超超临界二次再热机组锅炉燃烧与水动力耦合计算方法研究

以某超超临界二次再热机组锅炉为研究对象,采用区域法对炉内空间和水冷壁面进行二维分区建模。将炉内燃烧放热过程与锅内流动换热过程进行耦合,并对其进行合理简化以便于工程化应用,得到了典型负荷工况下,螺旋管圈水冷壁的总体传热特性及壁温分布规律。结果表明:采用分级配风的炉膛,在沿高度方向上壁面热负荷均呈现出"双峰"分布,热负荷峰值接近400 kW/m^2;在炉宽方向上,水冷壁热负荷和壁温均呈现出中间高、两端低的抛物线形分布特征,主燃烧区的分布不均匀性要强于燃尽区,这说明炉内壁面热负荷是影响水冷壁管壁温度分布特性的重要因素;BMCR工况下主燃烧区的热流密度峰值可达到479.5 kW/m^2,壁温最高达到530.5℃。

DSG槽式太阳能集热器传热与水动力耦合稳态模型

利用直接蒸汽发电(DSG)集热器传热特性与水动力特性耦合建立了HHC稳态模型,并利用所建模型对DSG集热器的稳态特性进行了仿真分析,得到了在太阳直射辐射强度(DNI)、工质质量流量、入口工质温度和入口工质压力变化时,DSG集热器出口参数的一系列重要变化规律.并与文献的实验数据以及其他文献所建模型计算结果进行了对比.结果表明:为保证DSG集热器正常运行时其出口工质处于干蒸汽区且出口温度在合理范围内,DNI需要大于一定阈值,并留有一定阈度,工质质量流量需设定在一定范围内,且可选范围较小,而入口工质温度、压力在较大范围内都能满足要求;通过实验数据与模型计算结果的对比,验证了所建模型的正确性和精确性.

大容量超超临界锅炉水冷壁壁温特性研究

采用区域法建立二维小区计算模型,分别得到不同计算条件下烟气侧、工质侧以及二者耦合传热下模型截面上壁温分布规律,并与实测数据进行比较。结果表明:3种计算条件下耦合迭代模型计算的平均误差分别为2.66%、2.11%和2.38%,均远小于炉内辐射传热模型和管内换热模型的计算平均误差,表明耦合传热计算模型具有较好的准确性和适用性。

700℃超超临界锅炉热偏差与流量偏差对壁温特性影响的研究

采用燃烧与水动力耦合传热模型,通过壁温安全边界条件以及水动力约束条件,研究了无偏差以及分别存在热偏差和流量偏差时的水冷壁壁温分布规律。结果表明:在700℃、35 MPa超超临界参数下,无偏差时水冷壁壁温最大值为619℃;火焰中心偏移3m时,壁温最大波动为32℃;流量偏差-30%时,最大壁温为650℃。为保证5%设计安全裕度,应保证火焰中心偏移最大位置不超过3m;工质流量偏差不超过30%。

内燃机缸盖开发的CAE系统工程与应用

为提高产品开发成功率与效益,针对公司某款排量1.0L的增压直喷汽油机的缸盖设计,进行了详细而系统的计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)仿真工作。首先,在计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)领域:进行燃烧室及气道的燃烧分析,燃气流速计算结果与试验测试图片基本吻合;进行水套分析对冷却液的流速、传热系数进行评估。再次,在结构仿真领域开展了温度场分析,计算温度与测试误差小于5%,开展了高周疲劳分析(high cycle fatigue,HCF)与低周疲劳分析(low cycle fatigue,LCF)及振动特性(noise vibration harshness,NVH)分析,并对刚度进行优化。通过铸造仿真对浇注系统提出有效的改进措施。工程实践表明:该CAE体系与流程能有效地指导缸盖设计。