离心压气机性能,为进一步优化离心压气机设计提供了思路。     

多级压气机快速三维数值模拟

发展了一套用于多级轴流式压气机的快速三维计算程序。对某涡扇发动机风扇/增压级算例的计算结果显示,本程序能够快速的模拟复杂结构压气机内的流动,并得到变工况的特性参数。但在激波捕捉上有一定的偏差,因此在高跨音速或超音速情况下,计算结果不是很准确。     

扩压器稠度对某离心压气机性能的影响

采用数值模拟方法详细分析了楔形扩压器稠度对某高转速、高压比离心压气机性能和内部复杂流动的影响,结果表明,减小扩压器叶片稠度,离心压气机堵塞流量和稳定工况范围都将增加。在大流量工况下,低稠度扩压器具有更好的性能,而小流量工况时,高稠度扩压器将得到更高的压比和效率。     

透平静叶的多参数气动优化设计方法

本文采用一种新型的气动优化方法来求解透平静叶的多参数优化问题.本方法包括叶片参数化造型方法、3D叶片与网格生成程序、N.S.数值模拟和响应面方法.采用参数化造型方法来重构初始叶片,并引入设计变量.然后,修改设计变量,并结合3D叶片与网格生成程序,获得一系列不同的叶片.通过N.S.计算,获得叶片优化所需的样本空间.最后,采用一定优化策略,获得满足设计要求的叶片及其设计参数值.