第二代AFBC—CC热力性能初探

第二代ＡＦＢＣ—ＣＣ热力性能初探张娜，蔡睿贤，林汝谋（中国科学院工程热物理研究所）关键词常压流化床，燃煤联合循环，效率，功比符号表Ｄ总压恢复系数Ｔｅ余热锅炉排烟温度Ｂ燃烧室Ｇ流量△增量Ｃ压气机Ｈ焓η效率ｃｃ联合循环Ｈｕ煤气热值π压比ｄ燃气透平出口Ｎ功...     

部分空气湿化燃气轮机循环设计工况性能分析

在参数优化的基础上,对加湿空气和未加湿空气混流位置不同的两种PEvGT循环设计工况性能进行研究,并与HAT和STIG循环进行了对比。研究表明:混流位置对其热力性能有重要影响;未加湿空气、加湿空气及蒸汽在回热器前混合(PEvGT-2)循环,最佳压比与HAT循环最佳压比接近(10左右);在各自的效率最高点,四种循环中PEvGT-2效率最高,未加湿空气、加湿空气及蒸汽在燃烧室前混合(PEvGT-1)循环比功最大;纯发电时,两种PEvGT的效率最高点对应的分流比在0%～20%之间,且通过对换热器面积和湿化器高度的比较和分析也表明分流比选取在该范围内比较经济;四种循环的效率、比功和最佳压比随透平初温的升高而上升,分流比对PEvGT-2循环的效率、比功和最佳压比影响较小,但对PEvGT-1循环影响较明显。     

非晶金属的形成及稳定性

一、非晶金属的形成 熔融金属快速冷却时如果避开结晶成核的高峰,就有可能成为非晶固体.我们先来研究结晶成核率与哪些因素有关.根据均匀成核理论,临界成核功A为a为形状因子,如晶核为球形,它是16π/3;σ是表面张力系数;△Fv是结晶时单位体积中体积目由能变化.它等于其中△Hf是摩尔熔化热;V是摩尔体积;Tm是平衡熔点;(Tm-T)是过冷度. 热激活提供这个临界成核功,故成核率其中 C是动力学常数,η是粘滞系数.公式(3)也可写作其中伏伽德罗常数;△Sf是熵的变化;Tr=T/Tm;△Tr=1-Tr.可见γ,β和η越大,成核率越小,快速冷却时越容易形成非晶态.对…     

不同排烟方式HAT循环性能对比

对三种不同排烟方式HAT循环的模拟分析表明,在总压比一定时,排烟方式对比功影响很小,采用引风机排烟的HAT循环比直接排烟及回热法排娴的电效率最多分别高出1和1.5个百分点,最高效率时的引风机压比在1.5～1.6左右.引风机排烟带来的压缩耗功下降和湿化器出水温度降低是效率升高的主要原因.水回收率相对偏低,且性能受烟气冷凝温度和引风机压比影响较大.     

气膜冷却有效温比与换热系数的瞬态综合测量

一、前言 气膜冷却的基础实验研究可分为两类:稳态实验与短周期实验.稳态实验的气膜冷却效果用绝热壁面的有效温比可η_(ad)表示,η_(ad)=(T_∞—T_(aw)/(T_∞—T_2)。式中,T_∞,T_2分别为主流与射流温度,T-(aw)为绝热壁面的恢复溫度。气膜冷却绝热壁面的换热系数h_f按下式定义:q_f=h_f(T_w—T_(aw))。式中,T_w为壁温。稳态实验结果便于设计时使用,但实验参数较低。短周期实验的气膜冷却效果用等溫壁面的有效温比η_(iso)表示,η_(iso)=     

热力学第二定律的量化表述及其应用例

尝试对热力学第二定律进行量化表述,通过能量在转移过程中有效能量变化的计算,当消耗的有效能变为无效能时,则用于描述不可逆过程;当有效能与功等量交换时,则用于描述可逆过程,并给出了多过程系统的第二定律计算式;介绍了有效能函数与热力学的三个能函数U、H、F的关系及其微分关系;给出了传热、摩擦、节流、冷热液体混合等7种不可逆过程和等价内可逆卡诺循环热机的有效能消耗。用有效能消耗量与输运热量的比值,定义了不可逆传热过程的有效能消耗系数η_(u,ir);用有效能转化功量与吸热量的比值定义的热机效率叩,发现传热过程的有效能消耗系数和卡诺循环热机的效率有相同的表达式,为η_(u,ir)=η=T_0(1-T_2/T_1)/T_2,不仅与热源高、低温T_1和T_2有关,还与环境温度T_0有关。     

离心式透平的热力设计与分析

以离心式透平为研究对象,用完全气体作为流动介质,进行一维热力设计计算与分析,推导出轮周效率η_u的关系式,得到其与反动度Ω、速比x_a、径比D_2/D_1、扩张角、进口总温、进出口压比、进口角α_1、动叶速度系数ψ、静叶速度系数φ等九个参数相关。在透平进出口压比一定、进口总温一定、静叶出口气流角一定且动、静叶的速度系数认为已知的条件下,分别研究剩下的四个参数对级效率的影响,最终得到一组最佳参数范围,为离心式透平的设计提供可靠的依据。     

利用平行压气机理论求解具有顶切风扇级的双转子轴流压气机的低速喘振边界

顶切风扇级由于固定的通流面积和短的相对叶高,在低速时往往会发生严重的突变型失速,使涡扇发动机船用或工业用改型的燃气发生器的低速喘振裕度大为减小。这是涡扇发动机船用改型顶切方案的一个严重问题,甚至会成为否定该方案的主要理由。 物理模型 全部试验表明,在低压轴相对转速N-1<50％(这时相对功率<10％)范围内,(1)顶切风扇级由于短的相对叶高而出现如图1所示的沿全叶高的突变型失速,它的压力振幅△p/p>1.0(这里p为表压)、相对弧度β=B/2π=30～40％、失速区数目i=1(只有个别情况下才会有i=2～3)。(2)失速区沿通流部份各级衰减     

行波管中声参量放大效应的研究

本文应用Fenlon理论研究了当频率为f_1的弱声信号与频率为f_2=2f_1的泵浦声信号,在非线性相互作用时出现的弱声信号被放大的简并参量放大过程。结果表明,这种放大效应与信号的初位相差(φ_2-2φ_1)有明显依赖关系,例如当φ_1=π/2,φ_2=0或φ_1=0,φ_2=π时可得弱声信号的最大增益,φ_1,φ_2为弱声和泵浦声的初位相。实验验证是在直径为5cm、长为13m的行波管中进行。实验中研究了不同距离处弱声信号的放大量与初位相差的关系,发现当φ_1=π/2或φ_2=π时的最大增益为1.8—2dB;实验中还研究了在最大和最小增益的初位相差时弱声信号放大量与距离的关系,所得实验结果与理论吻合较好。     

定出流面积条件下气膜冷却孔型的研究

本文采用数值模拟的方法,在保持冷却射流出口面积不变的条件下,分析比较了圆柱形孔、扇形孔、双射流孔和带双肩形孔这几种气膜孔的冷却效果。研究结果表明:对于圆柱形孔,气膜冷却效率在吹风比M=0.5左右效率较高;对于扇形孔,在对应圆柱形孔吹风比M=1.5时的效率要优于低吹风比情况;对于双射流孔和带双肩形孔,在对应圆柱形孔吹风比M=1.0时的冷却效果更好。原因在于高吹风比情况下,圆柱形孔结构中冷却射流与高温主流形成较强的肾形涡,会使冷却气体脱离壁面,并将高温主流卷入冷却气膜层,从而破坏冷却效果,而扇形孔、双射流孔以及带双肩形孔能有效地抑制肾形涡对冷却流的提升作用,从而保持冷却气膜的贴壁性,提高了气膜冷却效率。     

致密微孔壁绝热冷却效果研究

本文采用经热电偶标定的红外热像表面温度测量技术,实验研究了吹风比M(M=0．30-1．59)对致密微孔壁热侧壁面上绝热冷却效果ηaw的影响,并与数值模拟结果进行了比较。实验与数值模拟的结果都表明:与常规气膜冷却在M≥1．0时ηaw随着M增大而减小的现象不同,致密微孔壁的ηaw随着M增大逐渐增加的,但随着M的增大,ηaw增加的幅度越来越小。在相同的吹风比M下,致密微孔壁的绝热冷却效果ηaw明显高于常规气膜冷却的ηaw。     

射流注入角对平板气膜冷却特性影响的实验研究

本文对不同射流注入角的典型单排孔冷却结构的平板气膜冷却特性进行了实验研究,研究对象为轴线与主流来流方向分别成30°、60°、90°的射流孔板,对它们在吹风比为0.5、1.0、1.5条件下的射流孔下游的绝热气膜冷却效率分布特性进行了分析.在吹风比M=0.5时,三个射流注入角条件下近孔区域都能形成较好的冷气覆盖效果;M=1.0时,三者的下游横向平均冷却效率基本相同;M=1.5时,注入角60°的条件下冷却效果最好.     

离心透平一维气动设计与优化

以离心透平为研究对象,采用完全气体为流动介质,在效率最优的前提下,提出了一种完全径向出气(α_2=90°)的一维气动设计优化方法,并与效率最优、无约束出气的一维气动设计方法进行比较,结果表明:在压比ε~*=0.625,反动度在0～0.5范围内的情况下,无论是否存在余速利用,无约束出气和完全径向出气对应的最佳速比和最佳轮周效率随反动度的变化规律基本一致;在变压比的情况下,该一维气动优化设计方法得到的最佳轮周效率与无约束出气设计方法得到的最佳轮周效率相差不超过0.5%。但是由于约束了α_2=90°,减少了一个设计变量,简化了设计过程。因此可以用该设计方法进行离心透平的优化设计。     

不同复合角对平板气膜冷却特性影响的实验研究

本文对不同复合角的典型单排孔冷却结构的平板气膜冷却特性进行了实验研究,研究对象为α为30°,β分别为30°、45°、60°的射流孔板,对它们在不同吹风比条件下的绝热气膜冷却效率分布特性进行了分析.实验结果表明,所有复合角条件下的冷却性能都优于相同条件下的简单角; M=0.5、β=60°时的冷却性能明显优于其他两个复合角;M=1.0时.三者的下游横向平均冷却效率相差不大; M=1.5、β=30°时的冷却性能最优.     

余热锅炉式燃气-蒸汽轮机联合循环近似热力学分析

为得出物理概念明确、规律性清楚而且使用较方便简单的余热锅炉式联合循环热力学分析公式,本文提出了一个简单热力学模型,并用最近的实际装置统计数据验证了由此得出的公式的可靠性.根据此一已验证的公式,文中指出:在这种联合循环中燃气轮机的效率最佳压比较低,接近于简单循环燃气轮机的比功最佳压比,而且温比对这种联合循环的效率影响很大.     

单轴恒速燃气轮机及其功热并供装置的变工况显式解析解

主要符号表Ci，i=1～4压气机特性式中常数G流量m压气机设计转速线延长线与Gc轴交点N功率n转速P压力P压气机设计转速线延长线与Gc轴两支点距功热比T温度ti，i=1～4透平特性式中常数Z总能利用率α下标β0设计参数△Tα逼近温差△Tp节点温差n效率θ经济效率[3]μ流量比π压比T温比总压恢复系数上标折合参数比折合参数下标0设计参数1，2压气机进、出口3，4透平进、出口5余热锅炉燃气出口b燃烧室C压气机F油耗gt燃气轮机当量效率[3]饱和蒸汽t透平w余热锅炉给水1绪言如何检验各种变工况数值解程序的准确度与有效性以及各种算法的适用性，通常…     

涡轮轴发动机的功率调整

一、前言 涡轮螺桨型发动机改为涡轮轴发动机,最为简单的方案是将末级或末几级涡轮简单地脱开成为低压涡轮,而通流部分则不予更动。但必然存在能否达到原型机性能的问题。若以具有三级涡轮单轴螺桨发动机为例:前两级改为高压涡轮,第三级改为低压涡轮。原机在设计状态时,前两级涡轮功率为N_(et)_(10)与压气机耗功N_(et)_(10)之间存在着N_(et)_(10)(?)N_(ek)_o三种可能的情况。自行设计的涡轮轴发动机在功率调整中也存在着类似情况。对于N_(et)_(10)=N_(ek)_o,当n_k=n_k_o时、动力涡轮输出的功率等于原机功率N_e=N_e_o,则各参数也与原机相同。对于N_(et)_(10)ηm(?)N_(ek)_o这两种情况,均认为高压涡轮和压气机功     

发散孔横向波纹隔热屏气膜冷却特性研究

针对航空发动机加力燃烧室的冷却,采用横向波纹隔热屏结构和全气膜冷却相结合的高效冷却方式,利用CFD软件,计算分析了吹风比、波长、波幅等结构、气动参数对气膜冷却效率以及热侧换热系数的影响规律。结果表明:随着吹风比的增加,平均绝热冷却效率变大,当吹风比M2.0后,绝热冷效不再随着吹风比的增加而进一步增大,存在最佳吹风比M=2.0;波长和波幅的变化对平均气膜冷却效率的影响很小,但是对对流换热系数有很大的影响,对流换热系数随着波长的增大而降低,随着波幅的增大而升高;此外,对流换热系数随吹风比的增大而升高,在气膜均匀覆盖后趋于定值。     

光致发光磷光体发光效率的测量

前言 光致发光磷光体的发光效率通常由能量效率或量子效率来表示。 发光磷光体在激发光的作用下,发光能量E_1和所吸收激发能量E_2(即产生发光的激发能量中被吸收的能量)之比值E_1/E_2=η_n称作该磷光体的能量效率。 量子效率η_ι为发光磷光体发射的光量子数N_1和产生发光的激发光子中被吸收的     

π~+介子光生中的π-π作用效应

在对于质子上的π~+光生过程作了一般考虑以后,我们从Mandelstam表示出发,进而采用Cini-Fubini近似,导出了关于π光生幅的同位标部分的公式。按照核子电磁结构的新数据,我们选取π-π作用的I=J=l共振的参数为t_r=22,α_v=1.52,b_v=1.60,计算了dσ/dΩ(90°),dσ_‖/dσ_⊥(90°)以及三个能量下的角分布。结果表明,在加入π-π作用之后,与实验之间的调合比之Chew等的结果有很大的改进,所定出的γ+π→π+π的耦合常数约为∧≈-2.8e,这与时行的结果大致相符。