Cold-state Experimental Study on Flow Characteristics of Multi-nozzle in Natural Gas Reburning Burner

Based on the prototypes of a 130 t/h boiler, constant proportional cold-state test bench is established, flow characteristics of multi-nozzle in natural gas reburning burner and its influence on the covering effect for the upflow in the furnace are researched. Numerical simulations of this process are also made with standard ?turbulence model. The results show that air flow fullness in furnace is better in the case of the reburning zone with 8 nozzles compared to 4 nozzles and also coverage effect of the reburning flow for the updraft gas in the furnace is better. In the condition each nozzle airflow velocity is constant, the effect of reburning flow on coverage of up-secondary air is best when the incident angle for four corners is 14.17?, while Center of the furnace wall is 84.57. And while the best incident angle is invariable, the effect of reburning flow on coverage of up-secondary air is best when the speed of reburning gas in the corners of furnace is 51 m/s, the same to the center of the furnace wall’s.

TASCflow软件包技术特点分析与应用研究

引进加拿大先进的三维流动数值分析软件包TASCflow ,深入研究软件包物理模型 ,分析总结功能模块的技术特点。开展应用研究工作 ,以元宝山电厂 2号炉试验模型为研究对象 ,数值模拟炉内冷态流场 。

寒冷地区电液制动器的油液黏度-时间模型及制动特性研究

针对寒冷地区电液制动器制动力和制动力矩不足等导致水闸制动系统发生溜车问题,基于液压油Vogel黏温模型以及当地温度变化数据,构建了油液黏度随时间变化的黏度-时间模型,并基于该模型对电液制动器制动过程中油液流动特性进行了研究,然后对电液制动器制动性能进行了定量分析。结果表明:在制动过程中,电液制动器液压油压力主要分布在活塞底腔,且随着黏度增大而逐渐增大,当油液黏度为662.4 Pa·s时,压力达到1.455×10^(-3)MPa,电液制动器液压油在叶轮中心轴部位会出现涡流循环,其循环强度随着油液黏度的增加而逐渐增加;在给定工况下,该电液制动器的最小制动力为1098 N,最小制动力矩为274 N·m。而这一制动力矩已低于该电液制动器工作力矩范围,此时可以通过更换该月份黏度更小的液压油或增设预加热系统等措施来提高其制动力和制动力矩,从而实现正常制动。

新型双筒体旋风分离器的分离性能和流场

为降低普通逆流式旋风分离器的阻力,设计了一种双筒体旋风分离器(简称双筒体分离器),即在筒体内部增加一个同心内筒、进口移至筒体下端、升气管插入内筒一段长度。通过冷模对比实验和数值模拟研究了该双筒体分离器的分离性能和流场。结果表明:双筒体分离器的效率在低入口气速区低于PV型高效旋风分离器(简称PV型分离器),但当入口气速高于28 m/s时则高于PV型分离器;双筒体分离器的效率总是高于环流式除尘器;压降与环流式除尘器相近但比PV型分离器低约50%。双筒体分离器耦合了常规逆流和直流旋风分离器中的2种旋涡流动,克服了逆流式分离器气体流路长和顶灰环的缺陷,同时还增加了部分细颗粒循环再分离的机会,效率高于直流式旋风分离器,是一种具有较低阻力和较高分离效率的新型旋风分离器,对于入口颗粒稍粗的分离应用具有显著的节能优势。

四角切向燃烧锅炉烟道烟速偏差的实验研究与数值模拟

在对 6 0 0MW四角切向燃烧锅炉进行冷态模化实验的基础上 ,对四角切向燃烧锅炉炉内流场及水平烟道内速度偏差进行了数值模拟 ,分析了炉内气流流动特性和水平烟道烟气速度偏差的形成机理 ,提出了减小水平烟道烟气偏差的措施。模拟结果与冷态实验结果符合较好。

LPP低污染燃烧室冷态流场与油雾特性

为了研究某贫油预混预蒸发(Lean premixed prevaporized,LPP)低污染燃烧室冷态流场和油雾特性,本文采用粒子图像测速仪(Particle image velocimetry,PIV)首先试验研究不同进口空气流量对燃烧室冷态流场的影响,其次分别在单开值班级喷嘴、主级喷嘴以及同开主级和值班级喷嘴时,分析了燃油流量分配和值班级喷嘴位置对燃烧室油雾特性的影响。试验结果表明:在LPP燃烧室头部流场存在中心回流区、角落回流区和唇口回流区,中心回流区宽度随着距燃烧室头部距离的增加先逐渐增加,而后逐渐减少,且进口空气流量对燃烧室回流区形状影响不大;单开值班级喷嘴时,供油量增加,燃烧室油雾特性变差;单开主级喷嘴时,主级供油量增加,燃烧室油雾特性得到改善;主级和值班级喷嘴同时打开时,随着主级供油量增加,值班级供油量减少,燃油雾化特性得到改善;值班级喷嘴位于喉道处时燃油雾化效果优于值班级喷嘴在旋流器出口处。

基于STAR-CCM+的拖拉机发动机舱三维仿真分析

拖拉机作业环境恶劣承受负荷大产热量高等问题,所以对拖拉机的外形,机舱内零部件布置,以及系统内单体性能都有着特殊而又严格要求,从而优化和解决拖拉机工作时所出现的上述问题,与此同时改善整机的动力性、经济性、和排放性等其他重要参数指标。利用STAR-CCM+软件建立某款拖拉机整车三维数值模型,通过计算获得舱内压力、速度、温度分布云图,进而分析得出拖拉机在工作时动力机舱内冷热流场分布情况。仿真结果表明:发动机舱内零部件布局合理,舱内气流平顺,无明显热流囤积,冷却系统各单体流场分布合理,为整车热管理系统的开发提供了相应的参考依据,也为拖拉机发动机舱前期开发提供了新的技术思路。

环形中心钝体驻涡燃烧室进气方式研究

采用FLUENT软件对两种驻涡腔进气方式时环形中心钝体驻涡燃烧室的冷态流场进行了数值模拟,并对两种驻涡腔进气方式时环形中心钝体驻涡燃烧室驻涡腔内的旋涡结构、平均流动参数以及燃烧室总体性能等进行了对比分析。结果表明:两种进气方式时,环形中心钝体驻涡燃烧室驻涡腔内均能形成相对稳定的涡系结构,进气方式由后钝体中心逆流进气变为前钝体中心顺流进气时,驻涡腔内涡系结构由单对涡转变为双对涡;与后钝体中心逆流进气相比,前钝体中心顺流进气时,燃烧室总压损失系数、驻涡腔平均静压和总压分别增加约1.345%,8.207%和6.479%,驻涡腔平均速度降低约48.423%;驻涡腔进气方式的变化对燃烧室出口气流参数沿流道高度方向的变化趋势影响不大。

电站锅炉SCR脱硝系统导流板的设计与优化

为了优化某燃煤电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统的流场,研究不同导流装置的设计对该系统内流场的影响.基于fluent软件,对SCR脱硝反应器的流场进行数值模拟,应用可实现(Realizable)k-ε双方程模型计算气体的湍流运动,采用物质输运方程预测烟气组分的混合,研究反应器原设计方案下的速度场和浓度场信息,并通过优化导流装置对SCR脱硝系统结构进行优化.研究表明:优化后可以保证系统内烟气速度标准偏差小于10%,浓度流场小于5%;有利于减少SCR系统的压降,优化后压降小于800Pa;同时将数值模拟结果和试验数据进行对比,得到了较好地吻合.

基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化

为了研究汽车发动机舱热管理,设计出与整车开发流程相匹配的发动机舱热管理工作的模拟分析流程。基于"计算流体力学"CFD软件中的STAR-CCM+,分析了某车型发动机舱的冷流场,提出其前端进气格栅的优化方案。该优化方案使流经散热器与冷凝器的风量分别提升7.0%和9.6%。获得了优化的发动机舱的温度分布云图及热平衡温度。针对风险部件进行舱内热害仿真分析,得到目标监测点温度满足许用温度要求。水温试验模拟仿真分析中的整车热平衡,仿真精度≥85%,舱内热害仿真精度≥95%。结果表明:应用该流程具有较高的计算效率和可靠性。

驻涡燃烧室后驻体喷射角度影响冷态数值研究

为深入了解配置于后驻体某确定位置的喷射孔对驻涡燃烧室整体性能特别是对驻涡腔内及附近区域流动的影响,对喷射孔以不同角度向流场喷射气体时,对燃烧室内流场进行了数值研究.研究发现驻涡腔内均形成双旋涡流动结构,驻涡腔上、下侧间相互独立,形成有利于值班火焰的流动条件,且当后驻体喷孔以向内约为70°角向流场喷射时,驻涡腔内形成有旋涡的流场平均流速低,旋涡稳定性强,驻涡燃烧室整体流动阻力较低,从而给出设置后驻体最佳喷射角度范围为向内70°到向外80°.

后驻体喷孔位置对驻涡腔流动冷态数值的影响

为使采用驻涡燃烧的旋转冲压发动机的燃烧组元获得燃烧的稳定性,研究后驻体喷孔位置对驻涡腔流动冷态数值的影响.应用Fluent软件模拟驻涡燃烧室中三维冷态流场的流动特性;湍流模型采用RNG k-ε模型,近壁面处采用标准壁面函数法;设置喷射物质为理想气体;控制方程离散采用基于控制体中心的有限体积方法,选用隐式二阶迎风格式;驻涡燃烧室三维几何模型采用结构化适体网格,网格节点单元数约为600 000;求解方程组采用动量方程和能量方程进行耦合的方法,控制残差<10-4.结果表明:后驻体喷孔位置对驻涡腔的总压损失、喷射质量流率影响较小;随着喷射位置向后驻体外侧偏移,驻涡腔内的流场平均流速有所降低,形成有利于稳定火焰的流动条件.计算预测的变化趋势与实验结果相同,表明可为实际设计提供一种有效的方法.

压力比对高压SF_6断路器喷口中冷态气流场影响的研究

为了辅助高压SF6断路器灭弧室的设计和优化,以拉法尔喷口结构为基础,对3种长度喷口结构下的冷态SF6气流场进行了数值计算和分析.通过对比压力与马赫数的变化特点,研究了上、下游压力以及喷口长短对气流场分布的影响.确定了3种长度喷口对应的临界压力比值,并着重分析了压力比与激波产生和运动之间的关系,讨论了物性参数所引起的计算误差.结果表明:不同长度的喷口结构,临界压力比不同,当上下游压力比低于临界值时,喷口中产生激波,反之则无激波产生;激波的位置随着压力比以及喷口的长度而变化;当喷口下游气体始终处于超音速流动时,出口压力与设定值无关,仅随着入口压力的增加而增大.此外,有效地导入气体属性能够降低数值仿真中的误差,提高仿真结果的精度.

27点差分格式在锅炉炉内空气动力场模拟计算中的应用

针对数学模拟计算中伪扩散难题 ,提出了 2 7点差分格式 ,在 3 0 0 MW锅炉炉内空气动力场模拟计算中应用 ,并与试验数据进行了严格的对比 ,取得了较好的效果。图 5表

旋流燃烧锅炉炉内流场的数值研究

某电站2×600 MW机组锅炉采用了轴向旋流燃烧器,前后墙布置,对冲燃烧。为了更好地了解旋流燃烧锅炉的性能,采用数值模拟的方法对该锅炉炉膛内的流场进行了分析计算。结果表明:采用旋流燃烧器,在锅炉炉膛出口沿宽度的流场分布相对较均匀,仅在两侧速度稍大。另外停投不同层的燃烧器时,对炉内空气动力场及炉膛出口流场影响不大。

喷射孔径影响驻涡燃烧室性能冷态数值研究

驻涡燃烧室以优良的低流阻、高燃烧稳定及极低贫油极限等性能为国内外研究所瞩目。对配置于前驻体中心及后驻体外侧的喷射口以不同开口大小向流场喷射气体时对驻涡腔内部形成驻涡流场区及驻涡腔外部主流区的影响进行了冷态流场数值研究。计算结果表明当前喷射孔配置位置情况下,前驻体喷射孔开口径为后驻体喷射开口径的3倍时,驻涡腔内形成有旋涡的流场平均流速低,驻涡稳定性好,并且驻涡燃烧室整体流动阻力较低。

窑头四风道燃烧器冷态流场数值模拟

对某窑头四风道燃烧器进行三维建模和网格划分,并采用标准k-ε湍流模型对其进行冷态下气相流场数值模拟。计算结果合理反映了窑内的流场变化以及各个管层风在燃烧器工作中的重要作用,并通过改变中心风所占理论燃烧空气的比例,分析了不同风量的中心风对燃烧器流场的影响,对工业中燃烧器喷头结构设计和风量参数选用有着重要的参考价值。

猕猴桃冷库内流场的CFD模拟

以一间实际装配式猕猴桃冷库为研究对象,建立了该冷库的三维物理模型和标准k-ε湍流数学模型。应用SIMPLE算法求解微分方程,对冷库进行三维数值模拟,获取冷库内部三维温度场、速度和压力场的信息,通过分析特定截面,模拟结果与实测值大致吻合。另外,通过改变冷风机条件和货物堆放方式,模拟其温度场的变化,讨论了这些因素对冷库温度场变化的影响情况。研究表明,CFD数值模拟在猕猴桃冷库内流场设计中的应用是切实可行的。

气体再燃区冷态流场特性的数值模拟

以某气体再燃技术改造后的220t/h锅炉为物理模型,采用标准k-ε双方程湍流数学模型对炉内冷态流场进行模拟计算,并用冷态试验结果对数学模型进行验证.结果表明：实测值与模拟计算值误差为5%~10%,该模型能较好地模拟实际流场工况;增加再燃喷口后,旋流区沿炉高方向拉长,提高了炉内火焰充满度;再燃喷口八点布置方式比四角布置方式的假想切圆直径大66%,且在喷口背火侧形成回流区,明显提高了再燃气流对上升气流的覆盖度;再燃量为5%时,再燃气流无法与炉内上升气流混合,最佳再燃量为15%;再燃区高度距离为3 600mm较为合理,增大再燃区距离对流场分布影响不大.

大型电站锅炉炉内流场数值计算技术的研究

采用kε双方程湍流模型、QUICK格式、CIMPLE算法和非均匀交错网格系统,对W型火焰锅炉燃烧室三维冷态流场进行了数值模拟,绘出了典型截面的流场图和速度分布图,揭示了W型火焰锅炉燃烧室内流动的主要特性。计算实例表明,将QUICK格式和CIMPLE算法同时应用于湍流回流的数值模拟,可以在保证较高数值模拟精度的情况下兼顾数值模拟速度。