LPP低污染燃烧室两相喷雾燃烧数值研究

提出一种带有多点燃油直接喷射双环预混旋流(TAPS/MLDI)头部的贫油预混预蒸发(LPP)低污染圆筒燃烧室,为了获得该燃烧室两相喷雾燃烧流场与燃烧性能,利用Fluent数值研究三种LPP燃烧室头部方案和四种进口工况。计算结果表明:(1)LPP燃烧室头部冷态流场存在中心回流区、角落回流区和唇口回流区,流场结果与PIV试验结果吻合较好。(2)在头部方案不变的情况下,工况从100%推力下降到7%推力时,出口平均温度逐渐下降,污染物NOx排放相应减少。(3)在进口工况不变时,头部方案B燃烧性能相对最优。(4)热力型NOx的生成速率与燃气温度超过1950K区域的大小和最高燃气温度直接相关,热力型NOx的生成主要分布在火焰锋面附近。

同轴离心式喷嘴两相喷雾浓度场理论计算模型

提出了模拟两相喷雾流场的液滴湍流弥散过程的模型。该模型采用了轨道扩散模型的基本思想，把液雾尺寸分布按液滴直径分成有限尺寸组，每组液滴都追随各自的平均轨道。计算平均轨道时每组液滴就像一个液滴的行为。与随机轨道模型不同的是本模型考虑同一组内的液滴在流场中的湍流扩散，认为每一液滴尺寸组中的液滴以其平均轨道为中心有一个高斯分布。

ZPW 12.6Z矿用无线水气两相喷雾降尘装置在阳煤一矿的应用

介绍了ZPW 12.6Z矿用无线水气两相喷雾降尘装置工作原理、主要技术参数,并分析了其在阳煤一矿皮带大巷的应用效果。结果表明:该装置自动化程度高,可无线发射、接受信号,控制喷雾开关动作,能够降低职工频繁开关喷雾阀门的繁琐工序,降尘效率高,取得了较好的应用效果。

气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面降尘效果的影响

为系统研究气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面呼吸性粉尘降尘效果的影响,以陕北某煤矿42207辅运巷道掘进工作面为原型,建立了单一压入式通风条件下掘进工作面喷雾降尘几何模型,采用数值模拟方法系统分析了雾滴喷射速度、雾滴粒径、雾滴密度对司机呼吸带高度处呼吸性粉尘降尘效果的影响。研究结果表明:在雾滴粒径为5×10^(-6)m、喷嘴质量流率为0.005 kg/s的条件下,随着雾滴喷射速度的增大,粉尘质量浓度呈现先增加后减小的趋势,当雾滴喷射速度为30 m/s时,司机呼吸带高度处粉尘质量浓度由无喷雾状态下的1000 mg/m^(3)降至168 mg/m^(3),降尘效率为83.2%,降尘效果较好;在喷嘴质量流率为0.005 kg/s、雾滴喷射速度为30 m/s的条件下,当雾滴粒径为9×10^(-7)m时,降尘效果较好,粉尘质量浓度降至148 mg/m^(3),降尘效率达到85.1%;在雾滴喷射速度为30 m/s、粒径为9×10^(-7)m、喷嘴质量流率为0.02 kg/s的条件下,粉尘质量浓度降至102 mg/m^(3),降尘效率达到89.8%。研究成果可为井下掘进工作面气液两相喷雾降尘系统优化提供参考。

折流燃烧室两相喷雾燃烧流场数值模拟

在任意曲线坐标系下对折流燃烧室两相喷雾燃烧流场进行数值模拟,采用偏微分方程法生成三维贴体网格,采用k-ε双方程模型模拟湍流黏性,分别采用EBU(eddy break-up)-Arrhenius燃烧模型、EDC(eddy dissipation concept)燃烧模型以及二阶矩(second-order-moment,简称SOM)燃烧模型模拟化学反应速率,在非交错网格下,采用欧拉-拉格朗日方法模拟气液两相喷雾燃烧过程,气液之间相互耦合采用PSIC(par-ticle-source-in-cell)算法求解.数值分析不同湍流燃烧模型对折流燃烧室两相喷雾燃烧流场的影响,计算结果与试验数据比较,表明采用不同湍流燃烧模型所得的两相喷雾燃烧流场有所不同,其中SOM燃烧模型和EBU燃烧模型都能较好地数值模拟折流燃烧室两相喷雾燃烧过程.

LPP低污染燃烧室两相喷雾燃烧性能数值研究

采用Fluent软件对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室两相喷雾燃烧流场、温度场和污染排放性能进行数值计算.在副模结构保持不变时,LPP低污染燃烧室头部在相同工况下,数值研究不同的主模旋流角度对燃烧流场、温度场以及污染排放的影响.采用标准的k-ε模型对湍流黏性进行模拟,采用离散相模型对油珠颗粒的运动轨迹进行追踪,采用非预混平衡化学反应模型来模拟化学反应速率.数值计算结果表明:①在LPP低污染燃烧室头部存在明显的中心回流区、角回流区和唇口回流区;②中心回流区外形呈橄榄形状,并且回流区长度都较长,随着主模旋流角度的增大,中心回流区逐渐变胖且变短,角回流区则逐渐变小;③随着主模旋流角度增大,压力损失也随之增大;④热力型NOx生成的速率与燃烧温度超过1 950K区域的面积大小和最高的燃气温度有直接的关系,在副模和主模火焰锋面附近,由于燃烧温度高,是热力型NOx的集中分布区域;⑤出口温度分布系数随着主模旋流角度的增加呈现出先减少后增加的趋势,且主模旋流角度为45°(C方案)时出口温度分布系数最小,即C方案的出口温度分布最均匀;⑥在相同的工况下,C方案燃烧性能相对最优.

液液两相混合中液滴的凝并频率

液液两相混合中液滴的凝并频率的直接观察和建模都存在一些困难 .由此建立了一种喷雾 -搅拌两相混合器 ,获取液滴分布的即时值 .因为液滴很小时破裂频率可以忽略 ,影响液滴分布的只有凝并频率 ,可以从液滴的分布获得液滴的凝并频率 .验证了液滴的自我维持性质并利用反问题的方法求取液滴的凝并频率 ,与从理论推导的液滴凝并频率比较 。

燃油喷雾对某小发环形回流燃烧室燃烧特性影响

为研究燃油喷雾特性对某小发环形回流燃烧室主燃区燃烧特性的影响,采用数值模拟的方法,对环涡形燃烧室内燃油喷嘴伸入火焰筒的深度和喷雾偏转角度对燃烧室内的三维两相喷雾、燃烧特性进行了研究。结果表明:喷嘴位置和角度的变化,会导致燃油雾化性能的变化,从而引起燃烧特性的变化;随着喷嘴伸入火焰筒的深度变短,会导致高温区变窄且靠近火焰筒外壁,深度变长则会导致主燃区高温区减小且燃烧不充分;喷雾偏转角度顺时针旋转可使燃油在主燃区燃烧得更加充分。

复合菌材料制备及其在底泥污染中的应用研究

采用固-液两相喷雾反应器在液相[枯草芽孢杆菌(K菌)和光合细菌(G菌)质量配合比为1∶5,含量10%(wt,质量分数),聚丙烯酸钠含量0.1%(wt,质量分数),营养剂含量10%(wt,质量分数)]∶复合非金属矿物(A)=1.0∶0.5条件下,制得固定化复合菌材料(ICM),并研究其对污染底泥及其上覆水体的处理效果。结果表明:ICM能使上覆水体化学需氧量(COD)、氨氮量(NH3-N)和总磷量(TP)的去除率分别达到58.2%、39.7%和50.0%,底泥颜色由黑色转变为黄褐色,臭味减轻,土壤环境得到改善,并对底泥的有机质去除率达到58.3%,水质得到改善。

辅助动力装置环形回流燃烧室数值研究

利用Fluent软件计算辅助动力装置(auxiliary power unit,简称APU)环形回流燃烧室三维两相喷雾燃烧流场,研究不同进口温度和油气比对两相喷雾燃烧流场的影响,采用标准k-ε模型模拟湍流黏性,离散相模型(DPM)追踪油珠运动轨迹,燃烧模型采用非预混平衡化学反应模型.计算结果表明:随着进口温度和油气比的增加,燃烧室出口温度相应增加,但温度分布规律基本保持不变;计算结果与试验测量结果比较吻合,说明采用的数学模型和计算方法可用于预估实际APU回流燃烧室三维两相喷雾燃烧流场.