水平挡板改善直接空冷凝汽器流场特性的数值模拟

以某1000 MW直接空冷机组凝汽器的一组空冷单元为研究对象,建立了物理模型和数学模型,通过计算流体力学模拟分析,研究横向风对空冷机组凝汽器的影响规律和水平挡板改善风机入口侧流场的机理.结果表明：加装水平挡板可以使空冷凝汽器横向风迎风侧第一单元风机入口的负压区前移,有效削弱横向风的不利影响,增加空冷单元进风的质量流量;对于所研究的直接空冷机组凝汽器,水平挡板的最佳长度为15 m.     

STIG燃烧室流场特性的数值研究

介绍了大湿度燃烧计算模型及ＳＴＩＧ燃烧室流场计算的数值方法,并就不同蒸汽喷注方式对燃烧室流场特性的影响情况进行了广泛的数值模拟研究,得出了一些规律性的结论。图８参７     

关于脱硫塔入口烟道的流场结构优化数值模拟

为优化脱硫塔入口烟道的烟气流场,研究导流板的形状和布置对流场的影响。本文基于fluent软件和SIMPLE算法,采用Realizable k-e湍流模型模拟导流装置安装前、安装后和优化后等几种情况下烟道内部的气体流场。研究表明,导流板的合理布置可以改善区域内的涡流强度,均布烟道内流场。     

高速齿轮箱迷宫密封流场和泄漏特性的数值研究

以某型大功率机车传动齿轮箱轴端迷宫密封为研究对象,建立错齿式迷宫密封的数值仿真模型。通过分析迷宫密封的密封机理和对泄漏量的影响因素,确定了数值模拟的边界条件。应用Fluent软件,求解N-5方程和能量方程,模拟迷宫密封腔内流场分布及泄漏特性,研究转速、压比和密封齿隙对泄漏特性的影响规律。研究结果表明：随着进出口压比的增加,泄漏系数先快速增加后趋于平缓;转速对泄漏系数影响很小;泄漏系数与齿隙呈分段线性关系。     

粘性流场中叶片的动态特性研究

将非定常粘性与振动的弹性叶片作为一个整体，建立它们之间的数学物理模型，通过粘性流场的非定常数与弹性叶片动态响应之间的迭代计算，研究叶片－粘性流场系统的稳定性及叶片的动态特性。     

基于混合热格子玻尔兹曼模型的液滴蒸发数值模拟

采用格子玻尔兹曼方法(LBM)的单组分伪势模型与有限差分耦合的混合热格子玻尔兹曼模型(TLBM)对液滴蒸发过程进行了研究。首先,通过对液滴在方腔内蒸发过程进行模拟,验证了所采用计算方法及程序的有效性。随后,模拟了液滴撞击高温壁面后的蒸发过程,研究了壁面温度、液滴邦德数和液滴雷诺数对蒸发过程的影响。结果表明,壁面温度、液滴邦德数和液滴雷诺数的增加均会造成液滴撞击高温壁面后蒸发速率的增大。     

花瓣稳燃器流场的数值模拟与特性分析

1引言花瓣稳燃器是根据第四类稳燃技术设计的一种新型的旋流燃烧器稳燃装置[1~2]。以其特殊的几何形状,形成特殊的流场,存在多种回流区。除中心回流区外,能在每个花瓣瓣后形成一个径向和两个轴向回流区,这些回流区与中心回流区融合在一起,不但能使煤粉颗粒迅速地与高温烟气混合     

汽轮机复杂结构部件流场的数值模拟

介绍了汽轮机复杂结构部件流场数值计算采用的计算方法、几何物理模型、一些参数的选取、边界条件的确定，并对排汽缸、汽封等的一些计算算例进行了简要介绍。     

溢流阀结构改造的三维流场数值分析

因溢流阀在现场运行中存在严重的振动问题,对阀座结构进行改造,研发出钟罩阀的结构,使用良好。按现场运行的数据,对改造前后两种结构的流场特性进行数值模拟。结果表明汽流流入溢流阀阀碟内部的空腔,会诱发阀体振动。钟罩阀的流场更稳定,更合理。对改变钟罩阀阀座的装配位置进行模拟分析,结果表明,为保证流动工况的稳定,导流筋板需正对进汽口装配。     

中心供风补燃装置气体扩散燃烧特性的数值模拟

利用数值模拟方法对余热锅炉中心供风烟道式补燃装置的气体扩散燃烧特性进行研究。在燃气流量为20 m3/h的工况下对比轴向温度分布和出口NOx浓度分布的数值模拟与试验结果,二者吻合良好,证明了计算模型的正确性。通过进一步的计算表明:随过剩空气系数增加、空气含氧量增大或空气温度的降低,气体主流最大速度上升,而主流最大速度区域、速度衰减特性及CH4组分的轴向和径向分布变化不大;在低过剩空气系数、高含氧量、高空气温度时,火焰呈"细长"型;反之,火焰呈"短粗"型;在低过剩空气系数、低含氧量、高空气温度时,火焰的温度分布更为均匀;增加过剩空气系数及降低空气含氧量和空气温度,可有效减少出口NOx排放;出口CO浓度仅与过剩空气系数(即空气流量)有关,与空气含氧量及空气温度无关。     

基于格子玻尔兹曼方法的梯度化扩散层降解研究

采用随机算法重建了不同老化程度的梯度化气体扩散层二维微观结构。随后,采用多相伪势格子玻尔兹曼方法,研究不同降解程度的梯度设计扩散层内液态水的传输行为。结果表明,随着扩散层降解的加剧,扩散层排水性能显著降低,大量液态水残留在扩散层内。此外,梯度化设计的扩散层在进口区域初始分布较多聚四氟乙烯有利于扩散层的水管理,同时在老化后还具有较高的毛细压力进而控制水驱面积,展现出较高的排水性能及抗老化性能。研究结果可为制作高抗老化性能和高排水性能的扩散层提供研究基础和设计思路。     

直接空冷凝汽器三维流场特性的数值分析

对A字形布置的单排管直接空冷凝汽器单元进行了分析,建立了凝汽器单元内三维流动的物理数学模型,并利用Fluent求解器进行了相应的数值计算.分析了不同运行工况(风机转速、风机叶片安装角)以及环境因素(横向风速度、环境温度)对凝汽器单元流场特性的影响规律,为直接空冷凝汽器设计和优化提供科学依据.     

花瓣燃烧器流场特性分析与研究

采用三维贴体坐标结构化网格,对复杂曲面形状的新型旋流燃烧器(花瓣燃烧器)进行了三维的流场数值实验.模拟了旋流的衰减过程,分析了花瓣燃烧器的流场特点;首次给出了旋流燃烧器回流区的立体形状图,直观地反映了回流区的特性;分析了普通旋流燃烧器和花瓣燃烧器的流场参数,并对掺混系数进行了对比;通过花瓣燃烧器流场特性的研究得出,花瓣燃烧器的回流区是由径向回流区和中心回流区融合构成,端部呈花瓣状,所形成的特殊流场能够使煤粉颗粒从燃烧器喷入炉内后,不是首先向外扩散,而是迅速地进入回流区,与高温烟气迅速混合,形成稳定热源,为煤粉着火燃烧提供了前提条件,具有良好的稳燃性能.     

基于格子玻尔兹曼方法的横向交变质量力对核沸腾影响的数值分析

采用格子玻尔兹曼方法的单组份伪势模型与有限差分耦合的混合热格子玻尔兹曼模型,对在横向交变质量力作用下的单汽泡核态沸腾过程进行了研究,探讨了在不同接触角和过热度下,横向交变质量力的振幅和交变频率对汽泡脱离底壁的脱离特性的影响。结果表明,施加横向交变质量力会造成汽泡脱离直径减小,同时加速汽泡脱离底壁。其次,壁面越疏水,汽泡的脱离行为受到横向交变质量力的影响越大;壁面过热度越大,汽泡的脱离行为受到横向质量力的影响也越大。另外,在模拟工况下,当横向交变质量力的振幅大于0.01时,添加横向交变质量力会使汽泡的脱离直径与脱离周期均减小;而横向交变质量力的交变频率仅在某一频段时,使得汽泡的脱离周期减小。     

超微型涡轮中极低展弦比静叶栅流场特性的数值研究

通过数值求解柱坐标系下三维定常粘性雷诺时均N-S方程,结合RNG k-ε湍流模型和非平衡壁面函数,获得了超微涡轮中极低展弦比静叶栅流道内部的三维稳态粘性流场,揭示了其独特的流场物理特性和气动损失规律.结果表明:超低展弦比涡轮叶栅中存在双二次流现象;尽管超微燃气涡轮静叶栅高度仅为1.3 mm,壁面影响区占叶高的总高度仍不超过3%;叶片的静压载荷主要由中部孤段承担;总压损失主要发生在近壁区,尤其是吸力面近壁区;静叶栅径向各截面最大马赫数并不是出现在主流中央,而是介于主流中央和壁面之间的一个狭小区域,这可能与通道低能二次流与主流的掺混作用有关.     

基于数值模拟的风生流场的量化特性及参数优化分析

为研究风生流场的量化特性,数值模拟了矩形水槽风生流场,分析了风生流数值模拟中风应力拖曳系数和垂向紊动粘性系数两个主要参数的误差。结果表明,风生流场垂向流速分布呈抛物线形,断面平均流速为零,流速回旋中心位于水深1/3处,存在最大正向流速和最小反向流速且流速比为2.41。通过分析风应力拖曳系数和垂向紊动粘性系数误差对数值模拟结果的影响,研究了快速实现风生流数值模拟参数优化的方法。对香溪河流速分布的模拟分析,验证了该流速中存在风生流场,且通过参数优化方法快速实现了风生流参数的优化,与实测值对比表明该方法的精度较高。     

不同润湿性表面液滴铺展及蒸发过程的LBM数值模拟

基于格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）对固着在加热基板上的液滴铺展及蒸发过程进行模拟,主要研究重力场、基板润湿性以及初始环境温度对液滴铺展及蒸发过程的影响。通过预测蒸发过程中液滴与基板的接触直径变化和液滴剩余质量变化,分析液滴形状及体积变化。研究结果发现,液滴形貌及蒸发过程受重力影响较大,重力作用下液滴铺展现象明显且蒸发加快。基板的接触角越小,液滴铺展现象越明显,其接触直径越大,蒸发越快。当环境温度与基板温度相差较大时,液滴内部出现涡流,强化换热使蒸发过程加快。     

四角切向燃烧锅炉炉内冷态与热态流场特性的对比研究

通过冷态和热态实验测量研究了四角切圆燃烧锅炉的炉内流场特性。得出如下的结论：①热态的实际切圆直径相比冷态有增大的趋势；②炉内气流的旋转动量流率矩沿高度下降，热态工况旋转动量流率矩衰减速度比冷态工况慢；③一次风反切的配风方式可有效降低炉内旋转动量流率矩的水平、明显削弱炉膛出口的残余旋转和减小水平烟道入口的速度偏差。图8表3参3     

薄叶气封流场结构与密封、扭矩特性的数值研究

采用CFX商业软件,数值模拟了薄叶气封内的三维流动,分析了薄叶气封的流场结构和密封特性以及扭矩随转速和抬起量的变化。结果表明,由于薄叶间距很狭窄,壁面对气体的黏性阻抗大于气流的膨胀加速,气体同时降低速度与密度,泄漏流量明显减小。此外,转子转数与薄叶抬起量的变化几乎不影响泄漏量。在转子转数一定时,薄叶上抬量愈小,转子承受的摩擦扭矩愈大。而当薄叶上抬量一定,转子转数增加,摩擦扭矩增大。     

蜂窝汽封流场及泄漏特性的数值模拟研究

建立了蜂窝汽封三维流场数值模型,系统地分析了蜂窝孔径尺寸、蜂窝高度、入口压力等结构与运行参数对汽封流场及泄漏特性的影响.计算结果与分析表明,在运行参数不变的情况下,降低蜂窝孔径大小或增加蜂窝高度都有利于降低汽封泄漏量,提高密封效果.而在结构参数不变的情况下,汽封泄漏量随入口压力增大而增加,而随旋转速度增大出现减小的趋势.