大流量高压燃烧加热器振动加速度测试分析

针对不同采样频率下(10、20、50、100、200 kHz)大流量高压燃烧加热器振动加速度差异较大的问题进行了研究,开展了冷吹试验、敲击试验、点火试验。采用时域分析法中的均方根、偏度、峭度,频域分析法中的功率谱密度,时频域分析法中的小波变换,并结合模态参数识别中的多参考最小二乘复频域法重点分析了10 kHz和200 kHz采样频率下的振动数据。获得了传感器的安装谐振频率、安装底座和待测设备组合体的固有频率以及加热器运行的主要频段,与声振频率计算公式的结果偏差小于5%。研究结果表明,采用10 kHz的采样频率能够有效表征加热器的振动情况,该方法可为大型复杂燃烧设备振动测试采样频率的选择提供参考。

风力制热技术发展与应用现状分析

风力制热技术是风能的一种利用形式,近年来引发学术界与产业界广泛关注。总结了风力制热技术的内涵;梳理了风力制热技术研发与应用进展;指出了风力制热技术在理论研究、关键设备制备和工程实践等环节的未来发展方向。分析结果显示:风力制热在技术成熟度方面已实现稳步提升,电网效益和经济效益逐渐显现;其中,风电制热和风机热泵制热技术已接近商业化应用的门槛,风力直接制热技术展现出在工程实践中的可行性。以期本研究结果可为后续深入研究提供信息参考。

高焓风洞液氧酒精空气燃烧加热器设计与试验

高焓风洞是进行吸气式发动机地面模拟试验的重要设施,为满足高温、高压来流模拟的需求,研制了一种基于液氧酒精燃烧的空气加热器。该加热器采用液液自击喷注与空气直流分区组织燃烧,并利用等离子体点火器实现中心点火,生成高焓来流。10kg/s量级燃烧加热器点火调试表明:该装置点火启动迅速,建压平稳并在点火器关闭后维持了稳定来流的生成,覆盖范围宽,在地面试验领域具有良好的应用前景。

风力致热型海水淡化装置及参数设计

风力致热海水淡化是将风能直接转换成热能,再蒸发海水制取淡水的技术。文章论述了风力致热型海水淡化装置的结构和工作原理,介绍了S型垂直轴风力机、搅拌液体致热装置和海水蒸发室的特性。通过力矩的匹配计算,建立搅拌器直径的相关数学模型,并依据最优匹配数学模型计算搅拌液体致热装置的参数。根据搅拌液体致热装置的尺寸设计出海水蒸发室,并通过理论计算预估其在额定风速下的产水量约为239.1g/h,表明了风力致热海水淡化技术的可行性。

常规高超声速风洞蓄热式加热器性能参数计算

介绍了常规高超声速风洞增设加热器的必要性及不同类型加热器的优缺点,重点介绍了电预热金属蓄热式加热器的设计温度、内径、对流换热系数和蓄热长度等性能参数的计算方法。调试结果表明,加热器的所有性能参数均达到设计指标。

自动气象站风传感器加热器的研制与实现

我国大部分地区在初冬和开春季节,自动气象站风传感器容易结冻,给正常观测造成了困难,需要人工进行干预,特别是在高山和艰苦台站,维护保养非常困难。为了解决自动站风传感器容易结冻的问题,本文论述了采用新型加热环结构,解决自动气象站风传感器冻结的方法,提出了具体设计指标和要求,并经过多年的使用考验,取得了非常满意的效果,已经在辽宁省气象台站推广使用。

直连式脉冲燃烧高温风洞的设计

为经济、有效地开展超燃室试验研究。设计制作了直连式脉冲燃烧高温风洞．该风洞采用燃烧氧氮混合气体和氢氮混合气体获得高焓气体。氧氮混合气体和氢氮混合气体分别采用路得维希管和稳压燃料供应装置供应．稳压燃料供应装置经过特别设计，以消除试验后残余氢气的安全隐患，并维持试验期间的供应压力基本恒定；采用专门的气动快速阀。以控制2种混合气体快速同步注入燃烧加热器．风洞运行结果表明，燃烧加热器可在总温1100—2200K。总压1．0—4．0MPa的范围内工作，能提供100—150ms试验时间．

高温风洞蓄热式加热器蓄热单元初步设计与分析

蓄热式加热器是目前高温纯净空气风洞最具潜力和优势的一种加热方式。针对空心砖型蓄热式加热器,开展了空心砖型蓄热单元初步设计研究,涉及换热性能、压降控制和热应力评估等方面。结合一个预定的试验状态要求,对空心砖型蓄热单元的初步设计进行分析与讨论,评估孔径、孔间距、蓄热阵高度等几何设计参数对换热性能、压降控制和当地热应力水平的影响,进而确定空心砖型蓄热单元的基本设计方案,结果表明孔径、孔间距是加热器设计的关键参数,对其它参数、运行性能、安全性具有显著影响,高度选择直接影响出口气流温度水平及其稳定时间,初步设计方案可以很好地满足马赫数6.0试验模拟状态要求。研究结果可为空心砖型蓄热式加热器工程设计和方案评估提供有益的参考。

电弧加热流场品质优化初步研究

电弧加热器可以提供马赫数10以上连续式风洞运行总温、总压的参数要求,将其用于气动力试验风洞加热器,需要对其流场品质进行优化。通过改进电弧加热器的结构和配置冷气混合室及稳定段,改善了喷管出口参数在空间分布的均匀性和时间上的稳定性,并减缓了流场气流的旋转和脉动,提高了试验参数的重复性。经初步流场测试及天平测力可行性研究表明:流场核心区的总温及皮托压力偏差小于平均值的2%,试验测力数据与常规高超声速风洞接近。

高超声速气动试验的新进展

本文报导了1992年7月在美国纳希维尔召开的 AIAA 第17届航空航天地面试验会议的概况。简要地介绍了讨论航空航天地面试验面临的技术挑战,CFD 和地面试验的相互作用,美国气动力学与气动热力学研究的未来等三个大会报告的内容。介绍了在会议报告中叙述的对高超声速气动试验的新要求和自由飞弹道靶、 脉冲风洞、稀薄气体设备、电弧加热器的新进展。最后,对我国高超声速气动试验的发展提出了建议。

基于预切换状态的电热水器负荷群调控策略

风电消纳问题已成为我国风电进一步发展的瓶颈,以需求侧资源逆向匹配生产端的风电能源,是促进风电消纳的有效途径。本文以家用电热水器为研究对象,提出了一种新的需求响应调控策略:首先建立电热水器的热力学模型和动态调控模型;将电热水器在自然运行状态下1min之内将要开启或关闭的状态定义为预切换状态(pre-switching state,PSST);采取考虑PSST的分群策略,并基于Tse和Cse联合指标分别对开启群和关闭群中的电热水器进行优先级排序,生成负荷群优先序列;最后建立负荷群功率调整量优化模型。将调控策略应用于风电消纳场景并与其它策略进行对比,仿真结果表明,基于PSST的负荷群调控策略能够较好地跟踪风电响应目标,在有效减小响应误差的同时,能够均衡负荷群加热效果,具有良好的应用前景。

电弧风洞真空氩气起弧技术研究

为解决传统金属丝熔融法起动电弧风洞准备时间长、可靠性差、熔渣影响设备安全和参数测试等问题,研究分析了电弧风洞采用真空氩气起弧技术起动的可行性。通过试验对比分析了起弧间距、进气方式以及控制时序等参数对电弧风洞起动特性的影响,利用一级触发、逐级拉弧的方式实现数米长电弧加热器的安全起动。结果表明,真空氩气起弧技术可以稳定、可靠、快速起动电弧风洞;起弧间距为25mm时,起动时间短,平均电流低,设备烧损小,起动最可靠;采用阴极尾部通氩气的进气方式,起动稳定、操作方便、维护简单;该起弧技术具有最佳的控制时序,确保了起动稳定可靠。

计及电热转换的含储热光热电站与风电系统优化调度

风电出力的随机性与波动性导致系统旋转备用成本增加,进而加剧了弃风限电现象,这一问题在西北地区尤为严重。为优化系统风电消纳能力的同时降低旋转备用成本,该文构建了含储热光热电站与风电系统日前优化调度模型。在含储热光热电站与风电联合并网的基础上,采用电加热装置将多余风电转换为热能存储于光热电站的储热系统中,最终实现电加热装置、光热电站与火电机组共同提供系统旋转备用。该模型综合考虑系统发电收益与系统综合成本,通过多场景分析兼顾风电、直接光照强度预测的不确定性,以系统净收益最大为目标,优化求解系统最优旋转备用容量与分配计划以及日前调度计划。采用西北地区实测数据并结合IEEE-30节点系统进行算例分析,结果表明所提调度策略能够在降低系统旋转备用成本的同时提高风电消纳能力以及CSP电站的调度灵活性,最大化系统净收益。

热风洞蒸发型燃烧加热器的设计

为某固体冲压发动机燃烧室地面热风洞试验台设计了一种蒸发型煤油燃烧加热器。根据热风洞试验台对加热器的性能要求,设计了加热器的主要部件,采用一元流法,对加热器的空气流量分配及流程参数进行了数值计算,并对加热器进行了燃烧效率特性和出口温度场均匀度的性能试验。结果表明,所设计的加热器在结构方案、主要部件和总体性能方面基本满足设计要求,具有一定的适用性和工程实用价值。

电弧加热器变参数运行技术研究

电弧加热器通过调节空气流量和电弧电流实现变参数运行,可以更接近实际地模拟飞行器再入轨道。笔者论述了电弧加热器变参数运行的技术原理、试验设备改造、测试探针研制及原理性试验等。研究结果表明:供电、供气、控制等系统经过适当改造,电弧加热器可以实现变参数运行。

等离子体射流环境下对天线罩透波性能影响的研究

在电弧风洞射流动态环境下 ,对 376天线罩材料平板模型的透波性能进行了实验研究 .材料在等离子体射流作用前后介电性能和化学结构变化的测量和实验研究表明 ,等离子体射流作用后 ,某些材料的物理特性和化学结构表现出了不同的变化 ,影响了电磁波在其中的传输 .同时实验结果还表明 ,SiO2 类材料在本文等离子体条件下透波性能基本不变 ,而树脂硅胶类材料则表现出显著的吸波现象 .

直冷机组排汽潜热循环利用的热经济性分析

直冷机组排汽携带大量低品位的能量且其温度高于锅炉新风温度,而锅炉新风需要化石燃料提高温度。该文提出利用直冷机组排汽加热锅炉新风的方法,实现了汽轮机乏汽利用的新途径。经过热平衡计算得知该方法可有效减小高质化学燃料加热低温新风的热量损失,提高了机组整体效率约1%,而投资回收年限仅为1个月。由此带来的社会效益也十分可观。

锅炉暖风器疏水系统节能改造

介绍某电厂暖风器系统的情况,分析其运行以来因疏水侧手动调节不及时产生的能源浪费问题,提出通过增加疏水排烟温度逻辑判断,对疏水侧调节门开度进行逻辑控制的改造方案,经计算节能效果显著。

考虑光热电站参与的新能源热电联供型微网运行优化

针对传统热电联供型微网运行存在的问题,文章引入光热电站,并结合风力发电、光伏发电、电加热器、储能系统构成热电联供型微网,提出了一种计及微网运行成本的新能源热电联供型微网运行优化策略。该优化策略综合考虑与外部电网交互成本、各设备维护成本、储能老化成本及热电功率平衡约束等因素,建立了热电联供型微网运行优化模型,并采用YALMIP工具箱进行求解。结果表明:该模型运行成本降低了6.2%,电加热器配合光热电站可以提高微网的运行灵活性,实现电-热能量的双向流动,光热电站在一定范围内增大了发电规模,可有效降低微网运行成本。

风力黏性摩擦热水器加热性能的CFD仿真分析

提出一种直接将风能转化为摩擦热能的新型环保节能热水器——风力黏性摩擦热水器,分析了其结构和工作原理。借助CFD软件建立二维轴对称旋转湍流模型,对风力黏性摩擦热水器内2种流体的流动、传热过程进行了模拟,验证了其实现热水功能的可行性,并与风机进行了功率匹配。利用所建CFD模型数值研究了黏性摩擦热水器关键参数对加热性能的影响,结果表明:增大黏性摩擦热水器摩擦碟片半径、转速和硅油黏度,减小入口水流量,可以提高黏性摩擦换热器的加热性能,该结果对风力黏性摩擦热水器实际应用时结构参数和操作参数的确定具有指导作用。