W火焰锅炉SCR脱硝超低排放技术及应用

截至2021年底,全国已有超过95%的燃煤火电机组实现了氮氧化物超低排放,剩余均为燃用无烟煤的W火焰锅炉,其产生的氮氧化物质量浓度高达750~1200 mg/m^(3),实现超低排放难度大,是我国实现超低排放政策的“最后一公里”。目前,选择性催化还原(SCR)脱硝流场技术主要有“SCR分区混合动态调平技术”“全烟道断面混合流场技术”“常规精准喷氨技术”等。以某设计脱硝效率需高达95%的W火焰锅炉为例,通过计算流体力学(CFD)模拟的方式对比3种技术的性能指标,“SCR分区混合动态调平技术”的各项指标明显优于其他技术。工程改造后,在脱硝系统入口氮氧化物质量浓度为1000 mg/m^(3),出口低于50 mg/m^(3)时,可实时保持氨逃逸量小于3μL/L,远超常规SCR脱硝系统最高设计效率(93%),为W火焰锅炉氮氧化物超低排放提供了新的技术路线。

单相发汗冷却对脉冲爆震燃烧传播的影响

作为一种先进推进系统,脉冲爆震发动机热端部件的热载荷随着工作频率和飞行马赫数的提高而大幅增加。发汗冷却具有很高的冷却效率和更低的冷却剂消耗,使其成为脉冲爆震发动机燃烧室壁面冷却的理想方案。开展发汗冷却与爆震燃烧耦合研究,是爆震发动机发汗冷却设计的理论基础。为了探索发汗冷却的固体和流体结构对爆震燃烧的影响规律,本文采用实验方法,研究了不同多孔介质结构和单相发汗冷却对充分发展爆震燃烧传播过程的影响。结果表明,爆震波在多孔介质壁面上传播时发生减速,但不会引起爆震波解耦。单相发汗冷却引发爆震燃烧失效的主要原因是冷却剂的稀释作用使得局部当量比低于燃料的可爆极限。当冷却剂注入率超过12.5%时,爆震燃烧解耦。

旋转爆震火箭发动机推进性能分析

针对旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine,RDE)燃烧室简化二维流场,采用流场分区,建立了一种适用于RDE工作特性的性能分析模型,可快速准确地估算RDE的推进性能。模型考虑了燃烧室内气流膨胀过程中的气流角度匹配,可准确描述存在单个爆震波时的基本流场结构特征,包括爆震波倾斜角度、斜激波角度、滑移线角度等,结果与已有文献的研究结果一致性较高。根据模型流场中所取控制体的进出口参数,可得理想膨胀状态下RDE的推进性能,估算结果与已有性能估算模型吻合较好,与已有实验数值偏差为8%。经验证推导,模型亦可用于多波模态。采用该性能分析模型对比研究了不同反应物当量比、进气总压和总温下火箭式RDE的推进性能。研究表明,性能分析模型可准确反映RDE燃烧室的非稳态流场特征,且可快速准确地估算RDE的推进性能,为RDE推进性能的评估提供了简便可靠的方法。

液体火箭发动机尾焰金属发射光谱仿真与实验研究

液体火箭发动机尾焰包含丰富的光谱信息,可以作为检测发动机运行状态与故障情况的重要依据。本文建立了高精度的液体火箭发动机尾焰金属发射光谱数值模拟方法,该方法以逐线法(Line-by-Line,LBL)为基础,考虑介质的光学厚度影响。利用该方法,对液体火箭发动机发生故障时,尾焰中可能存在的铁、镍、钾发射光谱进行了数值模拟,模拟结果与NASA光谱模拟程序所得结果相吻合。最后,在甲烷-氧气、乙烯-氧气预混火焰开展了铁、钾发射光谱的实验验证,结果表明,以光谱面积与特征峰强度为对比参数,光谱模拟结果和实验结果的相对误差在2.5%以下,利用实验数据,进一步讨论了光学薄和光学厚两种模型的适用性。

光流法测速在点火过程研究中的应用

光流法作为一种运动图像分析方法,正在越来越广泛地被应用于燃烧诊断领域,它能够定量获得火焰面位移速度.在强迫点火过程研究中,准确测量火核的演变速度能够更清楚地揭示其物理化学过程本质,基于此,本文验证了利用光流法研究点火过程的可行性,并分析了其准确度,研究了静止混气和扩散射流中的强迫点火过程,定量展示了强迫点火过程中火核的发展速度,可为点火模型的建立提供数据支撑.结果显示,射流中火核的发展速度呈现先慢后快的特点,并且在发展过程中,其速度矢量场中会出现多个发散源.

信息化技术在分布式储能系统控制和管理中的应用

随着风能、太阳能等新能源的快速发展,储能系统在分布式发电系统中扮演着平衡能源供需、提供持续可靠电能和调节功率波动的重要角色,成为分布式发电系统中的关键组成部分,因而通过应用信息化技术以实现分布式储能系统更高的自动化程度、智能化水平和运维效率已成为趋势。介绍分布式储能能量管理系统的需求、硬件拓扑结构、网络拓扑结构以及其信息系统实现方式等,并重点阐述分布式储能信息系统实现方式中的分布式储能信息化总体架构、信息平台接入系统、主要功能及平台界面设计等。其中,信息平台接入系统包括电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备,前三者与其他电气设备在储能系统中均发挥不同的作用,彼此相互写作,实现对分布式储能系统的监控、优化和控制。分布式储能能量管理系统的主要功能包括数据采集与监测、远程监控与操作、能量管理与优化、数据分析与预测、能源交易以及故障诊断与预警。分布式储能信息化系统具有较高的可靠性和稳定性,能够适应较为复杂的工业环境。但随着信息化技术的广泛应用,也带来网络安全和数据隐私等方面的挑战。为了确保系统的安全性和数据的机密性,在分布式储能系统建设时还应采取恰当的安全措施和隐私保护措施。

初中回忆性散文群文阅读教学优化策略

回忆性散文作为初中散文教学中的重要类别,因其独特的写作特点与动人真挚的感情,具有极大的教学价值。但在具体教学中,有的教师忽视了回忆性散文与其他散文的区别,导致学生无法对回忆性散文中“两个‘我’”以及两种类型的情感交织形成正确的认识。结合教学实际,以群文阅读教学理论指导初中回忆性散文教学,可突显回忆性散文的文本特征。

排涝泵站的软基处理方案研究

针对广州市民政局精神病院院区东南侧排涝泵站的软基问题展开研究,通过分析院区的地质情况和现有设施的状况,提出了针对性的软基处理方案。通过地质调查、土壤分析以及工程比较,选择了最适合的方案,并对其进行了详细的计算和分析。通过泵房基础处理方案、地基承载力计算、沉降计算等内容的研究,为排涝泵站的建设和维护提供了可靠的技术支持。

一种新型进气畸变设计体系研究

进气畸变实验是航空发动机气动稳定性评定的重要方法之一。为克服传统设计方法逼近目标畸变图谱准确性低、实验迭代次数多等缺点,提出基于丝网间距和多孔介质映射关系,采用Fluent设计目标图谱畸变网的设计体系。设计了稳态总压测试系统,完成了畸变发生器的实物设计及风洞试验,畸变指数误差小于1.5%。试验结果表明设计体系可以高精度、高效地模拟畸变要求。

基于仿真的航空发动机进气畸变系统设计方法研究

进气畸变试验是航空发动机气动稳定性评定的重要方法。本文提出一种基于仿真的畸变网设计框架,克服了传统设计方法无法准确逼近目标畸变图谱、实验迭代次数多的缺点。提出了将畸变网格简化为多孔介质模型,采用CFD工具逼近目标图谱的畸变网设计方法。最终完成了300mm尺寸的畸变发生器的实物设计及风洞试验,实际的畸变指数与设计目标误差小于1%,试验结果表明设计框架可以高精度、高效地模拟畸变要求。

单次脉冲爆震反压传播规律与抑制研究

脉冲爆震燃烧室(pulse detonation combustor,PDC)反压反流的前传是导致脉冲爆震发动机推力损失的主要因素。为抑制PDC反流的传播,采用气动抑制策略,设计出不同结构组合而成的10种隔离段,使用恰当比的乙烯/富氧空气混合物开展了单次脉冲爆震的实验研究。结果表明:当反压传播距离约为0.86倍PDC长度时,相比于基准隔离段,Venturi管(V)与1.5倍PDC直径的直管组合的隔离段由于能够提供更大的膨胀空间,其反压的传播速度与峰值可分别降低约10%与20%;相对于无Tesla阀(T)的隔离段,在安装了Tesla阀的隔离段中,反压传播速度可再降低27.3%以上;相对于无泄压小孔(S)的隔离段,安装了泄压小孔的隔离段可降低25%的反压峰值;中心锥(C)的引入可大幅提高反压传播过程中的平均衰减率。在10种隔离段中,CVST型组合隔离段结构具有最佳的反压抑制能力。相比于基准隔离段,反压在CVST隔离段中的传播速度降低了约50%,峰值降低了约40.5%,平均峰值衰减率提升了1倍左右。

点火位置对两相旋转爆震波起爆特性影响的实验研究

为了揭示两相旋转爆震波在空筒形燃烧室内的建立过程及传播特性,以航空煤油为燃料,富氧空气为氧化剂,在不同氧化剂供给条件下,实验研究了垂直预爆管安装位置(即点火位置)对旋转爆震起爆特性的影响。结果表明,在四个点火位置上(距喷注端面分别为20,40,60和90 mm,相对点火位置分别为0.15,0.30,0.46和0.69)均可触发并实现旋转爆震波的稳定传播,并观察到稳定爆震和不稳定爆震两种模态;旋转爆震波的建立过程均可以分为三个阶段:缓燃燃烧阶段、起爆阶段和稳定旋转爆震阶段。其中,缓燃燃烧阶段耗时最长,占爆震波建立时间的60%~80%,是制约RDE快速启动的关键环节;在相对点火位置为0.46处点火时,稳定爆震模态的建立时间最短且对应的工作范围最宽。

热伴流中甲烷射流的自燃特性研究

采用高速化学自发光测量方法对热伴流中甲烷射流的自燃特性进行了实验研究,研究了不同射流速度、伴流温度和当量比下,自燃火核的生长速率、长宽比、质心运动速度随时间的演变规律.结果表明:随着射流速度的增加,自点火位置显著下降;进一步升高射流速度并没有明显改变火核出现的位置,但是会阻碍火核的生长;在射流速度、伴流当量比一定的情况下,火核生长速率和长宽比在高、低伴流温度间表现出不同的行为.低伴流温度下,火核生长更快且接近统一的长宽比,而高伴流温度下,长宽比随射流速度的增加而增加,这表明火核不再是圆形而是在轴向拉长.

马赫2凹腔燃烧室火焰振荡特性实验研究

通过本征正交分解、连续小波变换等统计学方法,对超声速凹腔燃烧室内火焰自发辐射光谱图像进行分析,以探究典型来流与燃料喷注情况下燃烧室内的火焰振荡情况.通过实验室可控的声激励射流火焰,验证了统计学方法在研究火焰振荡特性方面的可行性和有效性.进而,将这些方法应用于来流马赫2的超燃冲压模型燃烧室,研究了大长深比凹腔燃烧室在不同燃料喷注工况下的火焰振荡特性,通过与现有文献结果对比,得出了大长深比凹腔更有利于抑制燃烧振荡的结论.

超声速进气道与脉冲爆震燃烧室匹配工作特性研究

为探索设计点马赫数为2.5的三波系二元混压式超声速进气道与脉冲爆震燃烧室的匹配工作特性,设计了3种工作方案,采用带有化学反应的非定常数值仿真方法,研究了多循环工作过程。结果表明:燃烧室出口泄压与燃烧室进口机械阀均能抑制反传压缩波向上游的传播,拓宽进气道稳定工作裕度,且能提高循环频率;但前者会损失推力,而后者能大幅增加推力。机械阀会对燃气中的压缩波产生反射作用,增大燃烧室内湍流度,使得在开阀瞬间燃气被卷吸至上游扩张段内,但燃气中的反射压缩波不会影响爆震波波速与形态。在爆震波起爆与传播过程中,燃烧室进口应尽可能扩大物理遮挡物阻塞比,且不应对进气道出口流动造成堵塞,增加流动阻力。

基于计算层析成像的火焰三维重建算法研究

针对计算层析成像火焰三维重建,本文发展了一种新的迭代算法,乘型代数重建非局部平均滤波算法(MART-NLM),通过与现有迭代算法进行对比,发现MART-NLM具有更好的重建精度,可以有效抑制噪声和伪影,改善火焰锋面的重建质量;在存在5°角度误差及5%高斯噪声下仍能重建出火焰轮廓,具有较好鲁棒性.

脉冲爆震发动机尾喷管的实验

选取3类10种有代表性的脉冲爆震发动机尾喷管进行了试验.研究结果表明,各种喷管对性能均有提高;对每类喷管均存在一最佳面积比,使推力增益最大;在受试的尾喷管中,收敛-扩张喷管增益最大,达24%;填充系数对喷管性能增益影响甚微.

原理模型脉冲爆震发动机性能参数的实测与分析

应用爆震波理论对原理模型脉冲爆震发动机（ＰＤＥ）中的压力及平均推力作了理论分析，且按实际给定参数进行了计算。并在自行研制的模型脉冲爆震发动机上对这两个参数进行了实测。对理论值与实测值的比较分析表明，该原理模型ＰＤＥ能产生脉冲爆震波和推力。

新形势下本科生人才培养策略探究

随着社会的快速发展,在当前新形势下,高校本科生人才培养工作在发生着深刻变化。为了在当下的国际环境中乘风破浪、行稳致远,十分有必要重视当前高校本科生人才培养中出现的学生学习热情不高、线上学习投入不足、毕业就业难、价值观摇摆、心理状态波动等诸多新问题,建议从开展接地气的思政教育、改变教育理念、深化高等教育改革、重视心理健康及疏导四方面入手,解决新形势下高校本科生人才培养面临的新问题。

模型两相脉冲爆震发动机推力的测试与研究

应用推力间接测量法 ,对模型两相脉冲爆震发动机的瞬时推力进行了详尽的测试 ,并依此计算了相应的平均推力。分析比较所得结果表明 ,该模型能产生很大的瞬时推力。