基于孔隙尺度的填充床内热态流场数值研究

利用孔隙尺度介观方法对交错排列的固体小球的三维填充床进行数值模拟。研究高温条件下,考虑小球内部的热传导和小球表面的辐射换热时,固体小球和流体之间热的非平衡性以及孔隙内的流动特性。数值计算与实验结果吻合较好。结果表明:除进出口通道外,填充床内同相和异相之间都存在热的非平衡性,气相处的温度变化比气固两相交替处的温度变化更剧烈;无量纲速度分布呈周期性变化,气相处最大无量纲速度在13～14之间,最小无量纲速度约为0.5。     

某重型燃气轮机燃烧室三维流场数值模拟

以某重型燃气轮机为原型,以该燃气轮机燃烧室为研究对象,采用数值模拟的方法对燃烧室内冷态流动展开研究。研究结果表明:气流在环形燃烧区和中心燃烧区都能形成良好的回流,旋流器能够很好地组织燃料的旋流;在燃烧室头部的主燃区中,CH_4气体主要集中在旋流器后方的一个小区域内;在燃料喷嘴后方存在一个缺氧区,除此区域之外,氧气浓度均较高。由此证明,在该燃烧室内燃料与氧气能充分混合。     

往复式惰性多孔介质燃烧器的可燃极限及最大半周期

借助于先前推导的简化理论解，利用分段线性函数，构建了燃烧器内温度分布曲线、可燃极限和最大半周期。该解适用于绝热条件下往复式惰性多孔介质燃烧器。结果表明，当流速小于0.12 m·s-1时，理论解预测的可燃极限与实验取得了相同的趋势，增大流速可以获得较小的可燃极限。而流速大于0.17 m·s-1时，增大流速对扩展可燃极限的影响很小。同时，小孔径的多孔介质更有利于扩展可燃极限。预测的最大半周期与流速的乘积与固体和气体热容的比值呈线性关系;燃烧器的长度对最大半周期有显著的影响。增大燃烧器的长度将导致较大的最大半周期。预测的可燃极限和推导出的最大半周期为燃烧器的设计和进一步改善提供了指导。     

扩散过滤燃烧火焰特性

扩散过滤燃烧是新的燃烧技术,具有扩散燃烧和预混过滤燃烧的某些特性。通过二维双温模型,使用单步总包反应,数值研究氮气稀释的甲烷和氧气同轴同平板扩散过滤燃烧特性。模型中考虑热弥散和组分弥散效应。研究小球直径、气体混合物速度和甲烷质量分数对火焰高度和火焰形态的影响。结果表明,与预混过滤燃烧不同,气体和固体高温区存在于燃烧器的不同位置;而在高温区域之外,气体和多孔介质固体的温差很小。当填充床小球直径从6.66 mm减小到2.02 mm,火焰高度从0.048 m增大到0.12 m。增大混合物速度,甲烷的质量分数导致火焰变宽,火焰高度增大。数值模型的有效性得到了实验验证。     

多孔介质发动机流动与燃烧特性的大涡模拟初探

对多孔介质发动机的燃烧特性采用大涡模拟进行了初步分析.首先计算了考虑多孔介质随机结构特性的定容燃烧室内气体燃料喷射过程,并与自由空间中的喷射过程进行了对比.然后采用大涡模型对两种结构形式的多孔介质发动机的燃烧过程进行了初步的计算分析.多孔介质的存在增强了湍流涡团的小尺度结构,明显改变了燃料的空间分布,而采用大涡模拟(L...     

高挥发分煤粉热解特性实验研究

利用热重分析实验,在惰性气氛下研究了高挥发分霍林河褐煤、抚顺烟煤及其混煤的热解特性.实验结果表明,霍林河褐煤在低温区大粒径煤粉容易热解,高升温速率有利于煤粉的热解;相同条件下抚顺烟煤的热解特性好于霍林河褐煤,混煤的热解特性有可能超过相应的单煤.     

往复流多孔介质燃烧器的二维数值模拟与结构改进

对往复式惰性多孔介质燃烧器进行了二维数值模拟,模型的有效性通过实验数据进行验证.在燃烧器中分别填充4孔/cm泡沫陶瓷或小球,研究其内部的燃烧温度和压力损失.结果表明,由相同材料制成但结构不同的多孔介质对燃烧器内的高温区域和压力损失有显著的影响.孔隙率较大的泡沫陶瓷适合于布置在燃烧区,而孔隙率较小的小球适合于布置在热交换区域.改进燃烧器结构,即在燃烧器的中间布置泡沫陶瓷,而在两端布置小球.对于当量比为0.1的甲烷与空气混合气,得到了更为宽广的高温区域和适度的压力降.