含湿氢氧掺混燃烧过程的三维数值模拟

通过三维数值模拟研究含湿氢氧燃烧和冷却水喷雾掺混蒸发过程,采用k-ε湍流模型及EBU湍流燃烧模型进行气相各物理场计算,利用离散相模型计算冷却水喷雾液滴蒸发过程,基于上述模型对燃烧器中掺混燃烧过程进行三维仿真计算。经过计算,得到燃烧器中各物理量分布和冷却水液滴运动蒸发过程。针对不同的入口含湿工况和冷却水掺混工况进行仿真计算,得到各参数对燃烧火焰结构和流场的影响。

氢氧加湿燃烧过程一维数值仿真

针对氢氧燃烧中间加湿过程,建立了燃烧掺混及水蒸气流中冷却水液滴蒸发的数学模型,采用欧拉-拉格朗日方法对燃烧器中氢氧加湿燃烧及冷却水喷雾蒸发过程进行了一维(1D)数值仿真,得到了燃烧器内蒸汽压力、温度等物理量分布及冷却水液滴的运动变化过程,并针对含湿量不同的氢氧入口条件及冷却水工况进行了计算,分析了各参数变化对掺混燃烧过程的影响,为氢氧加湿燃烧过程分析和燃烧室的初步设计提供参考。

蒸汽流冷却水喷雾掺混蒸发过程一维数值模拟

通过分析高温水蒸汽流中冷却水喷雾液滴的蒸发和液滴与蒸汽流之间的掺混过程,建立描述蒸汽流动和液滴运动变化的数学物理模型。基于欧拉拉格朗日方法和SIMPLE算法设计了一维程序进行仿真计算,获得了试验器中蒸汽相压力、温度、速度的分布及冷却水喷雾液滴的粒径、速度、温度的变化过程。针对不同的冷却水喷嘴结构和工况参数进行一维仿真计算,得到各参数对掺混蒸发过程的影响,为合理控制蒸汽流冷却过程提供指导。

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性。本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区。利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量。该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础。

铝基水反应金属燃料动力系统建模与仿真

铝基水反应金属燃料动力系统采用高能量密度燃料,可大幅提高无人水下航行器的航程,是极具潜力的新型水下能源动力系统。文中分析了铝基水反应金属燃料动力系统工作原理,建立了全系统的性能计算模型,提出了该模型的求解方法,利用模型计算了系统关键节点的热力工作参数,获得了关键节点的热力工作参数和设备性能参数对系统热效率的影响规律。仿真结果表明,铝基水反应金属燃料动力系统比锂电池等目前常用的水下能源动力系统具有显著优势,且通过优化其热力工作参数,可进一步提高铝基水反应金属燃料动力系统的热效率。

基于FLUENT的超高速机械密封换热特性分析

为了研究超高速情况下机械密封与冲洗液的换热特性,确定换热程度的强弱,基于数值计算方法,建立了超高速机械密封装置的流固耦合模型,通过计算得到了温度场,提取了部分面的温度分布,根据公式计算出对流换热系数,所得结果与解析解相近。得出结论:通过该方法计算得到的对流换热系数较为精确;冷却液与动环接触部分的换热能力高于与静环接触部分的换热能力,但差别不大;通过增加冷却水入口冲洗量可有效增强部分壁面的对流换热情况。该方法可为机械密封设计提供理论依据。

加湿氢氧燃烧进气组织研究

本文针对某水下动力系统中加湿氢氧燃烧的应用环境,分别设计了3种形式的燃烧室进气结构,通过仿真计算及试验手段对3种进气结构的氢氧燃烧组织性能进行了研究。经研究发现,同轴挡板式结构不能保证燃烧室头部的安全运行;同轴套管式进气结构燃烧火焰很长,所需燃烧室长度过长;同轴斜孔式结构在满足燃烧室头部安全运行的同时,可明显缩短火焰长度,进而缩短燃烧室长度。

水下燃料电池推进技术研究进展

水下燃料电池推进系统具有能量转换效率和比能量高、振动噪声低、无尾气排放等诸多优势,可大幅提高无人潜航器的航程、航深和隐蔽性等关键性能,是水下推进领域极具发展潜力的技术方向。本文介绍了水下燃料电池推进系统组成和工作原理,归纳了国内外在无人潜航器、氢氧燃料电池和高能氢氧源方面的研究进展,探讨了水下燃料电池推进技术未来的发展重点。在氢氧燃料电池方面,应重点解决纯氧供应和闭式循环带来的排水、腐蚀等问题。在高能氢氧源方面,能量密度较高的是铝水反应制氢、柴油重整制氢和高氯酸锂制氧,应予以重点关注。

氢氧燃烧尾气组分测量影响因素仿真分析

氢氧燃烧尾气中含有残留氢气、氧气及大量水蒸气,需经减压、冷凝、充氩、过滤和干燥等预处理后,方可用组分分析仪对其中的氢氧组分含量进行测量,这些预处理环节将对测量结果造成不可避免的影响。文中在分析氢氧燃烧尾气组分测量基本过程的基础上,通过对燃烧室内富氢、富氧和当量比3种工况下氢氧反应的化学平衡过程建模,以及各预处理过程的分析和建模,开展了氢氧燃烧尾气组分测量影响因素的仿真分析。结果表明,组分测量影响因素主要为当前的环境温度,环境温度越高、测量获得的氢氧燃烧效率越低,真实燃烧效率则要更低一些。此外,相同环境温度下富氢工况的真实燃烧效率相较其他工况要更低一些。同时根据仿真分析结果,提出了提高测试准确率的改进措施。

道路工程试验检测技术应用问题与解决办法

结合实际案例,阐述道路工程试验检测技术的应用,分析道路工程试验检测技术中存在的问题,并提出加强技术标准化建设、采用先进检测设备提升精度、强化从业人员培训等措施,旨在为提升我国道路工程试验检测技术水平、保障道路建设项目质量提供科学依据和实践指导。

相变常数对反应射流气羽影响的数值研究

以Li-SF_(6)反应射流为能量来源的闭式循环动力系统在水下推进以及航空航天等领域具有广阔的应用前景。本文在欧拉模型和组分输运模型的基础上,结合涡耗散反应速率模型和Lee相变模型对Li-SF_(6)反应射流过程进行了三维稳态计算,研究了相变常数对反应射流流场以及气羽结构的影响。研究结果表明,反应射流气羽穿透长度随蒸发常数的增加而增加,随凝结常数的增加而减小;在蒸发常数为10^(4)以及凝结常数为10^(6)下,气液界面与饱和温度分布一致,模拟计算结果与实验结果符合较好。本文研究结果将为Li-SF_(6)反应射流的数值模拟奠定基础,也将对Li-SF_(6)射流反应器的设计和安全运行提供指导。

甘南高寒阴湿地区二级公路沥青路面使用环境与施工质量保证措施分析

甘南高寒阴湿地区具有明显的海拔高、大气压力低、紫外线强、长冬无夏、严寒阴湿、降水丰富、昼夜温差较大、夏季阵雨及冻融频繁等特点。本文结合尕秀至玛曲二级公路改建工程沥青路面建设体会,通过对项目所在地气候变化情况的观测统计,分析了高寒阴湿地区气候特点、路面损坏及使用性能特征,提出了该地区二级公路沥青路面施工设备与人员安排、施工组织、半刚性基层沥青路面的优化设计及施工质量保证措施等相关建议,以供今后类似工程参考。