旋流杯文氏管长度对积碳的影响研究

研究了三个不同长度旋流杯文氏管的积碳特性。方案A,B,C文氏管喉道位置至喷嘴出口距离依次为6mm,8mm,10mm。通过热态燃烧试验定量比较了三个方案文氏管的积碳量,并利用数值模拟分析了文氏管长度对旋流杯内部及下游的热态流场,温度场以及积碳特性的影响。试验结果显示随着文氏管长度的增加,其内壁上的积碳量随之减小,方案C相较于方案A减小幅度达到99%。数值模拟结果则发现:文氏管长度对旋流杯下游流场及温度场影响较小,但是增加文氏管长度会使中心回流区上止点由上游喷嘴处向下游文氏管出口移动,文氏管喉道附近的负速度区域和高温区域减小,方案C相较于方案A负速度及温度峰值减小幅度分别达到99%和35%。因此,适当增加文氏管长度有利于减少燃油在文氏管上的积碳,对旋流杯的结构设计具有指导作用。

文氏管喉部直径对燃烧室流场结构影响的数值模拟

为了研究文氏管几何结构对燃烧室流场特性的影响,对双级轴向旋流杯燃烧室流场进行了数值模拟.结果表明,文氏管喉部直径的变化使火焰筒回流区变化为3种典型形状,即"鼓状"、"鸭梨状"和"橄榄球状".其中"鸭梨状"回流区内排列有3个不同大小的涡,分别相当于主涡和次涡,通过改变火焰筒直径可以对主涡和次涡进行控制,可以产生符合设计要求的3涡结构;文氏管喉部直径变化会引起火焰筒内角涡的轴向移动,这种移动受回流区涡旋的影响,与火焰筒直径无关;随文氏管喉部直径的增大,回流区平均长度呈先增大后减小的趋势,而回流区宽度却逐渐减小.

文氏管出口张角对旋流杯性能的影响研究

为了研究文氏管出口张角对旋流杯综合性能的影响,对不同文氏管出口张角的双级旋流杯开展了流量特性、下游流场和雾化性能试验,并借助仿真对试验结果进行了分析。结果表明:文氏管出口张角对旋流杯流量以及流量系数无显著影响。回流区外侧扩张锥面轴向速度随出口张角的增大先增后减。出口张角的存在可增大文氏管出口湍动能,强化两级旋流气体之间相互剪切作用进而改善雾化性能,存在一个最佳的角度(本文研究参数范围内,该值为56°)使得液雾平均粒径最小且液滴尺寸分布最均匀。拟合了关于文氏管结构的可用于预估双级旋流杯SMD值的模型公式,预估值与试验值吻合较好,相对误差小于20%。

双级轴向旋流非预混燃烧和流动特性分析

对双级轴向旋流非预混燃烧器进行了研究,应用计算流体动力学(CFD)数值模拟,探索一级旋流器叶片安装和文氏管扩张角的角度变化对燃烧特性、温度场及流动场的影响规律。研究结果表明:在文氏管扩张角依次增大的过程中,燃烧室内中心回流区中心前移,旋转射流径向扩张角增大;CH4的浓度沿径向分布更加均匀,降低了燃烧室内的最高温度。此外,在5种文氏管扩张角和一级旋流器叶片安装角的结构条件下,燃烧室中外回流区域的温度均低于内回流区域温度。当一级旋流器叶片安装角度为55°、二级旋流器叶片安装角度为35°时,燃烧器出现回火现象。

煤矿坑口电厂锅炉简易湿法脱硫技术的研究与应用

总结了钠钙双碱法旋流板塔脱硫除尘技术在煤矿坑口电厂技术改造中的应用实例,介绍了大中型锅炉烟气脱硫装置的性能、技术参数以及用户所关心的问题在施工中的解决办法.工艺采用两级电除尘后直接进行旋流板塔脱硫的方法,达到了良好的脱硫除尘效果.

Fundamental investigations for lowering emissions and improving operability

This paper first highlights recent developments in lean direct injection(LDI)combustion technology.In view of the needs and opportunities to lower emissions and expand the operability range of LDI,fundamental research has been undertaken to elucidate the effects of air swirler vane angle,air swirler rotation direction,and overall equivalence ratio on the LDI flow field and flame structure/response.Moreover,additional investigation has been conducted to understand the fundamental differences between representative LDI and airblast injectors in order to highlight the importance of the flare feature to LDI venturi geometry.The results of these fundamental studies are discussed to help identify possible areas for optimization to generic LDI designs that may improve individual swirler performance.

轴向旋流式微气泡发生器的结构设计与数值模拟

设计了一种旋流式微气泡发生器,由环形注气机构和新型气泡破碎机构两部分组成,前者采用中心圆环＋微孔板结构,后者由静止起旋元件和文丘里管组成,采用ANSYS FLUENT软件对新型气泡破碎机构的流道进行数值模拟,并与常规文丘里流道对比.结果表明,新型气泡破碎机构流道内的水流速度、径向速度梯度、湍动能和湍能耗散率均大于常规文丘里流道,常规文丘里流道出口处产生的微气泡直径为新型气泡破碎机构的2倍.采用响应曲面法优化静止起旋元件结构,优化后的叶片出口角度为35？,中心圆柱体直径为12.3 mm,叶片长度为10 mm,优化后的气泡破碎机构产生的微气泡直径为优化前的75%.

双级轴向旋流器设计参数对燃烧室点火性能影响规律

为有效提升航空发动机燃烧室点火性能,以双级轴向旋流器为研究对象,采用三种气动结构参数为设计变量,开展了旋流器优化设计与燃烧室点火性能研究。研究通过试验测量了不同旋流器匹配的单头部燃烧室地面点火与模拟高空点火油气比,获得了旋流器气动结构参数与燃烧室点火性能之间的关联。研究结果表明:在保持总有效面积和内旋流数不变条件下,外旋流数从1.77增加至2.15时,燃烧室点火性能呈现先降低后升高的趋势,较小外旋流数点火特性更佳;内外有效面积比对高空低压工况燃烧室点火性能影响显著,在比值为3∶7时点火特性最佳。在保持其他结构参数不变条件下,文氏管喉道半径对燃烧室高空点火性能影响显著,喉道半径为8 mm时具有较好点火特性。

双级轴向涡流器文氏管长度对流场和喷雾特性影响

为了研究双级轴向涡流器文氏管长度对流场和喷雾特性的影响,通过数值计算和试验分别研究了4种文氏管长度的双级轴向涡流器方案的下游流场和匹配喷嘴的雾化特性。结果表明:随着文氏管无量纲长度由0.23增加至0.49,一级涡流器流量系数由0.98降至0.7,二级涡流器的流量系数保持0.75不变,涡流器出口旋流数由0.08增至0.48,旋流扩张角由闭合状态增至约90°,涡流器下游流场由反转回流区变为传统回流区。文氏管长度最短的方案的索太尔平均直径(SMD)和喷雾锥角受涡流器压降的影响较小,而其他方案的SMD和喷雾锥角受涡流器压降影响较大,且在相同涡流器压降和油压下,SMD和喷雾锥角随着文氏管长度增加而增大。