尾缘吹气式稳定器近尾迹流动研究

本文在低速风洞中,利用在线式互相关ＰＩＶ系统,对尾缘吹气式火焰稳定器及Ｖ型火焰稳定器的近尾迹流动进行了测量,分析了瞬态场尾流结构,表明了可控横向射流与主流的相互作用形成可变回流区的特点及其与钝体回流区在流场结构上的不同,为揭示气动稳定器的稳焰机理及燃烧性能的进一步研究提供了重要的理论依据。     

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。     

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     

预混段长度对旋流燃烧器气固两相流动特性的影响

本文利用三维PDA测量了预混段减小的斗山巴布科克旋流燃烧器气、固两相流动特性,并与设计的斗山巴布科克旋流燃烧器PDA测量结果对比,得出:预混段减小的燃烧器在x/d=0.1,0.3截面存在回流区,并将设计燃烧器回流区的位置由一二次风之间推迟至外二次风区域;预混段减后的燃烧器与设计燃烧器相比,轴向,径向,切向平均速度在二次风区域产生的峰值远离燃烧器轴线;在x/d=0.1～0.5截面,预混段减小的燃烧器与设计燃烧器相比一次风区域颗粒体积流量的峰值变大,二次风区域颗粒体积流量的峰值变小,在燃烧器出口附近回流区内的颗粒体积流量明显降低。     

气体回流区分级着火试验研究

就回流区分级着火燃烧方式在气体燃料燃烧上的应用进行了一系列冷热态模拟试验和工业试验研究．比较了直流、钝体和开缝钝体喷口的出口速度、温度分布，以及在不同气体燃料热值时的稳焰能力。试验表明，开缝钝体喷口中缝小股射流进入喷口后低速回流区能稳定着火，进一步点燃主流，有效地形成回流区分级着火；开维钝体喷口的稳焰能力最强，特别适合低热值煤气燃烧。在大容量锅炉上进行了低热值高炉煤气燃烧的改造性工业试验，试验证明，开缝钝体燃烧器强化了低热值煤气的燃烧，有效地解决了锅炉煤气段燃烧强度不足以至锅炉尾部超温问题。     

齿形中心扩锥对旋流燃烧器气固流动影响的PDA试验研究

1前言旋流燃烧器依靠高温回流区做为稳定的热源，使煤粉气流及时着火并稳定燃烧，燃烧器单独组织燃烧，不互相影响，燃烧器区域的气固流动特性决定了燃烧器的性能。燃烧器的喷口结构对其气因流动特性有重要影响山。本文提出了齿形中心扩锥结构（如图l所示）。2实验方法及结果分析试验采用三维激光粒子动态分析仪（简称三维PDA），实验台系统主要由送风机、吸风机、给粉机、燃烧器模型、试验段、旋风分离器等组成，试验段为一竖直放置的筒体，直径为4800mm，燃烧器模型安装在简体上部中心位置，最外层扩口端部与筒体内壁平齐，沿射流流动方…     

60°V型火焰稳定器回流区内的流动特性

一、前言 研究火焰稳定器机理有必要对Ⅴ型火焰稳定器回流区内气体流动的空气动力学性质和紊流特性进行深入细致的研究。本文用一维激光三光片测速仪在五种来流速度下对封闭管道内二维60°V型火焰稳定器回流区内速度场、紊流度分布进行了详细测量。本文测出在不同速度下Ⅴ型火焰稳定器回流区紊流度的分布规律,对于进一步发展模型预言     

高焓横向射流尾迹区掺混燃烧的数值特性

尾迹区作为横向射流流场的重要结构受到广泛关注,其掺混和燃烧特性对近壁面区域的流场特性有重要影响.文章在对仿真充分验证的基础上,采用Reynolds平均模拟方法对Ma=8飞行条件下高焓横向射流尾迹区中的掺混和燃烧特性进行了数值研究.探究了冷热流场尾迹区中的氢气掺混特性,冷态流场尾迹区中的激波结构对氢气分布产生一定影响,热态流场尾迹区中存在多种氢气掺混路径.V形回流区中的高浓度氢气对燃烧产生了一定的阻碍作用.定量测量了尾迹区中的火焰结构,尾迹区火焰的顶点位置随高度增加向下游线性移动,受射流主流影响,尾迹区火焰的展向宽度在距离壁面一定高度后开始增大.对冷热流场中的主要参数进行了对比,燃烧消耗了氢气使温度升高,但是尾迹区中的流动速度没有明显增加,燃烧放出的热量没有完全转化为流体的动能.      

旋转离心叶轮内部非定常流动实验研究

利用激光成像速度仪(PIV)测量了旋转离心叶轮内部的非定常流场,获得了旋转离心叶轮内部相对速度的非定常流场分布。详细分析了叶轮内部非定常流动现象和流动规律。通过实验研究发现旋转离心叶轮内部的流动是非定常,在叶轮出口处,叶片的吸力面与轮盖的夹角区存在一个低速区,并观察到了明显的射流/尾迹结构。射流区和尾流区的大小和范围在沿盘盖方向和跨叶片方向上是不同的。射流区和尾流区之间不存在明显的分界线。     

轴流压气机小流量状态转子叶尖泄漏涡的三维流动

用三维激光多普勒测速系统测量了低速大尺寸单级压气机小流量状态转子内尖区三维紊流流场。小流量状态下叶尖泄漏涡产生于更靠近转子叶片前缘,旋涡强度大,发展迅速,在转子内距离前缘约２０％轴向弦长的截面达到最强,在８０％轴向弦长附近发生破裂。泄漏涡是造成转子内尖区流动阻塞和紊流脉动的主要因素之一。在约７５％弦长的轴向截面,吸力面角区发生旋涡流动,造成较强的流动阻塞和紊流脉动。     

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。     

钝体驻定燃烧器冷态和燃烧场的LES研究

本文采用LES结合FPV湍流燃烧模型数值模拟了钝体驻定火焰的冷态场和燃烧场,与实验数据进行比较,研究了火焰结构和流场特性,并分析了燃烧对流场的影响。结果表明,速度、温度和主要组分浓度的一阶和二阶统计值,均与实验值符合得较好。燃烧发生在当量混合物分数等值线处,先是沿回流区外边缘分布,然后逐渐向中心靠拢,最后在下游处类似于射流火焰。回流区前部当量混合面处的低标量耗散率和高温分布在钝体驻定火焰中起到了关键的作用。燃烧使气体发生膨胀,回流区变长,轴向平均速度和湍动能沿流向衰减速度降低,湍动能在内剪切层处的峰值降低。     

含分流叶片离心压气机时轮内部流场全三元数值模拟

本文使用Ｓ＿１／Ｓ＿２全三元送代计算和三元Ｎ－Ｓ方程解两种方法对含有分流叶片的Ｅｃｋａｒｄ离心叶轮内部三元流场进行了数值分析，并与激光测量值进行了比较。侧重分析了叶轮内部分离流动和射流尾迹区的形成和特点。     

对V形火焰稳定器回流区内的气体质量和回流区边界上紊流交换率的研究

本文在18米/秒、28.5米/秒、40米/秒三种来流速度下,对30°V形火焰稳定器下游的速度场、密度场进行了测量。在稳定器前方均匀气体的速度增加时,火焰稳定器回流区内气体旋涡向下游移动,回流区内回流气体的总质量减小,回流区边界上的紊流交换率增加。利用测量结果,计算了火焰稳定器回流区内气体的总质量和回流区边界上的紊流交换率,找到了它们和压力系数之间的关系,找到了无量纲停留时间和压力系数的关系。     

单头部双级旋流器燃烧室流场PIV测量

利用粒子图像测速(PIV)测量技术对单头部双级旋流器燃烧室紊流流场进行了测量,试验研究主燃孔射流与旋流器旋转射流之间相互作用,结果表明:不同旋流器几何参数(如:叶片安装角)和主燃孔布置对轴向和径向气流速度分布及回流区结构的影响都较大,为了得到一个满意的气动特性和中心回流区,选择合理的主燃孔布局比旋流数更为重要.     

钝体燃烧室热态流场的大涡模拟

对圆盘凸台钝体燃烧室的热态流场进行了大涡模拟,利用PIV实验数据,显示了大涡模拟对平均速度及均方根速度脉动量的预测与实验中的测量值基本吻合,模拟获得的钝体后回流区、钝体边缘存在的切应力层等湍流特征信息也得到了实验验证。采用两种不同亚网格模型的大涡模拟结果与实验对比表明,在流动情况特别复杂的区域,Germano动态亚网格模型对流场,尤其是湍流脉动的预测准确性要高于标准Smagorinsky亚网格模型。     

自耦合射流冲击冷却的数值计算

本文利用动网格技术对两维自耦合射流冲击冷却恒热流壁面进行了数值模拟,腔体底面具有一定的运动规律,每个时间步网格会重新划分。通过对流场和温度场的分析,得出以下结论:自耦合射流是零质量射流,射流的截面速度分布具有自相似性。涡对的平移和破碎影响了温度场的分布,从而冲击靶面温度最低点不是出现在射流驻点区,而是对应于涡对破碎、紊流度最大的位置。     

回流扩散燃烧火焰湍流结构特性的PIV测量

利用粒子图像速度场测量(PIV)技术对不同燃空速度比下的钝体回流扩散燃烧流场进行了测量,考察不同火焰的湍流结构特性.结果表明,流场中轴向脉动速度沿钝体中心轴线成对称分布,轴向脉动速度最大值出现在钝体中心轴线处,流场切向雷诺应力以饨体轴线呈中心对称,在中心轴线处切向雷诺应力值为0,随燃空速度比的增大,轴向脉动速度和切向雷诺应力不断增大,随着与钝体表面的距离增加,流场截面上最大轴向脉动速度不断减小,最大切向雷诺应力先增大,后减小.     

径向浓浓淡旋流煤粉燃烧器直流二次风对气固流动的影响

本文综述了旋流燃烧器直流二次风对燃烧器区单相流动、烟气温度、煤粉燃尽及ＮＯｘ生成的影响,采用三维ＰＤＡ系统对不同直流二次风率下的气固速度分布、颗粒体积流量分布进行了测量,得出了其对气固流动的影响,分析了对燃烧器性能的影响。     

蒸汽浸没射流引起的紊流区轴向温度分布研究

本文采用紊态扩散模型分析了蒸汽浸没射流凝结过程,通过假设紊流区为单相水轴对称流动,利用自由紊动射流理论得到了紊流区轴向温度的计算公式。根据先前给出的温度特性半宽的实验关联式,得到蒸汽浸没射流引起的紊流区单相水射流的虚源,从而给出了计算紊流区轴向温度的半经验公式。本文中利用无量纲穿透长度确定了紊流区的起点位置,在此紊流区范围内,轴向温度的计算值和实验值吻合得较好,相对误差基本在±5%以内。