乏汽供热用大型蒸汽射汽器性能试验与研究

对乏汽供热用大型射汽器的性能进行了全面分析和研究。结合射汽器的固有特性,在300 MW等级机组的乏汽供热系统中对射汽器变工况性能进行了试验研究,得到了不同机组背压、动力蒸汽压力和出口压力下射汽器的性能曲线。建立了一种射汽器全工况特性的性能参数求解方法。结果表明:性能参数求解结果与试验数据吻合度高。

涡桨发动机舱引射通风冷却数值研究

以涡轮螺旋桨飞机的排气系统/短舱为研究对象,构建了机翼/机身/螺旋桨一体的发动机短舱仿真物理模型,采用多参考坐标系(MRF)法对螺旋桨滑流进行了模拟,并探究了不同排气管长度下发动机舱内的流动和换热情况。结果表明:在研究参数范围内,随排气管混合管段长度增加,在无滑流状态下,排气管中间环缝的引射流量上升18.3%,排气管末端环缝引射流量上升0.27 kg/s;在有滑流状态下,中间环缝引射流量保持在0.174 kg/s左右基本不变,末端环缝引射流量相对增加了35.8%,混合管段长度变化对末端环缝引射影响较大。排气管外管温度分布具有不对称性,滑流引入后,表面平均温度下降15 K,降幅4%;混合管段壁面温度受引射出口回流区和高温排气影响略有升高。

适用于天然气发动机高EGR率的引射器仿真研究

针对发动机抑制爆震的难题,提出采用无功耗的引射器实现天然气发动机高废气再循环(EGR)率的技术方案.首先,完成设计工况下的引射器结构参数设计计算;然后,建立引射器仿真模型,并根据实验数据开展引射器计算模型的校核与验证;其次,对引射器引射性能随结构参数的改变进行分析,获取各结构参数对引射性能的影响规律;最后,提出了一种新的结构参数敏感性评价指标,研究了结构参数对引射性能的影响程度.研究结果表明:随着混合段长度和扩压段长度的增加,引射系数(μ)会随之增大;混合段直径(d_(3))、扩压段角度(θ_(s))和喷嘴出口至混合段距离(L_(NXP))的增加会导致μ先增加后减小,μ的最大值分别出现在d_(3)=46.1 mm、θ_(s)=4°和L_(NXP)=57.33 mm处;对μ影响最大的结构参数为d_(3),对应的敏感性指标为0.88,而L_(NXP)对μ的影响程度最小,敏感性指标为0.05.

船用燃气轮机箱装体冷却结构优化设计

对船用燃气轮机箱装体进行数值模拟,得到箱装体内部的气流分布和箱装体壁面温度过高的缺陷,在此基础上对船用燃气轮机进行冷却结构优化设计。在箱装体内部设置分支结构以改善气流流向;在箱装体外部设置排气引射器以冷却箱装体并减少能耗;对排气引射器喷嘴进行后缘开缝处理以增加其引射效率。结果表明,所进行的优化设计可满足船用燃气轮机箱装体的冷却要求。

四级背压乏汽深度利用系统及其性能分析

针对某600MW间接空冷机组在高背压供热的基础上利用大型蒸汽射汽器,提出了一种适应调峰运行的四级背压乏汽深度利用系统。有效解决了热电联产机组低负荷乏汽供热能力降低的难题,提高了机组低负荷下的乏汽供热能力。对二级背压乏汽供热系统的供热特性进行了试验研究,分析得出机组背压和循环水温度是影响乏汽利用的关键因素,以汽轮机排汽热损失最小为目标,建立了四级背压乏汽供热系统能耗分析模型。通过能耗分析模型对某600MW机组四级背压乏汽深度利用系统在不同供热时段调峰运行下的性能进行了计算分析。在低负荷段,高压侧的背压受到汽轮机排汽流量的限制,通过循环冷却系统降低低压侧的背压可提高系统能效。不论是与常规的中排供热的方式相比,还是与二级背压乏汽供热相比,四级背压乏汽深度利用系统低负荷下的供热能力明显提升。在对外供热量一样的情况下,四级背压乏汽深度利用系统相比较二级背压乏汽供热,机组的发电出力可降低131MW。

船舶动力装置排气红外抑制装置性能

随着船舶动力装置的排气温度日渐升高,所产生的红外辐射逐渐增强,而辐射源是军事中红外制导武器的主要目标,容易被红外武器锁定,舰船的生命安全受到更大威胁。为降低排气系统的温度提高舰船安全性,以带有某型引射器为研究对象,探究不同工况下以及不同结构参数对引射器性能影响。结果表明,引射系数增大时混合度趋近1,引射器的引射能力增强。主流喷口与混合段距离增大,会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加指0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低,该结论可以用于红外抑制器设计过程,提高整体性能。

船舶动力装置排气红外抑制装置性能分析

以带有某型引射器的船舶动力装置为研究对象,探究不同工况以及不同结构参数对引射器性能的影响。结果表明:引射系数增大时混合度趋近1.00,引射器的引射能力增强。主流喷口与混合段距离增大会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低。研究结果可用于红外抑制器设计,提高整体性能。

辅助动力舱冷却用排气引射器性能快速评估方法

在飞机辅助动力装置系统研制过程中,只能通过试验和计算流体力学(CFD)仿真方法对排气引射器的引射性能进行评估,且评估效率低、研制成本高,故无法获得任意工况下排气引射器的引射性能。本文提出用速度系数比β参数来描述排气引射器的引射性能,并建立了辅助动力舱冷却用排气引射器性能快速评估方法,通过CFD仿真分析对该方法的合理性和准确性进行了验证,验证结果表明,该方法可以快速、准确地评估各种地面工况下排气引射器的主流出口静压和总压、次流流量、次流出口总压等参数,且计算精度保持在2.382%以内,满足工程使用要求,大大提高了评估效率,具有较高工程应用价值。

轮胎行业乏汽的回收利用

针对轮胎企业生产排放乏汽的实际情况,选用汽汽引射器完成对乏汽的回收利用。根据汽汽引射器的特点及工艺需要,采用未经降温减压的高压蒸汽作为引射动力蒸汽,乏汽为被引射蒸汽,经过汽汽引射器混合后的低压蒸汽用于烘胶房进行烘胶。本改造方案在减少蒸汽用量的同时,也起到节能减排的良好作用。

圆排波瓣圆柱混合管的气动特性实验研究

建立了实验装置 ,对圆排波瓣喷管与 8只圆柱混合管相配合 ,进行了冷热态实验。得出了它们引射混合的引射流量比随主次流温度比、混合管截面比、次流进口截面比的变化关系曲线。另外 ,还对不同温度下修正流量比的温度指数进行了研究 ,得出圆排波瓣圆柱混合管引射混合器的修正流量比温度指数 n=0 .4。

有无中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场模拟与比较

用数值模拟手段研究了中心锥增进圆排波瓣喷管引射器内热混合流场的影响 ,推导了非正交曲线坐标系下有无中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场的基本方程 ,采用 SIMPLEC算法和一种完全压力修正方法 ,以物理平面速度分量作为求解变量 ,以逆变速度作为界面流速 ,在同位网格上求解了有中心锥波瓣喷管引射器内的流场控制方程 ,并与实验测量结果和无中心锥的数值计算结果进行了比较。结果表明 ,计算结果与测量值符合较好。有中心锥的低温等值线可以延伸至中心轴线 ,与在没有中心锥的情况下 ,混合管中心轴线处的温度始终保持为高温状态有很大的不同。

混合管面积和位置对排气引射器性能的影响

通过对一个轴对称波瓣主喷管与 4种不同截面积的圆形混合管、并分别在不同轴向位置时的组合试验 ,研究了混合管与主喷管截面积之比Am/Ap 及轴向间距Lmp对排气引射系统的引射系数、压力损失系数和气动性能综合参数等的影响。结果表明 :在试验范围内 ,Am/Ap 增大 ,系统的引射系数增大、综合气动性能改善 ;Lmp增大 ,系统的引射系数和压力损失系数也增大。对于不同范围 ,压力损失系数增加的斜率不同 ,总的趋势则是综合气动性能变坏。

航空发动机试车台排气引射器性能的数值模拟

利用数值模拟的方法,研究了地面试车间内喷管-引射器流动规律。改变引射器直径及引射器与喷管距离,得到16种尺寸组合的几何模型并分别计算了相应的压力场及引射流量,分析尺寸变化对推力测量及引射流量比的影响,对引射器直径及引射器与喷管距离的匹配关系给出了建议。仿真结果表明,最佳匹配的与成非线性关系,引射流量比与引射器直径近似成线性关系。

有中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场模拟

为了了解有中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场和温度场的特性 ,从圆柱坐标系出发 ,推导了非正交曲线坐标系下引射器内流场的基本方程 ,采用SIMPLEC算法和一种完全压力修正方法 ,在同位网格上求解了流场控制方程 ,并与实验测量结果进行了比较。结果表明 ,在中心锥壁面的作用下 ,圆柱混合管中流向涡很快形成 ,次流的低温等值线可以延伸至混合管中心轴线处。计算结果与测量值符合较好。

直升机排气系统红外抑制器的模型实验研究

对直升机排气系统红外抑制器进行了一系列的模型试验研究,旨在分析引射混合和遮挡隔热对降低目标红外辐射特征的作用机制和抑制效果,并对缩比模型的红外辐射相似关系进行探讨.结果表明: (1)引射冷气掺混具有降低排气温度和混合管壁面温度的双重作用,其降温效果在大引射流量比下非常显著;当遮挡间距大于 20mm,遮挡隔热可以使遮挡罩壁温接近于环境温度. (2)引射混合对总体红外辐射强度抑制约 85%;在此基础上进行隔热遮挡可以再抑制 10%. (3)在保持主流速度、温度和压力均相同的条件下,不同缩比模型的辐射亮度基本相当;红外辐射强度基本上与模型的几何模化比平方成正比.

动力舱排气引射器设计及其内部流场数值模拟

采用了利用发动机废气能量的通风散热除尘技术,考虑到动力舱空间限制的制约,为某型重载车辆优选设计了一种排气抽尘引射器.并利用流体动力学数值仿真技术,开展了数值模拟计算,探讨了引射器结构对引射系数的影响,得到了关键结构参数对引射系数的影响规律.据此,改进设计出5种排气引射器型式,使其引射性能得以改善;考虑到紧凑性、轻量化的设计要求,在满足通风散热要求的前提下,不盲目追求最大的引射系数.给出针对混合室工作段长度参量不同的设计方案的对比结果:混合室工作段长度在125 mm附近时,引射器可达到最优引射效果.

高冷凝温度下两级喷射式制冷系统研究

提出了一种利用汽车尾气所含的高温余热作为驱动热源的喷射式制冷系统,并搭建了试验台进行试验。为适应实际工况中较高的冷凝温度,两级串联喷射器被应用在本系统中。为了能有效使用如汽车尾气中的高温余热,本系统选用水作为制冷工质。喷射系统在发生温度150℃,冷凝温度54℃,蒸发温度13℃的工作情况下进行设计。并在设计的基础上在不同工况下运行。试验比较了发生温度在130~150℃区间变化,蒸发温度由13~30℃变化时COP的变化情况。试验结果可初步表明两级喷射式制冷系统可以在高冷凝温度条件下进行工作,但效率并不理想,喷射式系统在余热充足的特定场合中的使用有一定的前景。

直升机排气系统用波瓣喷管引射-混合式红外抑制器研究

在针对直升机排气系统用波瓣喷管引射-混合式红外抑制器开展的一系列数值计算和模型实验研究基础上,对其内流气动特性和红外辐射特性进行较为系统的综合总结。揭示并分析了这种形式的红外抑制器内部混合流动特征,引射混合和隔热遮挡的红外抑制作用效果,以及红外抑制器缩比模型红外辐射模化关系;同时也指出了需进一步研究的一些问题。

新型双热源吸收式循环性能分析

提出一种新型双热源吸收式制冷循环,高压发生器由动力余热驱动,产生的冷剂蒸汽部分用来驱动低压发生器I产生制冷剂蒸汽,另外一部分用来将低压发生器I和低压发生器II产生的冷剂蒸汽引射至冷凝压力。由太阳能热驱动的低压发生器II的工作压力低于冷凝压力,使系统能利用传统单效吸收式制冷系统无法利用的低温太阳能热。以水-溴化锂作为工质对,模拟结果表明:当动力余热与太阳能负荷之比在3.5以上时,新循环的COP均在0.9以上,较传统单效系统效率约高20%。

航空发动机排气引射器推力性能研究

根据发动机排气引射器流场的特征,建立了引射器内流场和排气系统外流流场的一体化三维数值模拟计算模型,得到了整个流场的基本参数;对引射器出口截面流场进行了理论分析,采用某型发动机引射器的尾流流场实验数据对模型进行了实验验证,理论分析和实验验证结果表明模型建立准确可靠。最后采用微元法,结合得到的流场参数计算了使用不同引射器时发动机的推力大小,并给出了各波瓣引射器相对于引射器1的推力损失情况。