基于改进Node2vec算法的锅炉温度场分割方法研究

针对温度场特征参数差异引发的锅炉温度场分割准确性的问题,以维持温度场特征为目标,引入图结构表达场数据,通过改进Node2vec算法进行聚类分析,进而实现锅炉温度场的最佳分割。该方法基于多维度的特征信息对锅炉温度场实现分割,能够更准确地保留流场特征。在标准数据集上进行了实验验证,结果表明在具有多维度特征的数据集上,所提方法相比其他对比算法在分割效果方面有提升显著。最后将提出的方法用于分割电站锅炉温度场,结果表明该方法可以很好地捕捉温度场数据中的局部和全局特征,且结果具有较好的精确性。

复采掘进工作面综合防灭火技术及实践

为确保复采掘进工作面的安全生产,针对复采工作面煤层易自燃的问题,在对运河煤矿F1301复采工作面现场条件以及遗煤自然发火风险分析的基础上,提出了适用于矿井复采掘进工作面的综合防灭火技术。采用风流场调控、均压堵漏、惰化处理、监测探测等有效手段,定性分析了复采条件下的防灭火机理,规范了防灭火技术工艺,量化了防灭火技术参数。通过实施综合防灭火技术,有效控制了掘进期间采空区煤层自然发火风险,使得F1301复采掘进工作得以顺利进行,同时也为工作面的回采创造了良好的防火条件,实践经验可为类似条件下工作面开采提供工程经验支撑。

细水雾抑制巷道胶带火灾蔓延模拟

为探索细水雾对矿井胶带火灾蔓延的抑制效能,利用FDS软件构建矿井胶带火灾模型。研究风速、细水雾粒径、喷头与火源距离等因素对细水雾抑制胶带火灾效果的影响机制,探究不同工况下巷道温度场分布规律与烟气流动规律。结果表明,细水雾可以有效抑制胶带火灾蔓延,一定范围内,火场温度和烟气浓度均随风速增大而减小,风速由1 m/s增加到2.5 m/s,温度下降率增加18.42%;火场温度和烟气浓度随喷雾粒径、喷头与火源距离减小而减小;雾滴粒径由200μm增加到400μm,冷却与阻烟效率降低35.20%、22.85%;喷头距离火源超过14.5 m,细水雾抑制效果明显减弱。通过增大风速、减小水雾粒径、缩小喷头和火源距离,可以提高细水雾降温阻烟效果,为开发巷道火灾细水雾应急处置技术与装备提供理论依据。

基于AVLFIRE的柴油机试验台架排气系统内部流场的数值分析

针对小型柴油机试验台架排气管接头拆装麻烦、流通特性不好、影响测量准确度等的问题,提出采用滑板式排气管接头代替原装的排气管接头,建立了GD190柴油机试验台架排气系统的计算流体动力学(CFD)模型,应用AVL FIRE软件进行仿真分析和对比试验,数值模拟结果表明,滑板式排气管接头具有良好的流通特性和较大排气的质量流量,但流场中存在气体流动不顺畅,也有明显的涡流存在,对其结构尺寸进一步优化,保证试验台架测试的准确度。

Experimental Simulation Study of Smoke Flowing Properties in Running Train

Tbe experimental simulation has been performed to investigate the smoke flowing properties within the 1/5 reduced-scale model of a sleeping carriage. The velocity field of the running train on fire is simulated in a wind tunnel of the State Key Lab of Fire Science, USTC (University of Science & Technology of China). In this paper, the fire-smoking properties and the variation of the temperature field in the sleeping carriage are analyzed. This paper introduces the simulation method of reducedscale experiment about the running train and the analysis or the experimental data. It provides the basis of experiment for the running train’s fire-safety and full-scale experiment in the future study.

燃煤机组SCR烟气脱硝系统流场均布一体化建模与性能优化

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝效率与其内部烟气和还原剂流动的均匀性密切相关。在建立SCR脱硝反应数学模型基础上,采用用户自定义子程序耦合了多组分烟气流动与反应过程;通过比较不同负荷下330 MW等级燃煤机组脱硝性能的实测与模拟数据验证了模型的可靠性和有效性,基于对反应器内烟气和还原剂流动及其反应特性的数值模拟分析,提出了喷氨格栅上游导流板结构优化方案,进而考察了操作条件对NO和NH3排放质量浓度的影响。结果表明:喷氨格栅来流烟气速度分布的非均匀性是导致烟气与还原剂混合效果较差的主要原因,进而通过调整喷氨格栅上游导流板结构并在烟道壁面增设挡板可将脱硝效率提高约3.37%;为满足NO_(x)质量浓度为50 mg/m^(3)及NH3质量浓度为2.5 mg/m^(3)的排放限值需选取适宜喷氨量,以所选取SCR脱硝装置为例,当烟气初始NO质量浓度为650 mg/m^(3),SCR脱硝系统适宜氨氮摩尔比应约为0.94。

水下贴壁发射膛口动态过程仿真

基于计算流体力学软件Fluent,采用动网格技术,对14.5 mm水下枪在贴壁30、50、70和100 mm四种工况下的全淹没式发射建立了二维平面模型并进行仿真计算。计算结果表明:弹前水柱在枪口的喷射速度达到250 m/s时,水射流两侧开始出现空化,壁面对空化效果有一定的抑制作用,贴壁距离d=50 mm时,壁面附近的空化区域难以形成完整的水蒸汽相,当贴壁距离增大到d=100 mm时,壁面对空化区域的影响基本消失;随着贴壁距离的减小,泰勒空腔边界在无壁面约束一侧的径向扩展速度逐渐增大;在非对称压力场中,射弹质心的径向位移随贴壁距离的减小而增大。

660 MW燃煤机组脱硝系统优化改造

脱硝系统烟气流场分布特性与氨烟混合特性直接影响脱硝效率和氨逃逸。一660MW机组原有脱硝系统存在催化剂入口烟气流速分布不均、喷氨母管氨空混合性差、喷氨格栅后氨烟混合性差、喷氨量控制不够精细等问题。基于数值模拟结果,提出了脱硝系统内安装导流元件、喷氨母管内加装氨空混合器、喷氨格栅后加装氨烟混合器、喷氨格栅实施分区控制的优化改造方案。改造后的现场实验结果表明,脱硝系统优化后,催化剂入口烟气流速分布、烟温分布的均匀性均较好,催化剂进出口NOx的质量浓度分布偏差均较小,660MW负荷下喷氨量比改造前下降34.5%。

冷发射灭火弹外弹道特性仿真

针对机载冷发射灭火弹初速低、质量小、容易受到风速等其他外部因素影响的特性,利用ANSYS FLUENT流动模拟软件,对弹丸在飞行过程中的流场特性和在不同初速度和风速影响下的受力情况进行仿真。研究基于4组弹丸初速度和2组风速模拟,揭示了低速弹丸在不同工况下的流场特性和弹头弹尾的受力情况。仿真表明:当弹头速度一定时,工况中风速越高,弹头速度衰减得越快,弹尾受到的加速作用越明显;当弹丸速度达到40 m/s时,弹丸出现失稳现象。研究结果对设计库区机载防控冷发射系统,提高灭火弹的精确度具有重要意义。

600 MW燃煤发电机组SCR分区动态喷氨改造

一600MW燃煤发电机组SCR烟气脱硝系统存在磨损严重、氨耗量大、氨逃逸高、空预器堵塞等问题,优化改造提升需求迫切。通过流场和分区动态喷氨改造,系统总体性能明显提升。催化剂入口截面气流速度分布相对标准偏差降低至8.71%,NH3质量分数分布相对标准偏差降低至1.92%,满足行业规范要求;平均喷氨量从160kg/h减小至105kg/h,最大喷氨量从280kg/h减小至130kg/h,喷氨波动明显降低,改造效果明显。

燃煤锅炉SCR脱硝系统及其流场优化研究

为解决燃煤机组瞬态过程中选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统精准喷氨困难的问题,基于数值计算结果对燃煤锅炉的省煤器出口烟道导板和SCR顶部导流板进行优化,建立被控系统和动态响应模型,利用人工智能算法在线完善模型,以实现精准喷氨。改造后,SCR入口烟道A、B侧烟气流速分别为9.0 m/s和9.2 m/s,相对标准偏差CV值为11.4%和10.7%。SCR入口烟道A、B侧NOx平均质量浓度为250.7 mg/m3和260.5 mg/m3,相对标准偏差CV值分别为4.8%和5.0%。SCR出口烟道A、B侧NOx平均放质量浓度为47.1 mg/m3和51.6 mg/m3,相对标准偏差CV值分别为12.3%和12.5%,基本实现了超低排放的要求。液氨单耗从改造前0.2783 kg/MWh下降到0.2152 kg/MWh,下降了27.8%。

加热炉烟气流动及燃烧传热过程的数值模拟研究

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对某装置加氢反应进料加热炉内烟气流动、燃烧传热过程进行了全尺寸的模拟和分析,揭示了加氢反应进料加热炉内烟气流动、燃烧传热过程的特性,分析对比了两种燃料气次级喷枪顶部开孔角度对加热炉内烟气流动、火焰形态、炉膛温度场、炉管表面热强度及热效率的影响。模拟计算结果表明:与10°结构相比,5.5°结构下的火焰高度更高,炉墙高温区域发生上移,相同位置炉管的吸热量更大,辐射炉管的整体热效率提高约2%。

煤田露头火区温度场模拟分析和火风压计算

为了研究煤田露头火区温度场的分布变化规律,利用Fluent软件对火区进行数值模拟,得到了火区温度场的分布情况。对火区火风压的计算进行了分析,计算得到了火风压值。通过改变边界条件得到了火区温度对露头火区漏风流场的影响:火区高温给气体渗流提供了动力,火区温度越高气体渗流速度越快。

WSTSKP型数控消防炮的结构与流场分析

针对大空间建筑的消防灭火问题,根据《固定消防炮设计规范》(GB50338—2003),系统介绍了WSTSKP型数控消防炮的结构和工作原理,以及采用Simple算法和标准k-ε湍流模型,对数控消防炮进行了三维湍流数值模拟。

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。

载人航天器密封舱内火灾流场特性数值研究

为获得微重力环境下载人航天器密封舱内火灾发生时的流场分布规律,建立简化的密封舱模型,利用FDS软件对不同火源位置、通风场景下的火灾进行了数值仿真,得到了烟气温度、浓度分布规律。仿真结果可为密封舱内火灾探测器的合理安装布局提供参考。

600MW燃煤机组SCR催化剂入口流场模拟优化及改造分析

使用数值模拟软件ANSYS 14.0,以某600 MW燃煤机组及其SCR系统为对象,模拟了SCR催化剂入口4种不同导流挡板布置方案对流场均匀性的影响,定性和定量分析确定了最佳的布置方案;同时以此为基础,进行现场的优化改造,改善了催化剂入口流场的均匀性,有效地提高了机组SCR脱硝系统的脱硝性能。

三维摆动尾鳍的数值模拟

以开发适用于小型潜器的仿生操纵与推进系统为研究背景,本文以金枪鱼尾鳍为研究对象,建立了三维刚性仿生尾鳍模型,使用大型通用CFD商业软件FLUENT对特定工况下尾鳍作纵摇升沉耦合运动的非定常流场进行了数值计算,给出了尾鳍的水动力系数和尾流区域的流场特征图,初步探讨了三维仿生尾鳍的推进机理。

公共汽车内突发纵火后流场特征

数值模拟公共汽车突然施放0.6 MW热量后的流场特征,给出不同瞬时速度场和温度场的分布规律。实验结果显示现有尺寸有开口的公共汽车,在0.6 MW的热释放量情况下,40 s前后流动特征变化最大,80 s后趋于平缓,140 s后处于内外冷热气流平衡状态,流动特征基本不再变化。对于按t2规律逐渐释放热量的情况,80 s以前流动特征的变化比突然释放热量要小得多。

三级林用消防泵内部流场模拟及分析

林用消防泵在森林防火作业中是一种效率高、应用广泛的灭火装备,泵内流体在湍流运动过程中的各物理参数,如速度、压力、温度等都是随时间与空间而随机变化的,是个随机的非线性过程。为了更好地设计满足复杂条件下的林火迅速扑救的大流量、高扬程、质量轻的便携式林用消防泵,在结构设计的基础上进行了泵内流场模拟,分析了林用消防泵的三级提压工作原理。运用FLUENT软件首次模拟了Q为62,105,175,262和340L/min工况时的三级林用消防泵内部流场,建立了5种工况三级森林消防泵的整机流域模型,并根据模拟结果预测了泵的扬程。相比其他工况,处于流量Q=175L/min工况时的整机流场压力分布比较合理,叶轮流域、叶轮蜗壳耦合区域以及蜗壳流体区域的作用效果都比较好,流体流动比较稳定。此外,搭建了水泵性能测试系统,开展了5种流量工况条件下的水泵性能试验,将测试计算结果与模拟预测值进行了对比分析。结果显示,模拟预测的扬程与试验计算扬程基本吻合,表明运用FLUENT软件所建整机流域模型对三级林用消防泵的工作性能模拟预测是可行的。同时,在流量Q=175L/min时,其射程达到117.68m,满足便携式林用消防泵的设计要求,可以达到远距离灭火的目的。