基于三维建模的喷油器流量系数在线测试

该文提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法。通过实验探究了燃油系统内部压力波的演化及传递过程并基于实验数据验证了算法的准确性;基于黎曼不变量理论将燃油系统内部复杂的压力变化过程简化为黎曼波的演化及传递过程,并建立了喷油过程中喷油器入口压力与流量系数的数学关系;根据燃油系统结构提出了一种基于喷油器入口压力信号的黎曼波解耦方法,提高了算法的使用范围。该文搭建了流量系数测量平台,通过实验验证了所提出方法有较高精度。

柴油-天然气双燃料喷射器燃料喷射特性的测试方法

针对双燃料喷射器结构复杂而无法实现喷射特性同时测量的问题,以同心双轴针式喷射器为研究对象,提出一种油和气同场测量方法,用动量法获取喷油规律及喷气规律型线,再通过测试密闭容腔内的压力变化计算喷气量,将二者结合可在测量喷气量的同时测量出精确喷气规律,最后对柴油-天然气双燃料喷射器的常用工况进行测试及验证。结果表明,采用动量法结合容积法的喷气规律测量方法得出的喷气量误差不超过5%。对喷射器的一致性进行验证,喷油量与喷气量的波动率均不超过3%,证明其喷射器一致性较好,该测试技术具有较高的准确度与可信度。

微波干燥多孔硅酸钙干燥动力学及微观结构演化

探究微波功率和样品负载量对多孔硅酸钙微波干燥动力学和特性的影响.结果表明,Midilli模型是微波干燥多孔硅酸钙的最佳模型.多孔硅酸钙水分有效扩散系数(Deff)随着样品负载量的降低和微波功率的增加呈上升趋势,样品负载量为4~30 g时,对应的Deff=4.265×10^(-9)~1.967×10^(-9)m^(2)/s,微波功率为100~350 W时,对应的Deff=3.222×10^(-9)~25.224×10^(-9)m^(2)/s,微波功率密度相同时,微波功率愈大Deff越高.增加多孔硅酸钙负载量和增加微波功率都能提升微波干燥效率,样品负载量为4~30 g时,对应的微波干燥效率为6.04%~21.52%,微波功率为100~350 W,对应的干燥效率为11.57%~28.69%.通过扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对材料进行表征,微波干燥后的多孔硅酸钙与传统方法干燥后的相比,脱除了部分化学结合水,颗粒的团聚减少,颗粒分散性明显提高.

喷孔几何特征对孔内流动及近孔区域燃油雾化的影响

采用混合多相流模型与空穴模型相结合的方法,对喷孔内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化进行数值模拟。计算结果表明,喷孔几何特征对其内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化具有重要影响,对于截面渐扩的喷孔,孔内空化效应、湍流度均增强,喷孔出口流速提高,喷油压力增大时效果更显著,空穴强度增大能够促进近孔区域燃油快速分裂,使燃油液滴雾化更细小,有利于柴油机油气混合以及性能的提高。对于截面渐缩的喷孔,孔内空化效应受到抑制、湍流度和喷孔出口流速均降低,喷孔出口液柱较长、液块较大,近孔区域燃油雾化程度降低。

双燃料燃气轮机喷嘴结构及性能研究

针对工业燃机对燃料适用性的要求,为实现机组在工作状态下燃料的无扰动切换技术,在某母型机燃油喷嘴的基础上,设计一款可以兼烧天然气和轻柴油的双燃料喷嘴。为考察喷嘴结构对燃烧性能的影响,采用Fluent软件计算天然气斜气孔的旋向、径向角度、旋流角度、气孔直径等参数对燃烧场的影响,并与原型机燃油流场进行对比分析。研究结果表明,当斜气孔与空气旋流器同向、旋流角度为40°、径向角度为30°、孔径为1.0 mm时,燃烧室出口温度场特性良好,出口温度最大不均匀度为22%,径向不均匀度为5.6%,周向不均匀度为1.0%,总压损失为3.6%,燃烧效率为98.6%。天然气燃烧场特性与轻柴油燃烧场基本一致,说明该型双燃料喷嘴能满足不同燃料燃烧的性能要求。

燃气轮机燃烧室点火特性

通过数值计算方法研究火核半径、点火能量以及点火持续时间的耦合作用对燃烧室点火特性的影响。研究表明:导致点火失败的原因有3个,即点火功率不足、点火持续时间不足以及火核半径太小。当点火功率较小时,可以通过延长点火持续时间的方法使点火成功,但是当点火功率低于最低值时,无论如何延长点火时间,点火都是失败的;当点火持续时间较小时,可以通过提高点火功率做补偿,以保证点火成功,但是当点火持续时间低于最低值时,无论如何提高点火功率,点火都是失败的;当火核半径较小时,要想保证点火成功,必须延长点火时间,但是当火核半径低于最低值时,无论如何延长点火时间或提高点火功率,点火都是失败的。

Cu-Ce催化剂上CO催化燃烧反应机理研究进展

CO作为大气主要污染物之一,来源较为广泛。工业炉窑、冶金工业以及机动车尾气排放等均会造成CO大量排放,污染环境。催化燃烧技术是公认的有效限制并消除CO的主流技术,可通过引入催化剂的方式实现CO低温高效转化,已在汽车尾气排放、CO优先氧化等低温催化氧化领域形成了产业化应用,且效果显著。Cu-Ce复合氧化物催化剂具有低温高效、寿命长且廉价等优点,成为应用于CO催化燃烧的首选催化剂。综述近年来Cu-Ce体系催化剂上CO催化燃烧反应的研究进展,列举了不同的催化剂制备方法,概括了Cu-Ce催化剂的结构形貌-性能关系与载体-活性组分的强相互作用规律(尺寸效应、界面效应),分析了基于表征技术、原位试验与反应动力学等方法得到的不同反应路径之间的差异,总结出CO催化燃烧微观反应机理。同时根据不同工业废气中CO浓度变化特点,介绍了中国科学院力学研究所高效洁净燃烧课题组近年的相关工作进展,最后对CO催化燃烧反应研究未来发展方向进行了展望。以转炉炼钢过程中产生的转炉放散煤气(CO≤35%)为例,设计制备出低温高效CuCe 0.75 Zr 0.25 O y催化剂,并进一步合成工业级蜂窝陶瓷催化剂,提出了CO自持催化燃烧技术,探究得到宽CO浓度范围(1%~20%)条件下的CO催化燃烧反应规律(诱导阶段、热飞温及热自持阶段),确定了较详细的CO催化燃烧反应路径(M-K和L-H机理)与稳燃机制(贫燃极限、稳燃温度场、换热特性),为转炉放散煤气从所需燃气引燃到自身能量回收利用的双向节能提供切实可行的技术方案。未来CO催化燃烧反应机理研究可从新型高效纳米Cu-Ce催化剂出发,寻找精细的形貌可控催化剂制备方法与规模化生产技术,制得活性位原子利用率高、持久高效的催化剂,采用先进的原位表征试验技术与理论模拟计算方法,深入研究催化剂载体-活性组分相互作用演化规律,开展CO催化燃烧吸附-反应-脱附过程的定性定量研究,以丰富CO催化燃烧安全控制理论,考察长时间复杂烟气环境下催化剂的各项性能,促进工业节能减排的发展。

柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法

为实时获取柴油机工作过程中喷油器喷嘴流量系数的动态变化过程,提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法.基于黎曼不变量理论将复杂的压力变化过程简化为黎曼单波的运动过程,并建立了喷油器入口压力与流量系数的数学关系.用压力二阶导数曲线的特征值确定4个压力单波W1、W2、W3和W4到达测量点的时刻.通过判断右行压缩波W3是否到达压力测量点,将喷射条件分为小喷油量条件和大喷油量条件.在小喷油量条件下对左行膨胀波W1进行解耦;在大喷油量条件下对W1与W3进行解耦,并提出两种条件下针阀运动时刻瞬态流量系数在线计算方法.结果表明:该方法所得出的瞬态流量系数曲线与试验台实测获取的瞬态流量系数曲线的拟合精度达到0.9300以上,计算的平均流量系数与实测平均流量系数的误差不超过5%,该方法有较高的精度.

600MW喷嘴配汽方式汽轮机调节阀特性研究

在以往研究基础上对600MW喷嘴配汽方式汽轮机调节阀特性做进一步研究。针对调节阀特性,分别从热力特性与流量特性两方面,通过数值计算法与仿真试验法探讨调节级压比、反动度及蒸汽流量随调节阀动作的变化规律,为喷嘴配汽方式汽轮机组运行优化研究提供了理论指导。

针阀启闭过程近场射流破碎机理的研究

设计搭建了喷油器试验平台,采用数码相机和高放大倍数、高分辩率的长距离显微镜成像技术,对燃油近场区域射流破碎进行可视化试验.并以试验工况下的流动为研究对象,基于开源计算流体动力学(CFD)软件OpenFOAM对针阀启闭过程近场射流破碎进行了数值模拟.结果表明:喷油初期,针阀开启后燃油撞击喷孔内初始气泡造成近场初始射流不同破碎形态,初始气泡大小以及位置导致近场初始射流头部不同结构形态;射流表面形成不稳定的表面波以及表面波的增长导致了近场区射流初始破碎、射流与环境气体的交互作用,加速射流破碎以及液丝、液滴的形成,在射流表面液丝和液滴剥离处存在较强的微尺度湍流,该区域具有较高的湍动能和亚网格涡黏系数;喷油末期,随着针阀关闭射流逐渐收缩,最终形成较粗液丝状,并呈非轴对称摆动.

柴油/天然气发动机燃烧系统协同优化方法

采用KIVA-3V软件耦合多目标遗传优化算法NSGA-3,开展了柴油/天然气双燃料发动机的引燃柴油喷射参数、运行参数和燃烧室结构参数的协同优化研究.将湍流火焰速度封闭模型(TFSC)与PaSR燃烧模型耦合,建立柴油/天然气双燃料发动机复合燃烧模型.结果表明:复合燃烧模型能较好地模拟柴油/天然气发动机的燃烧过程;采用KIVA3V-NSGA3程序进行了双燃料发动机运行参数、喷射参数等多目标参数的协同优化;多目标参数优化结果的数据对比分析揭示了设计参数对目标参数的影响规律;涡流比和喷射参数的变化会对燃烧室内温度、NOx和CH4的分布产生较大影响.

微型燃气轮机中低热值燃烧室设计及试验研究

微型燃气轮机发电是生物质气化等工艺产生的中低热值燃气的重要利用途径。基于热值为7.5MJ/m^3(标准状态)的生物质气和E100型天然气微型燃气轮机设计了一种"单旋流多孔燃料喷射"中低热值低排放燃烧室,并进行了燃烧室部件试验。低压部件试验表明所设计的燃烧室点火顺利、在设计出口温度下燃烧效率高于98.5%、氮氧化物排放小于20 mg/m^3。实验结果表明所设计的燃烧室可以实现中低热值燃料的高效稳定低排放燃烧,证明了燃烧室的可靠性,可以进行下一步的整机试验研究。

1100 MW机组中速磨煤机跳闸故障分析

某厂1100 MW机组在停机过程中因磨煤机出口风温异常而跳闸。借助运行参数变化曲线图,找出导致进入磨煤机的干燥剂热量大于煤需要的干燥热量的原因是运行调整不当,并提出了防范措施。

天然气中CO2组分变化对双燃料燃烧室性能影响研究

针对工业燃机对燃料适用性的要求,在某型燃机燃烧室的基础上,设计了一款可以兼顾柴油与天然气并满足工程应用的双燃料燃烧室。为考察天然气组分变化对燃烧室性能的影响,采用CFD软件对双燃料燃烧室在不同天然气组分情况下的燃烧场进行数值分析。研究结果表明,当天然气燃料中含有的惰性气体越多时,燃料喷射速度越高,燃烧室出口温度分布均匀性变差,燃烧区最高温度越低,高温区面积越小,高温区逐渐后移。

半导体制冷冰箱产业化发展的关键技术问题

本文说明了半导体冰箱的结构与工作特点,对半导体冰箱商品化应用存在的技术难题进行了讨论,指出提高半导体材料的优值系数和优化设计热端的散热系统是研制半导体冰箱的技术关键。介绍了几种性能较好的半导体制冷器材料,总结了提高材料优值系数的方法;同时针对半导体制冷散热器存在的问题,认为可采用热管技术加以解决。

船用柴油机燃烧闭环控制用缸压信号实时采集技术

为了提高船用柴油机运行的性能和可靠性,对柴油机缸内燃烧过程进行实时监测和控制的需求越来越强烈,而缸压信号实时采集处理技术是实现燃烧过程控制和监测的重要基础。基于原有控制系统增加燃烧闭环控制过程是最经济和现实的技术途径,因此本文基于柴油机控制系统的嵌入式硬件平台对满足燃烧闭环控制的缸压信号采集技术的要求和实现方法进行分析研究和验证,研究表明该方法能够满足柴油机燃烧闭环控制对缸压信号采集处理的精度和实时性要求。

国外对潜通信技术发展研究

通信能力是潜艇保持水下威慑力的关键。潜艇下潜深度及其执行任务范围给通信带来了巨大的挑战。本文通过对国外对潜通信装备技术发展与研制情况的分析,归纳未来潜艇通信技术发展方向,为我国对潜通信技术的发展提供参考。

典型双燃料燃气轮机产品对比及技术难点分析

国内暂无真正意义上实现工程化应用的国产化双燃料燃气轮机,其原因主要在于双燃料燃烧技术处于瓶颈阶段。本文对国外具有代表性的GE,Zorya-Mashproekt,Solar及Siemens四型双燃料燃气轮机进行介绍,并对燃烧室结构、双燃料系统、NOx排放进行对比分析,总结出双燃料燃气轮机技术难点,为后期双燃料燃气轮机燃烧室设计提供了设计支撑。

燃气轮机双燃料燃烧室负荷特性试验研究

为了对比双燃料燃气轮机燃烧室使用不同气液条件下的性能,在燃烧室试验台架上,采用连续气源和单火焰筒试验件,对该型双燃料燃烧室进行了天然气及轻柴油燃料条件下的燃烧效率特性、火焰筒壁面温度分布、出口温度分布、压力脉动及总压损失特性对比试验。试验结果表明:对比柴油燃料,双燃料燃烧室在使用天然气燃料时,燃烧效率稍低,火焰筒壁温偏低且高温区后移,燃烧室动态压力与总压损失偏小,出口温度分布更为均匀。

双燃料喷嘴气体燃料路数值模拟与结构优化

针对燃气轮机双燃料喷嘴气体燃料路,采用Fluent仿真分析双燃料喷嘴气体燃料路孔径、布置及喷射角度对燃烧室性能的影响,研究结果表明:对于本型双燃料喷嘴气体燃料路,孔径1.8 mm非均匀5组布置、喷射角度为60°时燃烧室性能最优;喷射孔径从1.5 mm增大至3.3 mm,会导致高温区径向上向火焰筒近壁区发展,火焰筒壁温上升,出口温度场转好,出口平均温度下降;燃料喷射锥角从60°增大至80°,燃烧室性能变化规律与孔径增大时类似;但喷射角度带来的燃烧室性能变化没有气体燃料喷口布置变化带来的性能影响大。当结构限制孔径尺寸时,可以采用非均布布置方法,即“几个一组”的方式进行布置,可在结构限制条件下取得较好的燃烧室性能。