气相温度脉动对煤粉颗粒挥发分释放的影响

本文在不同的气相平均温度条件下,研究了气相温度脉动对不同粒径煤粉颗粒挥发分释放的影响。计算结果表明,与不考虑气相温度脉动相比,气相温度脉动加快了煤粉颗粒瞬时质量的下降即挥发分的释放。随着气相温度脉动强度的增加,这种加快颗粒瞬时质量下降即挥发分释放的趋势更为明显。

气相速度脉动对JP-10液滴破碎的影响

在不同时均气相速度、初始液滴尺寸和速度脉动频率条件下,研究了气相速度脉动对JP-10液滴破碎速率的影响。计算结果表明,低时均气相速度时,小尺寸液滴较难破碎;达到破碎条件的情况下,随着脉动强度的增大液滴破碎所用时间缩短,而气相速度脉动频率对JP-10液滴破碎的影响不明显。

气相温度随机脉动对生物质颗粒热解的影响

为研究气相温度的湍流脉动对生物质颗粒瞬时热解反应的影响,将气相瞬时温度的概率密度函数(PDF)分别取为双Delta函数分布、均匀分布、Beta函数分布和截尾高斯分布.给出了不同的气相瞬时温度PDF下,在任一湍流时间尺度内随机选取气相瞬时温度的表达式.在不同的气相温度随机脉动方式下,对粒径为100~300,μm的松木颗粒的瞬时热解过程进行了计算.结果表明,气相温度的随机脉动对不同粒径颗粒的热解均有明显的影响,加快了颗粒的质量损失.而气相温度脉动强度的增大会使得这一影响效果更为显著.

气相温度脉动对碳黑成核与长大及氧化反应的影响

研究气相温度脉动对碳黑成核与长大反应以及碳黑氧化反应的影响。计算结果表明，在气相平均温度为1500～1800K的条件下，碳黑成核和表面长大过程以及碳黑氧化过程中碳黑质量分数的瞬时变化都受到气相温度脉动的影响，这种影响随气相温度脉动强度的增加而变大。在碳黑成核和表面长大过程中，气相温度脉动加快了碳黑成核和表面长大反应的进行，温度脉动强度的增加使得碳黑时均质量分数增加。在碳黑氧化过程中，气相温度脉动强度的增加导致碳黑时均质量分数减少，而时均颗粒数密度则有所增加。

气相温度脉动对煤粉颗粒热解氮化合物释放的影响

在有气相温度脉动的条件下,对煤粉颗粒热解中含氮化合物的瞬时释放过程进行了计算,计算中对氮化合物瞬时释放速率采用了官能团(FG-DVC)模型。结果表明,在不同的气相平均温度下,不同粒径煤粉颗粒氮化合物即HCN的释放均受到气相温度脉动的影响。与不考虑气相温度脉动相比,气相温度脉动加快了煤粉颗粒HCN的释放。随着气相温度脉动强度的提高,这种加快作用进一步增大。

气相温度脉动对木材颗粒热解影响的数值模拟

采用三平行反应热解模型，耦合颗粒能量方程和质量方程，得到粒径为100～500μm的木材颗粒在有温度脉动的热气流中热解时颗粒瞬时质量的变化过程。计算结果表明：气相温度脉动可加快木材颗粒瞬时质量下降即挥发分释放的速率，并使得产物中挥发分增加，焦炭减少；随着脉动强度增大，气相温度脉动的影响增强；当气相温度脉动强度相同时，计算结果对气相瞬时温度的选取方式不敏感。

气相温度脉动对非球形生物质颗粒焦炭燃烧的影响

将生物质颗粒与煤粉混合燃烧,可以有效地利用生物质能。生物质颗粒通常形状很不规则,有着较大的长径比,非球形特性较为明显。对于在燃烧室内运动与燃烧的生物质颗粒,气相湍流脉动是否会对非球形生物质颗粒的燃烧反应过程产生作用有待探讨。该文研究了气相温度脉动对热气流中非球形生物质颗粒瞬时焦炭燃烧的影响,给出了不同气相平均温度和颗粒长径比下生物质颗粒瞬时质量和瞬时焦炭燃烧速率随时间的变化。研究表明气相温度脉动对不同长径比的生物质颗粒的焦炭燃烧过程均有明显的影响,导致颗粒质量下降变快,焦炭燃尽时间变短。气相温度脉动幅度的增加进一步加快了不同长径比颗粒瞬时质量的下降。该文的研究揭示了气相温度的湍流脉动对非球形生物质颗粒瞬时焦炭燃烧过程的作用,这种作用并不会因为颗粒长径比的变化而发生改变。

气流温度脉动对煤粉颗粒瞬时热解挥发速率的影响

研究了热气流中气相温度脉动对煤粉颗粒瞬时热解挥发速率的影响．计算结果表明,在不同的气相平均温度条件下,不同粒径煤粉颗粒的瞬时热解挥发速率均受到气相温度脉动的影响．考虑气相温度脉动与未考虑气相温度脉动相比,煤粉颗粒的瞬时热解挥发速率有明显的不同,其峰值增加的幅度超过了谷值降低的幅度．因而气相温度脉动会导致煤粉颗粒热解与挥发分释放的加快．

气相温度脉动对生物质颗粒内温度变化的作用

作为研究湍流与生物质颗粒反应之间相互作用的基础,对置于有温度脉动热气流中的生物质颗粒内瞬时温度随时间的变化进行了计算。结果表明,气相温度脉动导致颗粒表面与中心瞬时温度均出现了脉动,而颗粒表面比中心瞬时温度的脉动幅度要大;随气相温度脉动强度和生物质颗粒Re的增大,颗粒表面与中心瞬时温度的脉动幅度均增大。

生物质颗粒对气相温度脉动的瞬时响应

在生物质颗粒的湍流多相燃烧中,气相速度的湍流脉动对颗粒运动起着不容忽视的作用,而气相温度的湍流脉动是否会对生物质颗粒的瞬时温度产生影响则是有待探讨的问题。该文对置于有温度脉动的热气流中的生物质颗粒的瞬时温度变化过程进行了理论分析与计算,表明颗粒温度也会随气相发生脉动。颗粒温度脉动的幅度受到气相温度脉动强度的影响,气相温度脉动强度的增大会导致颗粒温度脉动的增强。颗粒Reynolds数的增大加强了颗粒与气体之间的对流换热,减小了颗粒的温度弛豫时间,从而加快了颗粒对气相温度的响应,增大了颗粒温度脉动的幅度。

方管内气固两相湍流气相速度的非线性特征识别

为了深入了解气固两相湍流中气相脉动的非线性特征,用相平面不变量法对竖直方管内气固两相流场的气相瞬时速度的实验数据和运用随机分布方法得到的模拟数据进行对比研究。结果表明:流动行为相似的流场有着相似的相平面不变量曲线,流动行为差异较大的流场相平面不变量曲线呈现不同的趋势;在模拟数据和实验数据的统计分布基本相同时,采用不考虑变量相关性随机分布的模拟数据和实验数据的相平面不变量曲线存在非常大的差异,而在考虑变量相关性随机分布时符合较好,但在曲线两端存在一定的差异。

旋流燃烧室内煤粉燃烧的数值模拟

为合理描述煤粉颗粒在有湍流脉动的气相流场与温度场中的燃烧反应行为,文中提出并建立了考虑湍流-颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型。该模型考虑到了气相温度的湍流脉动对颗粒瞬时温度、瞬时热解速率和瞬时多相反应速率的影响。应用此模型对有直流一次风和旋流二次风的旋流燃烧室内的煤粉燃烧进行了数值模拟。计算结果表明,在燃烧室前部区域,该模型与未考虑湍流-颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型给出的气相温度场与组分浓度场结果有一定的差异,前者得到的气相温度分布与实验更接近。

Internal flow structure,fault detection,and performance optimization of centrifugal pumps

This review mainly summarizes the latest developments in the internal flow field and external characteristics of centrifugal pumps.In particular,the latest findings of centrifugal pumps focused on turbulence and cavitation models,flow visualization methods,and fault detection based on noise and vibration.The external characteristics,cavitation,and vibration of the centrifugal pump were extensively discussed.In addition,advanced multi-objective optimization methods for improving impeller’s efficiency and reducing net positive suction head(NPSH)were briefed.Although some progress was made in this field,there remain many unsolved problems,such as monitoring and modeling of cavitation,rotational stall phenomenon,and discrepancies between simulation and measurement.In the future,researchers are encouraged to employ multi-dimensional flow visualization technologies and high-performance computing facilities to advance existing understandings on these issues and create new research directions.