CO_(2)轴向流动对转子风摩损耗的影响

在超临界CO_(2)布雷顿循环系统中,CO_(2)工质会泄流到涡轮机械的环形腔室内形成轴向流动,造成转子风摩损耗增大,降低系统效率.现有研究主要针对无轴向流动转子风摩损耗开展,本研究结合泄流对涡轮机械的影响,采用数值模拟结合实验验证的方法,分析CO_(2)轴向流动对转子风摩损耗的影响.结果表明:轴向流动会抑制环形涡的生成,在模拟工况下,当轴向雷诺数与旋转泰勒数的比值Re/Ta>15.8%时,环形涡消失;轴向流动使得转子壁面剪切应力的波动幅值减小,平均值增大;与轴向流动相比,转速对转子风摩损耗的影响更为明显;内外半径比越大,中间层的速度越大,转子风摩损耗越大.

微涡喷发动机离心甩油盘环形折流燃烧室的设计与实验研究

微涡喷发动机是低成本的结构简单的燃气涡轮动力装置,特别适合于推动巡航导弹、(雷达)假目标、轻型直升机、无人侦察机和航空靶机。离心甩油盘环形折流燃烧室由于具有燃油雾化质量好,轴向长度短,高空性能好等优点,很适合作为微涡喷发动机动力装置的燃烧室。本文主要研究了离心甩油盘环形折流燃烧室的气动热力学参数和几何参数的设计,并通过实验研究验证参数设计的合理性。

值班燃料比对环形燃烧室内NO_x生成影响的数值研究

采用数值方法分析了值班燃料比对某重型燃气轮机环形燃烧室内热力型NO_x生成的影响规律,分析表明:在一定范围内调整值班燃料比,控制燃烧室内温度及高温区分布,是降低NO_x排放的有效手段。增大值班燃料比使得值班扩散火焰温度升高,有利于燃料气流的着火与稳定燃烧,但也导致中轴线附近区域热力型NO_x生成速率升高。增大值班燃料比使得预混燃料化学当量比减小,壁面附近区域火焰温度降低、高温区范围减小,热力型NO_x生成速率降低。因此,存在最佳值班燃料比使得该重型燃机NO_x排放最低。值班火焰采用扩散燃烧方式,继续增大值班燃料比则将导致NO_x排放浓度迅速升高。

值班燃料比对环管型燃烧室内NO_x生成特性影响

采用数值模拟对环管型燃烧室内NO_x生成规律进行了研究。通过改变值班燃料比获得燃烧室内流场、温度场以及热力型NO_x生成速率的分布。结果表明:随着值班燃料比的增大,中心轴线附近轴向速度有所上升,其他区域速度变化不大;值班火焰温度上升,中心轴线附近高温区范围扩大,高温明显促进了热力型NO_x的生成,其高速率范围基本与高温区重合。因此,在值班燃料比为4.0%~5.5%时,减小值班燃料比有利于降低出口NO_x排放质量浓度。

核主泵环形压水室内的能量转换特性

为揭示环形压水室内部流动及能量转换规律,提高核主泵的整体水力性能,基于Reynolds时均化NS方程和RNGk-ε湍流模型,对核主泵缩比模型内部流动进行全三维数值计算,对比分析不同工况下压水室内部流动特征、能量损失以及不同截面动静压能变化规律。结果表明:环形压水室内水力损失随着流量的增加近似呈线性增加,对于压水室损失占总损失的比重,在小流量及设计工况下,呈非线性成倍增加趋势,当流量增大至1.2Qd时,压水室损失比重变化平缓;在压水室环形流道内静压能比重明显高于动压能,且静压能比重沿流向近似线性减小,动压能比重沿流向线性增大;在不同工况下环形压水室内部流动呈现明显的非轴对称性,由于回流存在导致隔舌附近区域流动复杂,且偏设计工况下回流量要明显大于设计工况下回流量。

环形微细腔内甲烷催化转化效率的数值模拟

甲烷在微燃烧器内存在燃烧效率不高、燃烧不稳定等问题。为了研究微尺度下甲烷持续稳定燃烧的性能，采用催化燃烧方式对环形微细腔内甲烷与空气混合物在铂催化表面上的催化燃烧进行了数值模拟，研究了甲烷当量比、壁面温度对微通道内甲烷与空气混合物催化燃烧的甲烷转化效率的影响。结果表明，甲烷当量比、壁面温度对甲烷转化率有重要影响，通过催化可以促进甲烷在环形微细腔内的稳定燃烧。为了获得较高的甲烷转化效率，微燃烧器入口的甲烷当量比在0．8～1．0范围内较为合理，温度是影响环形微细腔内甲烷催化燃烧的主要因素，尤其在甲烷当量比较低时，温度的提高对甲烷的催化转化有更好的促进作用。甲烷的质量流量为6．5g／h时，甲烷催化转化效率可达77％。

圆柱容器内流经环形填充层流动的研究

本文对圆柱容器内流经环形填充层的流动进行了分析,导得了基本运动方程,并进行了实验研究。计算结果与实验结果符合得比较好。研究表明,结构型式、中心通道与环形通道面积比、填充层自身的阻力系数以及圆柱容器的长径比,对于流经填充层的径向流速沿轴向的分布都有影响。

核主泵水力性能数值预测的缩比效应研究

为提高核主泵的整体水力性能,实现与屏蔽电机的最优匹配,基于缩比模型换算法,选取RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对核主泵进行非定常数值预测及外特性试验。结果表明:在0.4Qd^0.7Qd流量工况下,扬程-流量曲线较为平坦;额定工况下,扬程预测值较额定值高5%,叶轮扬程最大值在0.4Qd工况点,水力效率最大值在0.9Qd工况点,叶轮水力效率模拟值较试验值高5%;小流量工况下,导叶水力损失呈以0.4Qd工况点为中轴线的正态分布,水力损失最大值在0.4Qd工况点;大流量工况下,导叶水力损失最小值在1.1Qd工况点。压水室水力损失符合正弦波分布规律,波峰在0.4Qd工况点附近,波谷在0.9Qd工况点附近。

具有变截面流道的圆柱容器内流经环形填充层流动的研究

本文提出了具有变截面中心流道的圆柱容器内流经环形填充层流体流动的数学模型,并且对这一数学模型进行了计算和实验验证。结果表明,在中心流道截面积沿轴向作适当变化的情况下,仅增加有限的压降损失,便可以明显地改善径向流经填充层的速度分布的不均匀性。

航空发动机环形燃烧室模型内部声场特性分析

通过有限元计算和实验的方法研究了常温常压下的环形燃烧室模型的内部声场特性;使用有限元的方法分析了流场对燃烧室进口边界条件的影响;讨论了温度场对燃烧室内部声场特性的影响。

环形腔中的三体宏观纠缠

提出一个由固定镜子和两个可动镜子组成的环形腔光力耦合系统,研究了腔场与两个可动镜子以及两个可动镜子之间的纠缠情况.利用数值计算方法,把每个子系统的纠缠进行量化,讨论了振子频率和环境温度等参数对三体纠缠的影响.结果表明,在辐射压力作用下系统可以产生稳态的三体连续变量纠缠,三体宏观纠缠存在的环境温度可以达到0.005K.

航空发动机超短环漩流燃烧方案探索

本文将轴流式叶轮压气机兼做高漩数强漩流发生器，利用其强离心力场大切向分速，充分发挥漩流下高火焰传播速度和强回流特点，组织起漩流燃烧。探索其一系列潜在优势。提出超短环漩流燃烧室新方案。提高燃烧室性能并缩小体积，减轻重量，为提高涡轮发动机推重比探索新途径。

大型循环流化床环形炉膛中气固流动特性的CPFD数值模拟

环形炉膛理论上可有效解决大型循环流化床中二次风穿透不足的问题,其内外环壁面的设计也为更多的受热面提供了充足的空间,是一个具有明显优势的新型炉膛结构.本文使用CPFD数值模拟方法,对循环流化床环形炉膛冷态实验台内气固流动特性进行研究.模拟得到的炉内轴向压力分布和返料流率均与实验结果吻合较好.在此基础上分析炉内气固流动特性以及炉膛出口气固流动不均匀性,研究结果为环形炉膛的设计优化提供有价值的信息.

某型航空发动机燃烧室等离子体助燃的数值研究

为开展等离子体助燃技术在航空发动机燃烧室中的应用研究,利用Fluent软件对某型航空发动机环形燃烧室进行了等离子体助燃的数值计算,设计了等离子体助燃的数值计算方案,对比分析了正常燃烧状态条件和等离子体助燃条件下的数值计算结果.结果表明:从主燃孔实施助燃后火焰筒内的高温区向主燃区移动,煤油在主燃区燃烧得更充分,燃烧室出口截面的平均温升增高约57.97K,燃烧效率提高约2.42%;出口处温度分布均匀性有所改善,燃烧室出口处截面温度的分布不均匀系数下降达21.82%;提高了燃料燃烧完全程度,燃烧尾气中CO的体积分数下降约13.58%,极大改善了燃烧室的性能.

石灰套筒窑下燃烧室坍塌分析及解决方案

该文的研究不仅对环形套筒窑的成功改造,保证连续稳定生产有借鉴意义,同时也为低热值燃气的高效利用提出了新的思路和方向,为减少工业窑炉燃烧过程的污染物排放提供了一个很好的研究实例。

环管型燃烧室横截面积变化对燃烧及NO_x生成的影响

采用数值模拟方法研究了环管型燃烧室横截面积变化对燃烧室燃烧、流动及燃烧室NO_x生成及排放的影响规律。分析表明:在环管型燃烧室主喷嘴出口形成主回流区,凸台区域形成外部回流区,外部回流区范围较小;随着横截面积增大,主回流区范围增大,温度峰值和高温区范围均有所减小;增大横截面积使得比面积热强度随之减小,燃烧室内温度水平逐渐下降,热力型NO_x生成速率降低,燃烧室出口NO_x排放量下降。

基于桶式环形加热的阻燃电缆细观竖直燃烧特性研究实验平台的设计

针对阻燃电缆等难燃材料,为研究其在外界热源条件下的火灾性能与蔓延燃烧特性,研制了基于环形加热的阻燃电缆细观燃烧特性诊断实验平台。该平台主要包括三个部分,即:半封闭环形桶式加热与燃烧腔室、样品竖直固定模块和数据采集系统。实验参数的标定及典型阻燃电缆受热与燃烧实验结果表明,常规条件下无法点燃的阻燃电缆,当置于实验平台的加热炉内被加热一段时间后,底部小火源可将其点燃并呈现猛烈的燃烧与蔓延过程。该加热模块能够详细、准确地研究各种阻燃电缆在环形加热条件下的膨胀、引燃及蔓延燃烧的细观特性,而不同的加热模式有助于深入研究阻燃材料在各种热环境下的火灾特性,为阻燃材料的引燃机理及火蔓延模型研究提供了必要的研究平台。

一种新型柔性智能碾米机

新型分层柔性智能砂带型碾米机采用表面分层磨削、环形砂带和碾米腔室技术,将传统的高压摩擦碾磨替代为低压砂带磨削,从而实现了稻米加工产业的降碎、降温、降耗和增量、增质、增效。

环型离子推力器放电室参数对推力器性能的影响

环型离子推力器放电室参数对其推力和比冲等具有显著影响。利用基于混合宏粒子(Hybrid-PIC)解耦迭代算法,对环型离子推力器稳态放电过程进行了三维仿真模拟,发现放电室参数对推力器的推力、比冲、放电损耗、电离率以及放电室出口处离子分布均匀性均会产生影响。研究结果表明,增大环型离子推力器阴极长度,会使原初电子和等离子体在阳极壁面的损失减少,均匀性提高;增加磁体个数对原初电子的自由运动范围影响很小,因而对等离子体分布影响也很小;增大放电室通道宽径比可以增大原初电子的自由运动范围,提高原初电子和等离子体的均匀性。减小放电室内径对原初电子和等离子体的影响更显著。因此,5 kW环型离子推力器的阴极长度应选设计长度的1.5倍,通道宽径比应选设计值的1.2倍。

环形燃烧室内气液同轴雾化数值模拟研究

为了探究连续旋转爆轰发动机环形燃烧室内煤油射流在同轴气流作用下的雾化过程,采用开源软件OpenFOAM中基于欧拉-拉格朗日方法的SprayFoam求解器对其进行数值模拟,开展了喷射角度、相邻喷嘴夹角、背压和气液速度比对雾化特性影响的研究。研究表明:SprayFoam求解器可以较好地模拟环形燃烧室内液态燃料的喷射雾化特性;随着喷射角度和背压增大,液滴雾化后的粒径逐渐减小;相邻喷嘴角度为15°时燃料雾化后的液滴分布最佳,此时液滴索特尔平均直径为85.1μm;不同气液速度比的射流末端液滴速度最终趋于一致,均约为160m/s。