回热式多孔介质发动机的排放特性分析

研究了回热式多孔介质发动机的排放特性.使用Ferrenberg所提出的回热式发动机模型,其多孔介质面热器在气缸中作往复运动.用改进的KIVA-3V程序进行了二维模拟.探讨了在不同当量比和孔隙率条件下,气缸内燃烧和排放特性.结果表明,回热式多孔介质发动机在燃烧和排放方面较之常规都有明显的优势.采用低当量比能有效地降低污染物的排放,而孔隙率的影响则与当量比有关.分析证明,采用多孔介质回热器是发动机实现稀薄燃烧的一条可供选择的途径.     

稀混合气低速过滤燃烧的数值模拟与理论分析

应用一维数值模拟方法,研究了多孔介质引起的热回流效应、多孔介质的导热系数、系统的热损失、混合气当量比对燃烧波波速和反应区最高温度的影响.分别将燃烧区简化为无限薄和极其狭窄的区域,从理论上得到了低速过滤燃烧波波速和反应区的最高温度两个关系式,构成了两者的封闭解.利用数值模拟和理论分析求得的燃烧波波速和反应区的最高燃烧温度,取得了与实验结果相同的趋势.     

低氧气氛下煤粉氧化特性实验研究

利用热分析方法,在低氧气氛下进行了高挥发分煤粉的慢速氧化特性实验.借助动力学理论,计算出低温阶段的动力学三因子,结果表明,霍林河褐煤的活化能和指前因子随着反应过程的深入而增加,3种烟煤的活化能和指前因子随着反应过程的深入而减小.实验结果表明,小粒径、低升温速率和高氧气体积分数下煤粉易发生氧化自燃.与φ(O2)=14%相比较,φ(O2)=16%的条件下氧化特性温度的降低值均不超过9℃,如果制粉系统中氧气的体积分数低于16%,可以达到高挥发分煤粉的防爆效果.     

往复流多孔介质燃烧换热器热量提取的数值研究

通过一维双温模型,研究多孔介质中的燃烧特性和换热器的热量提取.预测的气体和固体温度曲线基本上为M型分布.数值结果表明,在往复流多孔介质燃烧器系统中,甲烷的贫可燃极限可以扩展到当量比0.15.当换热器的长度从6mm增大到14mm时,热效率由0.39增加到0.61.随着换热器长度和当量比的增大,热量提取效率增大.     

不同亚网格尺度应力模型在燃油喷雾大涡模拟中的应用

亚网格尺度应力模型是影响大涡模拟结果的一个关键因素.在K-方程亚网格湍动能模型的基础上,对其它比较常用的3种代数模型(Smagoringsky模型、动态Smagoringsky模型和WALE模型)在燃油喷雾中的适用性作了探讨.在定容弹中采用3个不同的燃油喷雾试验作为数值模拟的验证对象,分析了喷雾的演变过程.并将其应用于...     

多孔介质燃烧_换热器内燃烧和传热的数值模拟

通过建立二维数值模型研究了多孔介质燃烧-换热器内的燃烧和传热。研究系统配置对燃烧-换热器热效率和压力降的影响。结果表明,换热管的纵向距离对燃烧器内温度分布、传热速率和压力损失有显著的影响。减小换热管纵向距离,热效率和压力损失增大,而换热管的水平距离对热效率和压力损失的影响很小。另外,增大小球直径导致热效率增大和压力损失的急剧减小。数值模型的有效性通过实验进行验证。     

某400t/h四角切圆燃煤锅炉空气动力场的数值模拟

四角切圆的燃烧方式在大型燃煤火电厂锅炉中普遍使用,利用CFD计算方法对某锅炉四角切圆空气动力场进行数值模拟,重点分析在不同一二次风配比情况下的炉膛空气动力场和温度分布。同时,对总风量相同、一二次风配比不同、改变各燃烧器喷口风速这3种不同工况进行了模拟分析。结果表明:所建模型成功捕捉到了四角切圆空气动力场的整体特性,不同的风率和风速会产生火焰对冲或对炉膛产生贴壁冲刷,切圆直径过小或过大,火焰中心高度也会随之发生变化,合适的一二次风配比使空气动力场混合更加均匀,气流更加稳定。     

有序堆积床内预混气体燃烧特性实验研究

为研究预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰燃烧特性,设计了一种新型多孔介质燃烧器,其中多孔介质区域由氧化铝圆柱体有序堆积而成.分别研究了当量比和入口速度对甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰温度分布、火焰最高温度以及火焰传播速度的影响.结果 表明:在当量比0.162～0.324、入口速度0.287～0.860 m/s...     

电石渣热分解反应动力学模型的热重实验研究

应用热重法对电石渣在氮气气氛、不同升温速率下的分解动力学进行了研究.应用等转化率法,在不假设机理函数的情况下,得到了电石渣热分解的活化能随转化率的增加而减小的规律.应用Malek法求得“动力学三因子”分别为:活化能E=84.79 kJ/mol,反应机理函数,微分形式f(α) =2.95(1-α)0.661,积分形式G(α)=1-(1-α)0.339,指前因子.研究结果表明升温速率越大,热分解过程越快,电石渣分解反应符合相边界反应的收缩球体模型,即R3(α).     

结构化填充床内非平衡性的数值研究

利用孔隙尺度介观方法对有序排列多孔介质小球的二维填充床进行数值研究。在考虑小球内部的热传导和小球表面的辐射换热基础上,研究空气流入填充床内部时,固体和气体之间热的非平衡性以及局部和整体之间的流动特性。数值计算与实验结果吻合较好。结果表明:在填充床内部,相邻小球之间和整个区域的不同位置均存在热的非平衡现象。当空气流速从0.23～0.63 m/s时,最高温度逐渐降低,但是高温区域的范围逐渐扩大。同时,无量纲速度在填充床内呈阶梯式抛物线变化,其值在0.0～8.3,速度非平衡特性较明显。