燃气轮机液压执行机构紧急关闭时间计算方法

针对重型燃气轮机液压执行机构紧急关闭的动作过程,分析液压油流出工作油缸流经管路的局部阻力,结合活塞受力分析,建立了活塞运动速度的数学模型。基于此,计算执行机构活塞从紧急关闭触发到完全关闭的位置轨迹,对运动速度的计算结果及运动速度公式进行分析,提出了一种工程设计中方便使用的紧急关闭时间的简单计算方法,并将计算结果与试验记录进行对比,发现计算所得位置曲线与试验记录吻合度高,紧急关闭时间计算值与实际值之间误差较小。

基于组合参数分析的LED散热结构优化研究

为了提高LED的散热性能,利用数值计算软件Icepak对其散热过程仿真模拟。LED散热受众多结构参数影响,选定影响芯片结温的主要因素,并逐一进行模拟计算,确定目标函数随各变量的变化趋势。为了进一步合理设计散热主体结构,通过正交试验优化参数组合,分析肋片个数、肋片高度、散热器高度以及基板厚度等4个因素对芯片结温的综合影响,得到优化后的参数组合。将所得最优组合参数解模拟计算,与初始结构相比芯片结温降低了9.02℃,达到了优化目标。

基于有限元法LED散热强化研究

为了解决大功率LED散热问题,构建了包括LED固体部件及外部流体空间的三维数学模型。基于有限元法,应用k-ε模型模拟自然对流换热条件下LED模组散热情况。模拟结果表明,LED模组温度场分布不均,芯片结温较高;受芯片功率密度及位置布设的影响,中心翅片的散热效果差。通过改变散热器结构,设计了两种翅片组合形式,虽然换热面积有所减少,但由于中心翅片的对流换热得到强化,达到了降低结温的效果,提高了散热性能。

气烧石灰竖窑的数值模拟及优化研究

将气烧石灰竖窑中的石灰石处理为多孔介质,多孔介质能量方程选用单温度方程,以源项的形式添加石灰石分解反应,将分解反应热添加到能量方程中。通过建立能量源项的自定义函数,实现在单温度方程中以非定常能量源项来表示石灰石分解反应吸收热量的目的。研究结果表明,添加能量源项后,石灰窑中出现了明显的三带分布,即从窑底到烟气出口依次为冷却带、煅烧带、预热带,且煅烧带中的温度维持在1200~1500 K;在此基础上,得到了该型石灰窑的最佳运行工况参数,即当高炉煤气质量流量为0.127 kg/s、助燃风与冷却风的流量比为2∶3、助燃风和冷却风质量流量分别为0.0970 kg/s和0.1455 kg/s时煅烧效果最佳。

采用局部非热平衡模型对石灰窑温度场的模拟及优化分析

以某300t／d气烧石灰环形竖窑为研究对象，为获得其最佳运行工况并解决窑中煅烧温度分布不均匀的问题，采用数值模拟方法进行研究。将石灰石视为多孔介质、采用自定义标量方程（UDS）编译局部非热平衡模型、窑体中碳酸钙分解反应以源项的形式通过自定义函数（UDF）添加到整个反应过程中，获得的窑体中排烟和出料的模拟平均温度与实测值误差很小（〈15％），且石灰石固体和烟气的两相温度三带分布图符合实际煅烧过程的温度分布，验证了模拟计算的合理性；在此基础上，对燃料流量、助燃风流量和冷却风流量3参数进行单参数分别分析和正交试验分析。研究表明：燃料流量和冷却风流量对窑体温度场影响较强，而助燃风流量的影响较弱；石灰窑的最佳运行工况为燃料流量、助燃风流量和冷却风流量分别取0．1524、0．1067和0．1746kg／s。

并流蓄热式双膛石灰窑煅烧过程数值模拟研究

为提高并流蓄热式双膛石灰窑生产中石灰石的活性和降低能耗。以200 t/d的双膛石灰窑为研究对象,对采用自定义函数和自定义标量方程编译的局部非热平衡模型和石灰石化学反应模型添加前后的燃料、CO2、O2的质量分数分布及温度分布做了对比分析。结果表明:添加前后的燃料、O2和CO2质量分数分布趋势一致,添加前燃料和O2的质量分数比添加后高,CO2质量分数比添加后低;添加后煅烧带烟气温度分布为1 188~1 612 K,石灰石固体颗粒的温度为1 107~1 398 K,符合设计煅烧温度范围1 123~1 423 K;出口排烟和出料的模拟平均温度与同工况实测值相比,误差在15%以内;石灰窑煅烧窑体的预热带、煅烧带和冷却带的分布高度分别为3.5、6和4.5 m,与设计值基本吻合;添加后获得了设计工况下煅烧窑体中的碳酸钙累积分解率分布图,出窑时的分解率为0.961 5。

竖式石灰窑煅烧过程动态建模及特性分析

采用数值仿真的方法对石灰窑煅烧过程进行研究。基于煅烧过程的物理机理建立竖式石灰窑的数学模型,该模型相比于以往模型,将窑内堆积的石灰石视为球形堆积床式非惰性多孔介质,考虑煅烧过程中各参数的时变性,以及气、固移动和反应引起的组分、能量变化;在此基础上,分别进行燃料量变化静态仿真实验和燃料量、进料量、冷却风扰动仿真实验,得到了几个主要位置的特性参数及传递函数。结果表明：以燃料量为控制参数,煅烧带固体温响应的放大系数K为0.75,其他监测位置的放大系数也为最大,表明其调节作用显著;以冷却风量为控制参数,过程响应无纯滞后,且煅烧带固体温度响应的时间常数T为195.25,其他监测位置的时间常数均较小,表明以冷却风为控制变量的调控效果比较灵敏;以进料量为控制参数,控制效果适中,但会引起产量变化。