煤粉旋风燃烧过程流场特性研究

煤粉旋风燃烧器可用于工业加热过程,实现以煤代油,本论文根据旋流燃烧流动特点,采用能考虑非均向湍流应力的雷诺应力模型,对煤粉旋风燃烧器内气流流动过程场进行数值模拟计算,流场计算结果表明,燃烧室几何参数对其内部的流动特性有很大的影响。计算结果与流场实验测试相吻合。     

加压密相粉煤输送特性及稳定性研究

在高压气力输送试验台上,用氮气进行煤粉高压浓相气力输送试验研究.考察操作参数和粉体物性对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响,用信息熵分析试验过程中采集到的差压波动时间序列,建立信息熵和流动特性之间的关联.结果表明流动相图与SHANNON熵之间呈现较好的规律性.随着煤粉含水率的增大,煤粉的质量流量和压损减小,SHANNON熵值下降.随着输送压损的增大,SHANNON熵增大.     

PIV对射流煤粉火焰流场特性的分析

为研究湍流煤粉射流进入高温环境后的流动及混合特性,采用PIV测量平流射流煤粉燃烧器中心射流区域的流场特性。通过对不同示踪粒子特性的分析,选定SiC表征气相流场,选定煤粉表征煤粉射流流场。实验结果表明;煤粉具有较好的散射特性,因而采用PIV可获得合理的煤粉颗粒流场;相同射流速度下,冷态射流比热态有更强的湍流脉动特征,主要原因是热态条件下气流黏度增加2~3倍,显著降低射流Re。     

弯头内气-固两相流动与管壁磨损特性研究

弯头是火力发电厂煤粉管道和烟道的主要异形件,气体夹带煤粉或煤灰颗粒在管道中形成高雷诺数气-固两相流,存在着流动特性复杂、阻力较大、冲蚀磨损严重等问题。本文采用欧拉多相流模型以及结合了颗粒固壁反弹模型和磨损模型的DPM离散相模型,分别对弯头内的气固两相流动阻力特性与磨损特性进行了三维数值模拟。通过分析弯径比、转弯角度、截面形状等结构参数对弯头模型阻力损失和内壁面磨损率的影响,提出了弯头的优化结构。     

水泥回转窑内NO生成及其分布规律研究

本文在气固流动、煤粉燃烧和NO生成数学模型的基础上,对水泥回转窑内物料烧成过程的物理化学反应热效应采用分区段拟合的方法,建立了一套描述水泥回转窑窑内过程的数学模型。并对某3000吨／天生产能力的带四通道燃烧器的水泥回转窑进行了数值模拟,得到了回转窑内气体速度场、气体温度和组分浓度沿窑长的变化规律,对窑内NO生成进行了深入研究。研究结果表明:水泥回转窑内NO生成按机理可分为热力型NO和燃料型NO,由于窑内存在着高温、富氧环境,热力型NO为主要生成方式;热力型NO和燃料型NO生成过程存在着相互抑制作用。     

电厂煤粉在线实测研究

电厂煤粉管道中煤粉浓度和细度对锅炉燃烧、污染排放及安全运行有很大影响。本文介绍了作者用光脉动法在宝钢电厂直吹式制粉系统中对煤粉进行在线检测的结果。测量结果表明,不仅煤粉在煤粉管内截面上的分布是不均匀的,同一台磨煤机出来的各煤粉管内的煤粉浓度和细度也是不均匀的。受煤粉管弯头影响,煤粉流动存在脉动现象,在不同位置脉动的幅度变化很大。     

煤粉颗粒所受Magnus力的数值模拟

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Ｍａｇｎｕｓ力,考察了颗粒的旋转速度、流动Ｒｅ数对Ｍａｇｎｕｓ力的影响,并且给出了相应的关系公式．通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Ｍａｇｎｕｓ力与气动力的大小,得出：当煤粉颗粒的旋转速度为１８００转／分时,其大小约为气动力的１％,因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的。     

堵塞和煤粉浓缩器对旋流两相流动影响的研究

旋流煤粉燃烧器加进口堵塞和煤粉浓缩器可以影响湍流,燃烧温度以及煤粉浓度的分布,从而影响NO的生成与排放。本文用三维相位多普勒颗粒测速仪(PDPA)测量和双流体模型数值模拟研究了堵塞和煤粉浓缩器对旋流煤粉燃烧器内两相流动的影响。实验结果和数值模拟结果基本符合。实验和模拟结果都表明,无论是进口堵塞还是煤粉浓缩器都会增加旋流燃烧器的进口湍流度,同时增加进口轴线附近的颗粒浓度,后者将有利于降低NO排放。     

带回流的湍流分离流场中煤粉气流燃烧的数值模拟

近年来,在我们所研制的煤粉钝体燃烧器上钝体稳燃的原理得到了有效的应用,并取得了明显的经济效益。有关煤粉燃烧过程的数值计算工作,国外文献已有所报道。而对钝体后煤粉气流的流动、辐射和燃烧过程进行全面模拟,还颇为鲜见,国内几乎未见任何报道。     

替代制冷剂在绝热毛细管中流动的数值计算

根据绝热毛细管中的压力降建立了一个适用于纯质制冷剂流过绝热毛细管的一维均相模型,用以计算毛细管的长度和其流动过程的热力性质变化。对传统制冷剂R12、R22和替代制冷剂R134a、R152a在毛细管中的工作过程进行了详细的模拟计算,并与文献值进行了比较分析,数值计算结果与文献值吻合良好．同时,还比较分析了不同工况下制冷剂及其替代物的毛细管工作热力特性．     

垂直环管内紊流同向混合对流放热过程试验研究

带有椭圆端头的插入管式换热元件(图1)广泛地应用在各种高热负荷换热设备中,其内外管尺寸d、D与内管下端口到端头的距离H间的配合,严重地影响端头内工作流体的流动及其放热过程。在环隙中,向上流动的流体因受热而产生的自然对流与强迫对流叠加的现象称为混合对流。此时粘性力、惯性力及重力(热力浮升力)共同起作用,影响环形流道内流速分布、外管内壁面处切应力分布以及紊流迁移特性等,从而影响放热     

研究稀疏气固两相流中颗粒运动的薄片状脉冲激光摄影法

一、引言 工程实践中的许多问题都与气固两相流动现象有关。如大气粉尘污染问题、固体物料的气力输送及煤粉燃烧问题等等。在这些情况中,两相流动的规律都比较复杂,而且各具特殊性。例如煤粉燃烧问题,空气-煤粉中颗粒的大小、形状变化很大,流动情况很复杂(如湍流、不稳定)。对于这些气固两相流动问题,目前通常是采用实验方法来研究。然     

含微细颗粒混合气体竖直槽道内冷凝换热特性实验研究

用氮气、水蒸气和褐煤煤粉模拟褐煤烟气混合气体,在水蒸气质量分数为30%,褐煤煤粉颗粒粒径小于70μm,颗粒浓度为0.13~1.37 g/m3,混合气体雷诺数为24331的参数范围下,对含微细颗粒混合气体在竖直槽道内的冷凝换热特性进行实验研究,分析微细颗粒浓度和粒径对混合气体冷凝换热特性的影响。研究结果表明:颗粒在冷凝液膜内伴随冷凝液的流动而运动,换热最终达到稳定状态;随着混合气体中颗粒粒径和颗粒浓度的增大,混合气体显热换热强度减弱。     

正交两相射流中粒子动态行为及高浓度煤粉燃烧过程

本文叙述了正交射流流动过程的物理模型，用三维激光粒子动态分析仪研究了回流区附近的粒子浓度和直径分布，最后研究了正交射流中煤粉的燃烧过程，它提高了煤粉的燃尽度。以上情况表明，高浓度煤粉交叉射流使燃烧过程得到稳定和强化。     

水平浓淡与上下浓淡煤粉燃烧方式气固混合特性的实验研究

本文针对四角切向燃烧锅炉燃用劣质煤时的稳燃及水冷壁高温腐蚀等问题,采用ＰＤＡ测量设备,对水平浓淡及上下浓淡两种煤粉燃烧方式下的气固两相混合规律进行了实验研究。实验表明,与上下浓淡煤粉燃烧方式相比,水平浓淡煤粉燃烧方式的气固两相流动特性使燃烧器在稳燃、低ＮＯｘ排放、防结渣、防高温腐蚀等方面具有优良的性能。     

基于简单碰撞理论煤粉燃烧动力学模型的研究--PART Ⅱ:颗粒表面的氧气浓度分布模型

为了较准确地预报炉内煤粉燃烧速率,正确区分TGA中滞止煤粉表面与炉内载流煤粉表面氧气浓度的变化规律是非常关键的。从TGA中非稳态条件下坩埚内颗粒表面氧气浓度分布的数理解知,煤样的氧化过程是同时进行的,只是上部的氧化速率大一些,底部的氧化速率小一些;同一样品,同一升温速率,试样的堆积厚度的差异,会影响实验结果的重复性。分析表明,在初始和反应结束时,坩埚内颗粒表面氧气浓度等于环境浓度;反应速率达到最大值时,颗粒表面氧气浓度达到最小值。颗粒在炉内流动燃烧过程中,环境中氧气浓度值是单调减少的,煤焦表面氧的浓度是非线性变化的。     

粗糙平板微通道流动和传热的数值模拟

以粗糙平行平板微通道为研究对象,以三角形锯齿状粗糙元模拟固体表面的粗糙度,采用CFD流体固体共轭传热技术数值研究了绝对粗糙度和相对粗糙度对平行平板微通道流动和传热特性的影响,着重分析了粗糙度和流体速度对水力入口段长度和热力入口段长度的影响规律,同时研究了相对粗糙度对微通道转捩雷诺数的影响,为进一步揭示微微通道的流动和传热机理提供了依据.     

涡旋燃烧炉流动、传热和燃烧特性的研究

本文应用强旋湍流气一固两相流动和煤粉燃烧的数学模型，对新型涡旋燃烧炉内的流动、传热和燃烧过程进行了系统的模拟和分析，得到了与实验相符合的结果。结果表明，涡旋燃烧炉内的湍流空气动力场分布具有强旋、回流和正在发展流的特点。水冷壁总吸热量随燃烧热负荷的增大成比例地增加。煤粉颗粒在炉内的平均停留时间随初始粒径的增大而加长。炉内可实现煤粉的低温、强旋、高效率和高强度燃烧。     

碳氢燃料流动换热与裂解反应的建模及仿真

碳氢燃料的化学热沉的释放特性不仅与燃料自身的化学性质有关,还受燃料温度和驻留时间等流动换热因素的影响,是高超声速热防护技术中的重要研究课题。考虑流动换热对裂解反应的影响及裂解反应所引起的组分变化对流动换热过程的影响,本文提出了一个一维非稳态的模型来研究碳氢燃料的裂解反应与流动换热过程的耦合特性.并对不同的温度、工作压力...     

高浓度煤粉火焰中煤质对最佳煤粉浓度的影响

高浓度煤粉火焰对装有浓淡燃烧器的煤粉燃烧系统的着火具有十分重要的作用。本文在一简化的燃烧系统和一配备浓淡燃烧器的1 MW切圆煤粉炉内进行了大量试验,研究了煤质对最佳煤粉浓度C_(opt)的影响规律,在该最佳煤粉浓度下燃烧系统具有最高的火焰温度及最低的飞灰含碳.试验结果表明:对于所有的高浓度煤粉火焰均存在一最佳的煤粉浓度,着火特性差的无烟煤的最佳煤粉浓度显著高于着火特性更佳的烟煤,该最佳煤粉浓度随着煤质发热量Q与挥发分V乘积的增大而降低,并存在一经验公式C_(opt)=1.069-0.051·10~(-5)·V·Q。