多点喷射燃烧室冷态流场特性研究

首先用可实现κ-ε湍流模型(RKE)和雷诺应力湍流模型(RSM)对双径向旋流杯下游流场进行数值模拟,并将计算结果与实验值对比.结果显示,在大部分区域计算值与实验值比较一致,RKE模型和RSM模型的最大误差分别为5%和3%,RKE模型可以用于旋流杯燃烧室计算.此后,用RKE模型对单头部燃烧室和多点喷射燃烧室的流场进行数值模拟.对于同样的燃烧室衬套结构,多点喷射燃烧室旋流器出口附近每个旋流器都有各自的回流区,并在下游逐渐融合,在主燃孔附近多点喷射燃烧室和单头部燃烧室的回流区结构类似.对于同样的多点喷射燃烧室头部,没有主燃孔时,回流区在原主燃孔位置前结束,有主燃孔时,单个的回流区在主燃孔附近又形成新的回流区.     

湿空气扩散燃烧火焰结构特性研究

利用二维粒子成像速度仪(PIV)对钝体燃烧器中的甲烷／湿空气扩散燃烧的速度场进行测量,考察其火焰的结构特性及其内部流动状况。通过对湿空气燃烧流场与普通燃烧流场的对比分析表明,湿空气燃烧情况下,两种燃烧状态的火焰(回流燃烧火焰和中心射流主导火焰)相互转换的燃空速度比(γ)值要比普通燃烧的小;湿空气燃烧使得喷嘴后的同流空气的速度降低,空气的回流作用减弱,燃料更容易冲出回流区,火焰的稳定性能变差。     

不对称射流——另一种新的煤粉火焰稳定燃烧的空气动力学原理

本文提出了利用不对称射流稳定和强化燃烧低质煤粉和水煤浆的空气动力学原理。根据这个原理,研制了一种一次风偏置并且稍有倾斜的新型预燃室。在预燃室的上半部不对称射流产生一个大的回流区。煤粉颗粒和水煤浆能够被直接送入该回流区中。特定的三维空气动力场和煤粉浓度的分布对点火、稳燃和消除灰渣是十分有利的。这类偏置射流预燃室已被证明能够燃烧挥发分10％,灰分30％的低质煤粉和挥发分10％,水分30％的难燃水煤浆。在燃烧过程中预燃室内不积灰不结渣。目前它已被成功地用于工业锅炉和电站锅炉的点火启动和低负荷(50％)稳燃、并且收到了大幅度节油的效果。     

非预混旋流火焰中部熄火及重新稳燃机理研究

本文利用5 kHz同步PIV/OH-PLIF实验装置,结合大涡模拟(LES)耦合PDF燃烧模型,系统研究燃料中心喷射下非预混旋流火焰中部熄火及再次稳燃机理,对比了两种旋流器出口结构的影响.结果 表明,LES-PDF模型可以准确地捕捉到旋流流场分布及火焰形态,包括中部熄火及火焰重新稳定.相比于直燃道的结构,扩张燃道的存在引导了更宽的回流区,改善了中部熄火现象,两种结构对其下游的主火焰再次稳燃高度影响不大.中央燃气射流带来的高标量耗散率使得热损失变大,从而引起中部熄火.同时进一步促进了CH4与空气的预先混合及部分反应前置物(CH2O),为非预混旋流火焰在下游重新稳燃提供了有利条件.通过对火焰再次稳燃处OH反应项及扩散项的分析,发现反应项占据主导地位,部分预混火焰传播为再次稳燃的主要机理.     

应用三维PDA测量交叉射流尾迹紊流场

本文使用DANTEC公司生产的三维粒子动态分析仪(3D-PDA)对速比为2.5的交叉射流尾迹三维紊流场进行了测量,并与钝体尾迹紊流场进行了比较,发现二者尾迹速度分布存在相似性。交叉射流尾迹湍流脉动非常强烈,但其回流区长度比同截面形状的钝体的稍短。 交叉射流流动是一个普遍现象。很多学者曾对圆形截面副射流的交叉射流进行过实验研究。本文作者亦曾使用测速探针对正三角形截面副射流的交叉射流流动进行过初步测量,并提出交叉射流燃烧器的设想,即使用交叉射流所形成的回流区代替钝体的回流区,从而避免燃烧器本身的磨损与烧坏。     

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．     

焠熄孔排布对RQL燃烧室流场影响的PIV实验研究

针对三头部直列式RQL(富油/焠熄/贫油)模型燃烧室,利用PIV激光可视化技术,分析了三种不同焠熄孔布置形式对燃烧室内冷态流场的影响。实验结果表明:随着动量通量比增大,焠熄孔中心截面射流深度逐渐增大,并在焠熄孔上游形成旋涡结构,且旋涡中心逐渐向上游移动;不同焠熄结构在同一截面回流区形状受横向射流推挤的影响而存在差异,焠熄孔下游2D位置轴向速度大小及沿竖直方向分布受焠熄结构的影响不同。     

Cu-Ni-Al和Cu聚能射流侵彻后钢靶的毁伤特征

为了对比分析Cu-Ni-Al反应聚能射流和惰性Cu聚能射流对45钢靶的宏观侵彻特性和靶板的微观组织特征,分别进行了Cu-Ni-Al和Cu药型罩的侵彻实验,并利用光学显微镜、扫描电镜、能量色散光谱仪和Vickers显微硬度测量系统对回收钢靶进行表征。实验结果表明:Cu-Ni-Al反应射流对45钢的穿深与Cu射流相比明显降低,但其平均入口孔径提高了33.3%。两种聚能射流侵彻作用下钢靶中均存在残余射流区、白色区(马氏体和奥氏体的混合物)和变形区。与Cu射流相比,Cu-Ni-Al反应射流孔壁残余射流区的硬度值提高了34 MPa,孔壁尾部白色区的硬度值增加了95 MPa,其孔壁头部白色区的硬度值降低了28 MPa。两种聚能射流孔壁尾部白色区的硬度值均高于头部。研究结果可为评估反应材料药型罩聚能装药战斗部的毁伤效应提供一定的参考。     

煤粉预燃室内气体湍流交换系数的实验和数据整理

一、引言 旋流式煤粉预燃室作为一种新型粉煤燃烧器,在降低电站锅炉点火用油,提高煤粉锅炉的低负荷稳燃性能等方面发挥了显著的怍用.旋流式煤粉预燃室合理地组织了旋转射流、环形射流,有其独特的结构和配风方式,其稳燃机理尚不完全清楚.本文作者则在预燃室冷态流动模型上用温度示踪方法试验研究了有根部风的改进型预燃室内气流的混合过程,并用三孔测速探针测量了筒内八个断面上的轴向和切向速度分布,对预燃室内部     

可控涡煤粉燃烧器冷态流场的数值研究

一、前言 钝体燃烧器对劣质煤的稳燃作用已为大量的研究所证实.研究表明,其效果很大程度上取决于钝体后的回流强度.本文提出的可控涡煤粉燃烧器,是在原有钝体的基础上,从钝体底面的两个尖角处引出附加射流(图1),利用射流的卷吸特性强化钝体后的回流,从而达到改善稳燃效果的目的.文献[1]介绍了对可控涡燃烧器所做的冷态试验