质子交换膜燃料电池五边形挡板流场结构优化与性能改进

为有效提高燃料电池(fuel cell,FC)的性能,提出一种在阴极处具有五边形挡板的新型流场(flow field,FF)设计。为了解五边形挡板的加入对FC内部传质过程的影响,开发了一个三维、多相、非等温稳态模型,将多孔层结构引起的各向异性传输性质和催化层实际团聚体结构的非均质特性耦合到模型中,研究了挡板高度变化时FC性能的变化。结果表明,五边形挡板增强了流道的传质性能与气体分布均匀性。随着挡板高度增加,流道的传质性能、排水性能以及气体分布均匀性增加,高度100%(H100)的挡板由于与气体扩散层直接接触,堵塞了排水通道,因此其保水性能最好。在相对湿度为50%情况下,H100的FF结构具有最大的净功率密度,与原始FF(H0)相比,净功率密度增加17.778%。

SCR整流格栅高度与催化剂安装耦合影响分析

选择性催化还原(SCR)脱硝反应器内均匀的流场、浓度场是保证脱硝效率的前提,以某1000MW燃煤机组SCR脱硝反应器为研究对象,对其结构进行了深入研究。通过模拟确定最佳整流格栅间距及髙度,继而模拟整流格栅高度与首层催化剂安装高度的比值(c)对首层催化剂流场、浓度场均匀性的耦合影响,并通过实验予以验证。结果表明:格栅间距不宜过大或过小,整流格栅之间的距离0.2m左右为宜;随c值增大,首层催化剂的速度偏差增大,当c大于一定数值后,不同格栅高度下的速度偏差都会突增;格栅高度〇.8m时,对整流格栅与首层催化剂之间的距离要求最低,c值可放宽到0.8左右。

分层土中裙式吸力基础吸力沉贯特性模型试验研究

针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明:裙式吸力基础在分层土中具有良好的沉贯性能。与传统吸力基础相比,裙式吸力基础在砂土、黏性土、上砂下黏和上黏下砂地基中最终沉贯深度较传统吸力基础分别增加10.0%、2.3%、3.0%和9.6%,沉贯最大吸力值分别增加0.9%、14.4%、66.2%和92.2%。黏性土层位置和厚度对基础沉贯特性影响显著。上黏下砂地层中,基础最大吸力值出现在土层分界面处,最大吸力值随土层分布系数t(上层土厚度与土体总厚度的比值)的增加而逐渐增大,最终沉贯深度随土层分布系数增加而逐渐减小。上砂下黏地层中,裙式吸力基础最大吸力值出现在最大沉贯深度处,吸力最大值随土层分布系数的增加而逐渐减小,最终沉贯深度受土层分布系数影响较小。此外,同时抽吸主桶和裙结构内水体进行沉贯,最终沉贯深度大于只抽主桶情况。在砂土、黏性土、上黏下砂(t=0.4)和上砂下黏(t=0.4)等4种地基中,裙式吸力基础采用同时抽主桶和裙结构的沉贯方式,最终沉贯深度较只抽主桶情况分别增大了13.8%、3.4%、16.4%和4.6%。研究成果为进一步阐明吸力基础在分层土中沉贯机制及指导工程实践,具有借鉴意义。

双层喷嘴提升管油剂间传质传热特性研究

良好的相间传热与油雾蒸发效率是提高提升管内油剂之间催化裂化效率的关键。为了研究双层喷嘴提升管内油雾的传质传热与混合特性,采用SCDM软件建立了双层喷嘴提升管几何模型,并基于颗粒完全流态化理论,采用颗粒随机轨道模型对离散相油雾液滴轨迹进行追踪,模拟了提升管内油剂分布与传热规律。研究结果表明:提升管轴向位置0.6~0.8 m区段内温度和油雾蒸汽体积分数沿径向分布变化最大,温度呈现边壁高、中心低的“U”形分布,体积分数呈现边壁低、中心高的“环-核”分布,最后在提升管轴向位置0.8 m以上温度逐渐不变,稳定在620 K左右且分布均匀,油雾蒸汽体积分数稳定在0.7左右;在轴向位置0.7~0.8 m区段内油雾粒径变化剧烈,平均粒径最大值出现在轴向位置z=0.75 m的径向截面,在此区段内最不利于油雾催化裂化;副喷嘴应当安装于主喷嘴下方0.5 m处,此时催化裂化效率最高。所得结论可为双层喷嘴提升管的结构设计提供基础数据。

监控再生操作 降低催化剂跑损

讨论了再生器中催化剂床层高度,输送分离高度(TDH),旋风分离器操作与催化剂跑损的关系,提供了监控再生操作,降低催化剂跑损的措施。