FD-21风洞冲压发动机Ma10流场与乙烯燃烧建立过程

针对高焓激波风洞冲压发动机试验过程中流场建立与燃料点火、火焰传播、稳定之间存在强耦合以及风洞膜片烧蚀污染问题,采用壁面测压与激发态OH^(*)/CH^(*)基化学发光光谱诊断相结合的手段,探讨了长2 m、三维曲面压缩、带双侧凹腔的超燃冲压发动机在FD-21风洞Ma10模拟条件下有无乙烯燃料喷注时的流场建立过程,阐述了风洞起动过程中的膜片烧蚀干扰情况,揭示了点火、火焰稳定过程中OH^(*),CH^(*)基时空分布与壁面压力关联特征,精细化给出了冷热态发动机壁面沿程静压分布.无燃料喷注的冷态通流条件下OH^(*),CH^(*)基时空变化图像表明风洞膜片烧蚀污染主要存在于发动机流场建立初期的1 ms内.乙烯喷注时OH^(*),CH^(*)基时空变化发光图像表明发动机流场建立初期2 ms内会产生大量的自由基,之后CH^(*)基浓度下降至相机不可探测范围、OH^(*)基浓度则维持在较为平稳的水平,燃烧趋于动态稳定状态.冷热态发动机壁面沿程静压分布存在倍数差异,乙烯喷注时自喷注位置下游第一个测点开始出现压力跃升、直至尾喷管出口附近才膨胀至与冷态接近,热态壁面压力约为冷态的2倍,冷热态取样时间内的压力波动幅度近似一致、均小于10%,与冷热态压升幅度存在数量级上的差异.这些数据表明FD-21风洞可开展高超声速气流中的乙烯燃烧试验.

生物质三组分燃烧特性及动力学分析

采用热重分析法对纤维素、木聚糖和木质素的燃烧特性及动力学进行研究,考察了不同升温速率(20、40、60、80℃/min)对燃烧特性的影响,求出了生物质三组分的燃烧特性参数和动力学参数。研究表明:纤维素和木质素的燃烧失重分别集中在挥发分和焦炭的燃烧阶段,而木聚糖的燃烧在这2个阶段失重都比较大。纤维素和木质素在低温段和高温段燃烧的最佳反应级数分别为1和2,而木聚糖在这2个温度区间燃烧的最佳反应级数都为1。

多股流板翅式换热器温度交叉的数值分析

以平行多股流板翅式换热器为研究对象,给出了考虑翅片旁通作用的多股流板翅式换热器流体和翅片的能量方程。在改变多股流板翅式换热器各通道的流体参数、流动方式及换热器的结构参数等情况下,对能量方程进行数值求解,获得了各通道的流体温度分布情况及相邻通道的流体温度差,并分析了流体参数、流动方式和结构参数的变化对相邻通道流体温度交叉的影响。

多股流换热器优化运行和控制研究

本文针对板翅式平行流多股流换热器,从最小能耗运行方面进行了优化研究,获得了在不同目标函数下的最优运行工况。并且,结合对流换热场协同理论,提出了多股流换热器运行和控制优化方法:当被控制的目标流体入口发生工况变动后,为了保证其出口工艺条件,调节不同的辅助流体所需的能量投入是不同的,其中有一种最佳的调节组合可以实现能量投入量最小。

生物质秸秆热解反应及动力学分析

为了对生物质热解设备进行分析和计算,用热重分析仪分别对稻草和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明:稻草和玉米秸秆的热解特性基本一致,热解过程可以用同一种模型描述;随升温速率的提高,热解最高速率及其对应温度明显提高。氮气气氛下第一阶段的热解较滞后,空气气氛下DTG失重峰均有提前。并利用Coats-Redfern法计算得到了稻草和玉米秸秆在不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究生物质的实际热解过程提供了基本的理论依据。

自成靶陶瓷中子管的井下中子发生器

介绍了自成靶陶瓷中子管的技术特点以及以它为核心的中子发生器的原理和特性。该中子发生器在吉林油田首次与ＡＴＬＡＳ２７２７Ｃ／Ｏ测井仪对接成功，并开始批量测井。

生物质与煤共燃温度场的数值模拟

以内蒙某电厂600 MW四角切圆煤粉炉为例,利用流体动力学软件"Fluent"对生物质在各掺混比下与煤的共燃进行了数值模拟,得出不同混燃比例对炉内流场,温度场的影响。计算结果表明,混燃生物质后炉内流场无明显变化,炉膛温度下降,且随着混燃比例的提高,炉膛温度降低。

新建高焓激波风洞Ma=8飞行模拟条件的实现与超燃实验

针对高Mach数超燃冲压发动机实验能力空缺问题,基于航天十一院新建的FD-21高能脉冲风洞,进行了Ma=8超燃飞行条件的模拟能力设计与调试,获得了总焓2.9 MJ/kg、总压11.01 MPa实验条件,实现了Ma=8、高度31 km飞行条件的风洞模拟.在此基础上,研发了匹配的氢燃料供应及喷注时序控制系统,设计了超燃冲压发动机模型,开展了超燃冲压发动机模型自由射流应用性风洞实验,获得了氢气燃料与空气、氮气超声速气流耦合流动作用下的实验模型壁面压力数据.在当量比近似一致条件下,空气来流对应的燃烧室壁面压力明显高于氮气来流情况,表明氢气在1 ms有效实验时间内完成了与超声速空气来流的混合、点火与燃烧,获得燃烧释热特性,确认了在FD-21高能脉冲风洞开展高Mach数超燃实验是切实可行的,为后续研究奠定了良好的基础.

煤燃烧特性的热重实验研究

以祁连塔煤为研究对象,利用热重分析仪,在不同升温速率下,对祁连塔煤的燃烧特性进行实验研究。分析了升温速率对煤燃烧特性的影响,得到不同升温速率下的燃烧特性参数,如着火温度、着火时间、燃烧最大速率、燃烬度等,并计算了不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究煤的实际燃烧过程提供基本的实验数据。

污泥燃烧特性及动力学分析

利用热重分析方法对污水污泥、罐底油泥的燃烧进行了试验研究。结果表明:污泥的主要失重阶段为挥发分的析出燃烧阶段,升温速率的提高使得污泥燃烧由于热滞后现象向高温区域偏移,燃烧特性指数呈升高趋势。随升温速率的增加,污泥的着火温度呈升高趋势。采用C-R方法求解动力学参数,确定燃烧机理。结果表明:污水污泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为二维扩散,罐底油泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为三维扩散。

高压倍加电路脉冲工作特性的研究

论述了直流变换式高压倍加电路的频率持性和负载特性，分析了影响这些特性的原因，提出了选择最佳工作频段的方法和原则。

脉冲中子发生器高压倍加电路特性的研究

研究了脉冲中子发生器倍加电路的频率特性和负载特性，讨论了影响这些特性的因素，并提出了选择最佳工作点的原则和方法。

锅炉低温省煤器水侧串并联方案的优化选择

实践已经证明低温省煤器在电站燃煤锅炉上的应用,降低了锅炉排烟温度、进一步吸收了排烟余热,实现了节能降耗,为提高机组热经济性具备了现实可行性。本文结合某电厂600 MW发电机组,其低温省煤器加装于空气预热器之后,通过优化、比较低温省煤器水侧与汽轮机回热系统两种不同的连接方案,利用等效焓降原理对低温省煤器的两种连接方案进行热经济性分析并取最优。结果表明设计方案一的节能效果优于设计方案二,低温省煤器串并联于7号低压加热器的联合运行方案可降低标准煤耗1.8g/(kW·h),实现了节省锅炉燃煤量和提高机组经济性的目的。

井下中子发生器电路研究

本文对Ｃ／Ｏ比（碳／氧比）井下中子发生器离子源电路和靶极高压电路进行了深入研究，结果表明：离子源电路采用反激式变换电路更合理，提出了确定靶极高压倍加电路最佳工作点的方法。

FD-21风洞Ma=10高超声速推进试验技术探索

针对Mach数8以上(Ma>8)冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压模拟流场,同时发展了高时间分辨率吸收光谱测量技术和基于重模型自由飞原理的发动机推阻测量方法.在此基础上,设计了弯曲激波压缩二元发动机,构建了燃料在线供应与喷注控制、模型悬挂与瞬态释放及相关测量一体的试验系统,在所建立的Ma=9.62风洞模拟环境中进行了集成验证试验,定量测得了有/无氢气射流与空气/氮气超声速气流作用下二元发动机的壁面压力、吸收光谱峰值吸收率、轴向力等数据,并利用纹影观测到了进气道唇口与燃烧室部位的波系特征.多次试验所得的壁面压力、峰值吸收率、轴向力随时间变化曲线均存在2 ms以上的平台,表明二元发动机建立了准定常流动.冷热态及氮气对照组对应的壁面压力分布、峰值吸收率、轴向力等数据呈现出了明显不同,且二者规律近似一致,一方面说明所建立的模拟流场、燃烧诊断技术、发动机推阻测量技术是有效的,另一方面也表明二元发动机实现了点火燃烧、获得有效热功转换,为后续相关研究奠定了良好的基础.

HG-670/13.7-WM15锅炉低氮燃烧器不同煤粉浓淡比脱硝效果和燃烧特性的数值模拟

针对某电厂锅炉氮氧化物排放量超标的问题,利用前处理软件Gambit建立炉膛模型,设置相应的边界条件,利用Fluent软件对炉内NO_x生成进行了数值计算,研究了煤粉浓淡比对脱硝效果和燃烧特性的影响。结果表明:随着煤粉浓淡比的增大,NO_x排放浓度逐渐降低,并且趋于平缓,而飞灰含碳量则随着煤粉浓淡比的增大呈线性增大,建议合理的煤粉浓淡比为6。

300MW燃煤电站锅炉飞灰含碳量和NO_x排放浓度多目标优化

针对电站燃煤锅炉飞灰含碳热损失和氮氧化物排放问题,阐述了灰含碳量和NOx排放浓度的影响因素,并利用改进的支持向量机算法对其燃烧系统进行建模,通过采集某300 MW燃煤电站锅炉的历史运行数据对模型进行了训练和验证。结果表明,该模型具有很高的精度,能够模拟锅炉内复杂的燃烧过程。同时,该模型结合人工智能算法,通过调整参数,可使飞灰含碳量和NOx排放浓度达到最优值。

300MW煤粉锅炉省煤器蛇形管流场及积灰特性分析

对某机组煤粉锅炉的省煤器蛇形弯管及相连管道处积灰进行冷态数值模拟。利用Fluent软件对颗粒相的计算采用单向耦合模型,忽略固相对气相的作用,在不同进口速度和不同节距条件下,得到绕流流场。结果表明:在平行管处,下四根管子积灰严重,在弯管处,上四根弯头积灰严重,下四根弯头磨损严重;随来流速度增大,在平行管处,速度曲线变陡,回流区范围减小,在弯管处,各点速度大小增加,方向不变;随节距增大,平行管处积灰变化复杂,弯管处扰动增强。

自组织能力对多股流换热器运行和控制影响的研究

在考虑多场 (如温度场、温差场和速度场等 )相互作用和相互影响的基础上 ,对多股流换热器从一个稳态过渡到另一个稳态的自组织能力进行了分析。目标流体出口温度的响应时间和敏感性 ,在温度控制系统中是很重要的两个参数 ,因此本文分析了评估上述指标的多股流换热器自组织能力及其对控制和运行的影响。

脉宽调制型中子管气压自动控制电路

本文介绍了Ｃ／Ｏ测井中子发生器中的离子源气压自动控制电路，离子源脉冲形成电路采用零电压谐振开关技术，存贮器加热电路采用脉宽调制式变换器。