高压氢燃料气瓶加压惰化排气陡降机制

为了提高惰化效率并确保高压氢燃料气瓶的安全应用,采用数值模拟方法评估加压惰化过程中的氧气体积分数变化特征。在加压注气过程中最大氧气体积分数位于氢燃料气瓶的底部区域,而在排气过程开始阶段发现最大氧气体积分数的陡降现象,设计不同的模拟方案分析陡降现象的原因。结果表明:速度-压力耦合效应是排气过程开始阶段氧气体积分数陡降的根本原因,其中瓶内速度场的影响占主导地位,速度场的影响在未静置和静置方案中分别为91.4%和86.7%,而压力场的影响仅为8.6%和13.3%;排气反向冲量及排气低压向瓶内传递诱导流场,叠加加注形成流场共同促使气瓶底部区域内的流动再循环,使得瓶底区域的流动速度增加且速度场与氧气体积分数场协同效应加强,强化了对流传质形成陡降现象。

柴油机燃烧过程的数值模拟及燃烧室改进

为了改善柴油机燃烧室内混合气的形成状态和燃烧质量,对改装DLH1105型直喷柴油机缸内喷雾和燃烧过程进行了动态数值模拟,并在压缩比不变的情况下设计了3种不同结构的燃烧室,分别为敞口型、直口型和缩口型.通过STAR-CD软件对3种结构的燃烧室进行了三维数值模拟,获得了柴油机的缸内流场、燃油质量分数分布和温度场.结果表明:模拟出的缸内喷雾和燃烧过程与可视化试验的结果吻合,计算模拟的方法可靠;缩口型燃烧室有较强的挤流强度,较长的涡流持续期,使混合气质量和燃烧性能优于直口燃烧室和敞口燃烧室,缸内压力和平均温度最高,Soot生成量最少,同时NO的生成量最大.

燃料浓度对可燃气云爆炸影响的实验研究与数值模拟

以0.02mm厚度的聚乙烯薄膜为约束物,进行了半径0.5m的半球形乙炔/空气气云爆炸实验。结果表明,在100mJ弱点火条件下,乙炔的爆炸界限(乙炔的质量分数)由1.5%～82.2%缩小到5.3%～17.8%,乙炔的最危险质量分数为13.3%。建立了描述可燃气云爆炸的数学模型,并采用SIMPLE算法对模型进行求解,得到了不同燃料质量分数的爆炸超压分布。计算结果与实验值相比较,最大相对偏差为10.11%。对甲烷/空气、乙烯/空气、乙炔/空气等气云爆炸威力进行了预测,当处于最危险质量分数时,大体积的3种气云爆炸均可造成建筑物的损坏,而随着质量分数偏离最危险质量分数,破坏能力随之降低。

柴油机双卷流燃烧室内外室燃油匹配分析

为了分析双卷流燃烧室内室燃油质量分数对发动机性能的影响,研究了双卷流燃烧室最佳的内室燃油质量分数范围。首先利用AVL Fire软件仿真计算不同油束夹角下双卷流燃烧室内室燃油质量分数变化,分析内室燃油质量分数变化对发动机的动力性和排放性能的影响,发现内室燃油质量分数约为10%~20%时,发动机指示功率较高,碳烟排放较低。然后总结归纳了内室燃油质量分数随喷油提前角和转速变化的规律。转速增大,内室燃油质量分数减小;喷油提前角增大,内室燃油质量分数增大。研究表明转速提高时,适当增加喷油提前角可以保证内室燃油质量分数处于较优值,使柴油机取得较佳性能。该研究可为双卷流燃烧系统的燃油匹配提供参考。

巷道火灾燃烧过程热动力与热阻力特性的研究

以全尺寸非稳定流巷道火灾试验数据为依据,应用一维可压缩非稳定流理论分析了燃烧区热动力与热阻力的关系及其计算方法;研究表明:在近水平或水平巷道的火灾中,除了膨胀热阻力和黏性热阻力以外,还存在着垂直于流动方向的横向浮升阻力;在试验条件下,膨胀热阻力占30%～35%,黏性热阻力占20%～30%,横向浮升阻力占35%～55%.无论平巷或斜巷的燃烧,燃烧区的热动力势是最强的,其变化梯度为3～6Pa/m,压力最低点(吸点)位于燃烧区的出口;热动力的概念把巷道一般流动损失、火区流动损失和火风压完全统一起来了,解决了实际巷道火灾燃烧区热力计算的困难,使火灾时期的风网解算更符合实际.

IMO的SOx标准强化对亚洲地区船舶用燃料的影响

针对MARPPOL公约附则Ⅵ中SOx标准的实施,简单介绍了MARPPOL公约、MARPPOL公约附则Ⅵ中的SOx标准及其应对方法,简述了船舶用燃料及其制造流程。应对SOx标准的方法有使用符合标准的燃料、船舶上搭载洗涤设备、使用以LNG为主的替代燃料、双燃料发动方式等。亚洲地区高硫船舶用燃料的使用率较高,强化的标准对亚洲地区的影响大于对欧美的影响,因此分析了MARPPOL公约附则Ⅵ中的SOx标准强化对亚洲地区船舶用燃料的影响,同时提出了几点建议。

燃油温度对生物柴油喷雾特性影响的模拟

运用新近开发的生物柴油物性预测模型,对大豆生物柴油喷雾模拟研究所需物性进行了系统预测,并将大豆生物柴油添加到开源模拟软件KIVA-3V的燃料库中.基于KIVA-3V软件,研究了柴油机后喷工况(环境温度为800~1400,K,环境密度为1.2~3.0,kg/m3)下,燃油温度对生物柴油喷雾特性的影响规律.模拟结果表明:随着燃油温度的增加,生物柴油的液相贯穿距减小,燃油气相质量分数和索特平均直径增大;生物柴油燃油温度每增加50,K,其液相贯穿距降低约10%,;燃油温度为473,K的生物柴油的喷雾特性与燃油温度为373,K的柴油基本相同.

质子交换膜燃料电池参数敏感性分析

为分析质子交换膜燃料电池(PEMFC)的参数敏感性,采用COMSOL建立三维、两相、等温燃料电池单体模型,对其进行模拟计算。通过分析物质浓度分布、极化曲线及功率密度曲线得到不同的离聚物体积分数、背压对传质及电池性能的影响。计算结果表明:随着离聚物体积分数的增大,欧姆极化损失减小,从而使电池性能得到提升,且随着工作电压的减小,电流密度增幅增大;背压的增加使电流密度增大,改变阴极背压比改变阳极背压造成的影响更大。

航空燃油离心泵抗汽蚀优化设计及仿真

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计。选取叶轮出口直径D 2、叶轮出口宽度b 2、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合。通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数进行对比,优化后的航空燃油离心泵泵汽蚀余量小于现用离心泵泵汽蚀余量,且蒸汽质量分数降低了19.98%,说明优化后的离心泵抗汽蚀性能显著提高。

柴油加氢装置改造及运行优化分析

为解决重整装置原料的缺口,中国石化上海石油化工股份有限公司将停役期间的1.2 Mt/a柴油加氢装置改造成为0.75 Mt/a预加氢装置,通过改造不仅满足了重整装置原料增量要求,产品硫质量分数和水质量分数指标也达到优良。通过对项目的改造内容以及运行优化分析,可为同类装置的开车提供参考。

DX-CJ 02油浆脱灰剂在DCC-plus装置的工业应用

为满足国际海事组织(IMO)的《国际防止船舶造成污染公约》新规中相关全球低硫重质船用燃料油的质量新要求,某炼油厂2.2 Mt/a催化裂解(DCC-plus)装置结合自身DCC油浆理化性质中灰分质量分数、含(硅+铝)量超高的特点,于2020年12月进行了DX-CJ 02油浆脱灰剂的首次工业应用。结果表明:该装置DCC油浆经加注DX-CJ 02油浆脱灰剂及产品储罐封罐沉降脱固处理48 h后,除了密度仍略偏高之外,灰分质量分数、含(硅+铝)量均大幅降低,脱除率分别为88.42%,93.33%;这样处理后的DCC油浆可以作为GB 17411—2015中RMG 380#低硫重质船用燃料油的优质调和组分。