不同反应机理及模型对燃气轮机燃烧室数值模拟结果的影响

对甲烷燃烧NOx排放的5种典型机理进行分析比较,对比了详细机理、稳态假设简化机理和经验拟合机理在燃烧室NOx排放数值模拟中的特点,并运用这些机理计算了与燃气轮机燃烧室工况相似的湍流燃烧过程.通过已有试验结果对模型进行校验,讨论了模型参数、压力等对温度和NOx排放的影响,结果表明:模拟结果与试验结果较吻合,说明合理选择化学反应模型、湍流模型和燃烧模型,可以提高计算效率及保证结果的准确性.

合成气旋流预混燃烧的大涡模拟

如何高效洁净地燃烧合成气是整体煤气化联合循环(IGCC)系统中面临的主要问题。利用旋流贫燃预混燃烧可以达到强化传热传质,提高燃烧反应效率,降低NOx等目的,但由于合成气中所含有的H2成分,同样面临燃烧不稳定问题。为了对合成气旋流预混燃烧室的燃烧不稳定性及污染物排放提供理论和数值上的指导,采用大涡模拟方法,对典型的旋流预混燃烧室中的合成气燃烧进行了模拟。结果显示,随着H2含量的增加,火焰缩短向上游发展,燃烧室下游涡破碎更加集中。较高的入口雷诺数,加剧了涡团破碎的程度和速度,同时影响中心回流区和几何回流区的大小及分布。随着当量比的减小,火焰褶皱程度加大,燃烧趋向不稳定。增大压力火焰长度会明显缩短,NOx排放量也会随之增大,但NOx的反应速率只有在较低压力下才会对压力变化比较敏感。

钝体燃烧器中心射流火焰不稳性机理实验研究

为了设计火焰更加稳定的燃烧器,需要对导致火焰不稳定的机理开展研究。通过在钝体外侧通环形空气流,中心通燃料得到钝体稳燃非预混火焰。借助平面激光测速仪、增强型光电耦合器等测量手段,对两类不稳定火焰——不稳定脱离火焰和分离闪烁火焰的流动和反应区分布进行了测量,分析了导致两类不稳定火焰机理。结果发现,中心燃料和空气雷诺数的相对大小不同的情况,进入回流区内的燃料量的差异,是导致出现不同不稳定火焰模态的重要机制。因此为了得到稳定的钝体燃烧器中心射流火焰,需要合理安排流场使得回流区内燃料浓度合理。

塔式太阳能热发电站设计点DNI优化研究

设计点法向直接辐射(direct normal irradiance,DNI)是塔式太阳能热发电站优化设计的重要参数。本研究采用由美国可再生能源实验室开发的数值模拟软件(system advisor model,SAM)对我国哈密地区典型配置的50 MW塔式太阳能热发电站进行数值模拟,考察设计点DNI为700 W/m2~950 W/m2时,各设计点DNI对应的最低成本电价的太阳倍数、镜场规模、储热时长、吸热器功率、发电量和利用小时数等,分析不同设计点DNI对塔式太阳能热发电站设计的影响。结果表明,在塔式太阳能热发电站设计时,开展设计点DNI优化研究工作是十分必要的,在本研究中,最低成本电价区间和最高年发电量的设计点DNI区间为750 W/m2~850 W/m2。

旋流预混燃烧室流动混合的大涡模拟

采用大涡模拟的方法研究旋流预混燃烧室中的流动及燃料空气混合过程,选取亚格子湍动能模式为基准的涡黏模型,通过模拟涡核的运动过程定性的表征了拟序结构的发展;引入混合不均匀度的概率密度函数,研究入口边界条件尤其是入口速度对于涡团破碎及混合程度的影响规律;通过研究速度分量与燃料质量分数脉动的相关性,分析了不同方向的速度脉动对于混合过程的影响因子.这些均为进一步研究旋流预混燃烧室的燃烧不稳定性及污染物排放提供了理论上的指导.

整合素的活性调控及其功能

整合素是一类广泛表达于细胞表面的黏附分子,能够感知细胞内外刺激,通过双向跨膜信号调控细胞黏附与迁移、细胞生存、免疫监视、凝血、发育等多种生理过程。整合素在细胞膜表面通常以折叠的非活化构象存在,而在接受活化信号后,可以转变为伸展的活化构象。整合素活化状态的转变与其本身的内化及再循环过程以及细胞正常生理活动紧密相关;而整合素活性调节异常会导致多种疾病的发生。整合素动态活化是整合素活化蛋白和去活化蛋白共同作用的结果。本文将对整合素活性调控与细胞迁移以及相关疾病发生过程中其活性的转变进行概述,同时也对目前已知的为数不多的整合素去活化蛋白进行简要的介绍。

部分预混旋流燃烧的大涡模拟

采用耦合涡耗散概念模型的大涡模拟方法,探究了Re和组分变化对部分预混旋流火焰动力学特性的影响。通过与实验结果定性和定量的比较,验证了大涡程序模拟燃烧过程的可靠性。计算结果显示Re的增加,会明显提高空-燃混合效率,从而导致部分预混火焰中预混燃烧模式的比例有所增加,且预混燃烧区域向上游移动,Re的增加也会使得火焰下游产生更多更快的涡破碎结构。N_2含量的增加,会减小流向回流区尺寸,降低空-燃混合效率,但对减小火焰温度具有明显效果,从而对降低NO_x排放产生积极作用。结论为进一步研究部分预混旋流燃烧室的不稳定性及燃烧效率提供了理论和方法上的指导。