采用偏置射流预燃室稳定燃烧水煤浆的原理及应用研究

水煤浆作为经济型清洁燃料引起了人们的长期关注．水煤浆偏置射流预燃室具有对浆种适应性强，稳燃性能好等特点．本文对偏置射流预燃室稳定燃烧水煤浆的原理进行了探讨，并对该燃烧技术用于处理造纸黑液的研究情况作了介绍．结果表明，采用低压多级雾化喷嘴对水煤浆进行雾化，形成的雾炬和偏置射流预燃室的流场有良好的匹配，在预燃室内形成大尺度的回流区，有利于水煤浆的点火、稳燃和消除灰渣．     

水煤浆应用于燃气轮机燃烧室的试验研究

一、燃气轮机型燃烧室中烧水煤浆试验1984年中国科学院建立了燃气轮机型燃烧室中烧水煤浆的试验台。 开始简单地把涡喷5航空发动机的燃烧室仅仅在空气分配上作了改进。将头部小孔、二次进风和气膜冷却孔以及四排径向二次进风堵掉,目的是为了保证燃烧室头部有一个较高温度的长回流区,便于水煤浆雾炬着火燃烧。由于燃料改用了水煤浆,喷嘴就由压力离心喷嘴改为内     

热氧喷嘴水煤浆扩散火焰辐射光谱特性研究

火焰的辐射光谱可为燃烧诊断提供诸多信息,因此目前对简单的气态火焰自由基辐射特性已进行了大量研究,而关于非均相火焰的辐射光谱特性研究则相对较少。采用改进的热氧喷嘴技术在敞开空间下直接点燃水煤浆,并利用光纤光谱仪和紫外成像系统,着重对甲烷和水煤浆火焰的辐射光谱及OH*的二维分布特性进行研究。结果表明：与甲烷火焰的光谱辐射相比,水煤浆火焰不仅存在OH*,CH*和C₂*特征辐射,还产生了Na*,Li*,K*和H*的发射谱线,并出现了连续的黑体辐射,这些光谱辐射特征可作为水煤浆气化或燃烧的标志,也可作为水煤浆是否点燃的判据;通入水煤浆后,OH*强度明显下降,而CH*和C₂*强度增大。对比甲烷火焰OH*二维分布,水煤浆火焰OH*峰值强度明显下降,化学反应区域面积显著减小;沿着火焰传播方向,甲烷和水煤浆火焰轴向的OH*强度均呈先增大后减小的趋势;甲烷火焰径向的OH*在反应核心区出现了双峰形态分布,而水煤浆火焰OH*径向始终呈单峰分布。随着氧碳当量比增大,水煤浆火焰OH*的存在范围扩大,说明氧气的增加促进了OH*的产生;随水煤浆流量提高,OH*的反应核心区域缩小,峰值强度明显下降,CH*,C₂*,Na*,Li*,K*和H*的强度显著增强,连续的黑体辐射强度也明显增大,这些辐射光谱的变化可用于表征操作负荷的变化。     

利用反吹射流稳陷和控制水煤浆燃烧的理论和试验研究

一、前言及本工作的意义 以煤代油是我国能源政策的重要组成部分,是煤炭加工利用的一项长期的战略任务.目前,实现以煤代油的最有效途径之一就是开发利用水煤浆.水煤浆通常含30％左右的水分,导致雾炬着火推迟.为此,必须采取良好的强化着火措施.以前我们的措施是采用具有绝热壁面的前置燃烧室.根据水煤浆颗粒的燃烧特点,我们提出了采用具有反吹射流的直流燃烧器,借以形成高温中心回流区,强化着火,如图1所示.反吹射流喷嘴位置可方便地调节,一般范围为(2～4)D,喷嘴口径为(1/30～1/20)D,D为炉膛内径.     

水煤浆外混式气动雾化机理研究

本文从理论角度,通过分析浆-气交界面上Kelvin-Helmholtz不稳定波波幅增长和破碎过程,建立数学模型LFB,对水煤浆外混式气动雾化的机理和液雾特性给出定性及定量的描述;利用Malvern 2600/3600激光粒度仪对外混式双旋流水煤浆气动雾化喷嘴的喷雾进行了测量,初步证实了理论预测的结果以及该理论模型的合理性。     

水煤浆喷雾及煤粉的着火动力参数的测定

一、前言 水煤浆的燃烧是一个复杂的物理化学过程。对其燃烧机理的研究,已进行了单滴蒸发与着火试验,小流量喷雾着火温度的测定,水煤浆燃烧效率的测试。而对水煤浆的着火动力常数的研究则有待开展。     

煤粉粒度分布的优化计算及应用

一、导言 在水煤浆技术的应用研究工作中,为了改善水煤浆的流动特性,提高水煤浆的热能利用率,前人进行了降低煤粉堆积空隙率的研究。水煤浆最大含煤量已达83.3％。三峰水煤浆比其相应的单、双峰水煤浆具有高浓度、低粘度、低着火温室的优点。然而,从制备成本考虑,单峰水煤浆显然由于节省了筛分和掺混等方面的费用而比多峰水煤浆经济。因此,需要寻找一种以单峰代替多峰,并具有低堆积空隙率的煤粉粒度分布。该分布     

煤浆燃烧特性的实验研究

一、前言 近年来已有许多学者对煤浆的燃烧特性进行了大量的理论及实验研究。 如黄兆祥、吴忆峰等研究了水煤浆粒度配比对流动性及着火温度的影响;岑可法等将水煤浆燃烧分为蒸发、挥发份析出及燃烧和固定碳燃烧三个阶段;付维标等认为在强迫对流下,随来流速度的增加水煤浆滴着火温度提高,着火时间提前;T.Sakai和M.Saito认为油煤     

水煤浆喷雾的着火及其影响因素

一、前言 以水煤浆代油有着明显优越性,但带来的诸如出力下降、炉底积灰、炉内结渣、对流受热面积灰磨蚀和环境污染等问题尚需解决,大量水份的存在要求加强对水煤浆喷雾着火燃烧特性的研究,文献[1]提供了悬挂单滴水煤浆的试验结果,但对水煤浆喷雾至今仍缺乏相应的了解,尽管水煤浆喷雾燃烧已在实验室炉和工业炉上获得了成功.     

强迫对流条件下单颗粒水煤浆的加热、蒸发过程的研究

本文对强迫对流条件下单颗粒水煤浆的加热、蒸发过程进行了研究,建立了计算模型,计算结果与实验结果符合较好,因此可供工程上估算单颗粒水煤浆的加热时间和蒸发时间用.     

离散单元法在旋流喷嘴数值模拟中的应用研究

为了探寻模拟旋流喷嘴外部流动的新方法,对传统用于研究固体颗粒问题的离散单元法进行改进,并对海水淡化旋流喷嘴外部流场进行了模拟,研究了旋流喷嘴结构对其喷淋效果的影响。结果表明:用离散单元法来研究海水淡化喷嘴的喷淋特性具有一定可行性;切向旋流喷嘴中部宽度、出口宽度和中部折角对喷淋范围影响较大;在本文计算范围内中部高度、上部高度和入口高度对喷淋范围影响可以忽略。     

超声法测量高浓度水煤浆若干问题研究

利用超声法在线测量高浓度水煤浆具有无需稀释、快速、在线、非接触等优势.本文探讨了水煤浆中的浓度测量问题.在理论分析和实验基础上得出了水煤浆中声速与浓度的关系,指出水煤浆温度、稳定性、粒径与声速的关系和对浓度测量的影响,并从理论上提出了水煤浆中粒径测量的方法.本文设计的实验装置适合在线测量中的应用.     

降低水煤浆雾炬燃烧氮氧化物(NO_x)排放的研究

一、前言 本文在水煤浆复合前置燃烧装置研究的同时,在研究煤及水煤浆NO,生成机理的基础上,开展了水煤浆雾炬燃烧过程中NO,生成的研究。 二、实验装置及方法介绍 试验是在复合前置燃烧试验装置上进行的,如图1所示。     

超音速喷嘴叶栅造型设计及数值分析

分析了超音速喷嘴内部的流动机理并研究了超音速喷嘴的设计方法,对某液体火箭发动机用氢涡轮超音速喷嘴叶栅进行了改型设计。设计采用尖边喉部和光滑过渡喉部两种方法,其中光滑过渡喉部喷嘴型线设计采用具有局部修改能力的三次非均匀B样条曲线。对超音速喷嘴叶栅复杂内流的全三维数值模拟结果表明:改型叶栅流动性能明显改善,效率提高,光滑过渡喉部喷嘴性能优于尖边喉部喷嘴。     

多喷嘴射流抛光系统材料去除率分析

为了提高射流加工效率,提出使用多喷头结构来提高工件的去除效率。根据流体力学原理,从理论上分析了多喷嘴冲击射流复合流场的结构特性,对不同喷嘴数目复合流场的流场分布进行了定量计算;针对复合流场的特性进行了模拟研究,得到工件壁面流体速度、压强的分布曲线。建立了单喷嘴、三喷嘴和七喷嘴的材料去除理论模型,并对去除量分布进行了计算和比较。结果表明,当冲击高度为10d,喷嘴间距为5d时(d为射流喷嘴直径),三喷嘴模型材料去除率是单喷嘴模型材料去除率的2.16倍,七喷嘴模型材料去除率是单喷嘴模型材料去除率的4.25倍。     

两种喷嘴喷射性能的试验研究

为比较自激振荡脉冲喷嘴和连续射流喷嘴的喷射性能,利用自行搭建的喷嘴性能测试装置对两种喷嘴的喷射性能进行了试验研究,实测了不同压力下两种喷嘴的时均喷液量,分析了不同口径的连续射流喷嘴和自激脉冲喷嘴的喷射特性,主要探讨了连续射流喷嘴、自激喷头下喷嘴直径对喷嘴喷液性能的影响,并进行了两种射流打击油泥样本的对比试验．试验结果表明,时均喷液特性相似的连续射流和脉冲射流在冲击油泥样本时,相同时间下脉冲射流的冲击破坏范围要大于连续射流,根据试验中油泥的屈服破坏过程,确定了射流有效打击力的临界值,建立射流清洗油泥时有效射程的经验估算式．     

水煤浆在圆管内流动动能修正系数的确定方法

高浓度水煤浆是七十年代初发展起来的一种新型以煤代油的液态燃料。如何确定水煤浆在管内流动,特别是在变截面管道内流动的动能修正系数,对正确估计水煤浆管道输送阻力具有重要的意义。研究表明:水煤浆作为一种均质的悬浮液,在管道内流动时存在滑移现象,即在管道内壁面上存在一很薄的浓度很低、粘度显著下降的“滑移层”。要完     

涡流管性能实验研究及优化

设计并制作了涡流管实验样机,对喷嘴通道角度和端面间隙对涡流管冷端温降的影响进行了实验研究。结论表明:将切线型喷嘴改为收缩型后的喷嘴流道使涡流管冷端温降普遍增大。对应于进气压力为0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa工况,冷端最大温降增幅分别为20.7%、26.6%和27.4%;喷嘴环端面间隙对涡流管冷热端温差有很大影响,喷嘴环与涡室端面间存在0.1mm的端面间隙(约为喷嘴叶道高度的6.7%),冷热端温差会下降30%。     

一种新型喷嘴的提出及流量特性的研究

本文在对各种气动喷嘴及其雾化机理分析基础上提出了一种新型的气动雾化喷嘴-"旋转型气-液雾化喷嘴"。在此喷嘴中,油与气分别从不同的槽道切向进入混合室,且油与气一一对应,油与气互相混合、旋转后从喷口喷出。其气液比在热态实验时为4%-6%(用压缩空气雾化),雾化状态良好。本文中对其流量系数及雾化角进行了系统的研究。主要考虑了喷嘴的结构参数,气液比(ALR),液体粘度等因素对流量系数的影响。通过实验测量与拟合,最后得到了喷嘴的流量系数和雾化角的表达式,可以用来指导喷嘴的设计。     

多喷嘴喷雾场数值模拟分析

本文建立了多喷嘴喷雾场的三维物理数学模型,运用欧拉-拉格朗日法对多喷嘴下的喷雾场进行了详细数值模拟,得到了双喷嘴及三喷嘴情况下喷射入口压力和流量变化对喷雾场内雾滴索太尔直径和雾滴速度的影响规律;并通过与单喷嘴情况进行对比,给出了喷嘴数目对喷雾场内雾滴速度及粒径大小分布的影响。