大流量高压燃烧加热器振动加速度测试分析

针对不同采样频率下(10、20、50、100、200 kHz)大流量高压燃烧加热器振动加速度差异较大的问题进行了研究,开展了冷吹试验、敲击试验、点火试验。采用时域分析法中的均方根、偏度、峭度,频域分析法中的功率谱密度,时频域分析法中的小波变换,并结合模态参数识别中的多参考最小二乘复频域法重点分析了10 kHz和200 kHz采样频率下的振动数据。获得了传感器的安装谐振频率、安装底座和待测设备组合体的固有频率以及加热器运行的主要频段,与声振频率计算公式的结果偏差小于5%。研究结果表明,采用10 kHz的采样频率能够有效表征加热器的振动情况,该方法可为大型复杂燃烧设备振动测试采样频率的选择提供参考。

临界流文丘里管在燃烧加热器流量控制中的应用研究

燃烧加热器可用于高温高超声速风洞中高焓试验气流生成,为了实现总温、总压等参数模拟,需要对注入燃烧加热器的各组分气体流量进行控制。该文采用了临界流文丘里管用于注入燃烧加热器的空气、氧气和氢气流量控制,仿真结果表明,当文丘里管上下游压力比超过1.25后,其喉道形成音速截面,达到临界流状态,在喉道直径和气体介质不变的情况下,流入文丘里管的流量唯一取决于上游压力,通过对文丘里管上游压力的控制实现了注入燃烧加热器的各组分气体流量控制,应用于Φ600 mm高温高超声速风洞模拟参数控制,调试结果得出流量控制偏差小于±1.0%,满足了应用需求。

高焓风洞液氧酒精空气燃烧加热器设计与试验

高焓风洞是进行吸气式发动机地面模拟试验的重要设施,为满足高温、高压来流模拟的需求,研制了一种基于液氧酒精燃烧的空气加热器。该加热器采用液液自击喷注与空气直流分区组织燃烧,并利用等离子体点火器实现中心点火,生成高焓来流。10kg/s量级燃烧加热器点火调试表明:该装置点火启动迅速,建压平稳并在点火器关闭后维持了稳定来流的生成,覆盖范围宽,在地面试验领域具有良好的应用前景。

燃烧加热污染空气对超燃冲压发动机性能影响研究

针对燃烧加热地面试验设备存在的工质污染问题,采用数值模拟方法研究了燃烧加热污染空气对氢燃料超燃冲压发动机性能的影响。以飞行马赫数Ma=6.5,当量油气比ER=0.6为计算基准状态,分别对纯净空气和污染空气来流下氢燃料超燃冲压发动机的整机流场和性能进行了对比计算分析。燃烧化学反应模拟采用了改进的H2/O2七组分八方程模型,湍流模型为标准的k-ε模型,并采用直连式燃烧室试验数据进行了数值方法的验证。研究结果表明:(1)相对于纯净空气来流,污染空气来流下的超燃冲压发动机推力和比冲均有所下降。(2)采用酒精燃烧加热器的前提下,来流参数匹配静温、静压、马赫数时,发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而匹配总温、总压、马赫数时相差最大。(3)来流参数匹配总焓、静压、马赫数的前提下,采用氢燃烧加热器时发动机性能与纯净空气来流下的结果最为接近,而采用甲烷燃烧加热器时相差最大。

氢燃料燃烧加热风洞中水蒸气相变效应的数值研究

为明晰氢燃料燃烧加热风洞中的水蒸气相变效应,采用同时考虑凝结和蒸发相变模型的多组分输运可压缩流动数值模拟方法,研究了超声速喷管内的水蒸气凝结过程以及凝结气流再蒸发对典型压缩构型(二维斜劈、三维斜劈和圆锥)流场参数及气动力的影响。结果表明:氢燃料燃烧加热风洞喷管气流中,水蒸气在较低总温条件下确实存在较大程度的凝结相变,但同时在斜劈激波压缩后也存在较强的蒸发相变;凝结会使喷管流场参数发生较大偏离,但再蒸发效应又会使气流经过斜劈压缩后趋近理想状态,趋近的程度受到压缩程度的影响。本文计算条件下,喷管内水蒸气相变导致出口参数偏差大于10%,但经过12°斜劈压缩后,流场参数以及表面气动力可恢复到理想状态的95%以上,此时相变的影响基本可以忽略。

新型液氧/空气/异丁烷燃烧加热器研制及流场校测

为了发展高流场品质、安全可靠运行的高超声速高温风洞技术,研制了一种新型的液氧/空气/异丁烷燃烧加热器。该加热器采用"气液燃烧"模式组织燃烧,考虑了均匀流场设计,并利用空气-异丁烷火炬点火器实现点火。50kg/s量级燃烧加热器点火调试表明,主气流能实现快速点火,在火炬关闭后,继续维持稳定燃烧。利用Φ1m喷管,针对马赫数6,总压6.0MPa及5.2MPa开展流场校测,结果表明燃烧加热器在喷管出口直径80%的中心区域提供均匀气流,在流场均匀区内,马赫数均方根偏差在0.05以内,总温均方根偏差在20K以内,能支撑高超声速气动及推进试验。

燃烧加热风洞中水蒸气相变的数值研究

采用带有非平衡相变模型和考虑高温气体效应的平衡流动模型的数值方法,模拟了燃烧加热高超声速风洞中燃烧生成的水蒸气在喷管流动中发生相变的物理过程,研究了水蒸气凝结对下游流场参数的影响和凝结后气流进入试验段时尖劈模型斜激波后发生液滴蒸发两种典型情况。研究表明,凝结产生的潜热使试验气流参数偏离初始设定的风洞出口模拟流场;在流场中产生的凝结激波,将加剧凝结对风洞出口参数的均匀性的影响;对出口马赫数为6的喷管,为了模拟静温为220K的高超声速飞行环境,水蒸气的凝结将难以避免;带液滴试验气流经斜劈压缩后液滴蒸发,斜激波后气流热力学参数不能恢复到无相变时斜激波后的状态,将影响模型实验的测力等数据。

燃烧加热器气动阀门阀后压力的模糊控制

燃烧加热器是超燃冲压发动机研究的主要试验设备。试验气体包括氢气、氧气、空气和氮气等,需要调节控制的参数为试验气体的压力、流量。根据燃烧加热器的控制需求,设计了一套以工业控制计算机为核心的实用并且兼顾可靠性要求的控制系统。采用自适应Fuzzy-PI的控制方法对试验气体压力进行压力控制,在常规PI控制器的基础上,对控制器的比例系数Kp和积分系数Ki进行在线调整,使控制器既满足响应快、超调小、稳定时间短的要求,又提高稳态控制精度,取得了较好的控制效果。

超燃冲压发动机地面试验氢燃烧加热器流场数值模拟

采用Fluent软件模拟超燃冲压发动机直联式地面试验用燃烧型加热器的内部流场,对设计的氢气多孔喷射和氢气单孔喷射方案分别进行了研究.计算结果表明:加热器出口流场均能满足设计总温为1 900 K,马赫数为1.85的要求,而氢气单孔喷射方案优于氢气多孔喷射方案.计算中也发现了这两种设计方案中存在的不足.

超燃冲压发动机煤油燃烧加热器设计中的流场计算

采用FLUENT软件模拟加热器掺混段三维流场,检验所设计的加热器出口流场是否达到预定的设计要求,计算结果表明加热器出口流场满足设计要求。

清洁型油炸设备多烧嘴燃烧加热系统的研制

介绍了一种适合于清洁型油炸设备的多烧嘴燃烧加热系统。该加热系统具有结构紧凑、热强度大、热效率高、安全环保、成本低廉的特点。

球罐内部燃烧加热整体热处理工艺与实践

阐述了 1 6 Mn R材质的 1 0 0 0 m3球罐现场焊后采用“燃油内部燃烧加热法”整体热处理的工艺及施工技术。

高温风洞气氧/煤油燃烧加热装置设计与试验

高温风洞是开展飞行器热防护技术研究的重要试验设备。为满足在高温风洞前端长时间生成大尺度、高焓、高速气流的试验需求,提出了一种基于气氧/煤油燃烧的高温流场生成装置。装置采用火炬式点火器点火启动,通过使用气液同轴离心喷嘴以及分区隔板的喷注器进行燃烧组织,并由可替换的型面射流喷管实现大尺度均匀流场的生成。30kg/s量级加热装置千秒热试车调试结果表明,该装置能够实现快速点火并长时间维持大尺度稳定流场的生成,在飞行器热防护地面试验技术领域将有良好的应用前景。

两种燃烧加热风洞参数匹配方案的比较

燃烧加热风洞中的地面高超声速试验通常模拟真实飞行状态下的静温,静压,马赫数(TPM)或总焓,动压,马赫数(h0QM)。为弄清气流参数匹配方式对发动机性能的影响及其机理,基于准一维带化学反应数值模拟对这两种典型匹配方案获得可靠的燃烧室压力分布与发动机推力及比冲的能力进行了比较。结果表明,对于氢燃料加热气流,若燃烧室内未出现明显的局部热壅塞引起的激波结构,TPM匹配方案能较好模拟纯空气流动当量比相同时的压力分布;h0QM匹配方案则能更好模拟燃料量相同的情况;对于模拟燃烧室热壅塞效应,h0QM匹配方案表现更好。从模拟发动机推力的角度来说,两种匹配方案均可通过调整燃油量达到与纯空气结果的较好契合,不管燃烧室内是否出现壅塞激波结构;从模拟燃料比冲的角度来说,则h0QM匹配方案更可靠。燃烧释热比不同是导致两种匹配方案表现不同的关键原因。对于酒精燃料加热气流,两种匹配方案下发动机性能相仿;但此时污染效应更强,给优化匹配方案以准确模拟发动机性能带来更多挑战。

宽范围变流量空气/液氧/酒精燃烧加热器试验

为了突破空气/液氧/酒精三组元宽范围变流量燃烧加热器可靠点火和稳定燃烧等关键技术,采用一种经过优化的直流喷嘴来组织燃烧,研制了宽范围变流量燃烧加热器并进行了点火试验,研究了其在10倍流量变化范围内的点火特性和燃烧性能。试验结果表明该燃烧加热器在10倍多的流量变化范围内实现了高效稳定燃烧,其中设计点的燃烧效率达到97%。加热器采用新型组织燃烧方式实现了宽范围变工况和低喷注压力下的可靠点火和稳定燃烧,其中加热器点火成功率100%,稳定工作过程中室压波动小于1%。加热器采用等离子点火火焰先进入燃烧室,随后氧化剂、燃料依次进入燃烧室的点火程序合理。

脉动燃烧加热炉在油田集输系统中的应用

介绍了脉动燃烧加热炉的原理、结构、特点及其在油田集输系统中的应用情况。对脉动燃烧加热炉与常规加热炉进行了比较,结果表明,脉动燃烧加热炉结垢程度较轻,具有明显的节能、环保效果。

浸没燃烧加热器换热管束的管外传热优化分析

介绍了浸没燃烧加热器的应用,并对其采用间接加热方式(加装管束)类型的加热器的换热过程进行了理论分析.以水为换热介质,通过实例分析了管外水流速、管外平均对流传热系数、综合传热系数3者之间直接和间接的关系,以及管外水流速对风机动力消耗的影响,在此基础上,以传热量Q与功率消耗W之比为评价标准找到了最优点.

煤粉旋风燃烧加热炉的主淫

本文论述了我国第一座成功地采用粉煤液排渣式旋风炉作轧钢加热炉燃烧室的实验研究，文中提出了四面技术经济指标进行全面分析，论述了关键问题和技术对策，立式旋风炉的炉型结构热力参数的确定，捕渣率的率的测定，炉衬材料分析及热平衡测定。

浸没燃烧加热装置冷态数值模拟与结构优化

以浸没燃烧加热装置(采用直通式浸没管)为研究对象进行冷态模拟,分析在浸没管喷口增设多孔板对罐体内气相率分布以及浸没管入口压力、换热效果指标的影响。在浸没管喷口增设多孔板,有利于浸没管入口压力的稳定,促进燃烧室稳定燃烧,可有效强化烟气与水浴溶液的换热。

阳离子改性纤维在造纸法加热不燃烧烟草薄片中的应用研究

本研究利用阳离子改性纤维具有正电荷和高保水值的特点,与漂白木浆复合抄造制备加热不燃烧烟草薄片基片,以提升基片的吸收性能。结果表明,阳离子改性纤维的添加能有效降低基片的紧度,提升其对涂布液的吸收性能,增加加热不燃烧烟草薄片对涂布液的负载率。未添加阳离子改性纤维的加热不燃烧烟草薄片涂布负载率达121.69%,而阳离子改性纤维添加量为100%的加热不燃烧烟草薄片涂布负载率达215.58%,与前者相比增加了93.89个百分点。选择添加量为60%(相对于绝干木浆总质量)的阳离子改性纤维用于加热不燃烧烟草薄片基片制备,其基片紧度为0.45 g/cm^(3),孔隙率达70.90%,透气度17.92μm/(Pa·s),制备的加热不燃烧烟草薄片对涂布液的负载率达154.67%,并具有良好的吸食口感。