分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文通过改变重点排烟量及火源功率,研究了在不同重点排烟方式下,顶部重点排烟量对地下通道顶棚烟气温度分布的影响。研究发现:在无重点排烟的条件下,由于热烟气的卷吸,以及与顶棚之间的传热影响,通道内的顶棚纵向烟气温升在不同火源功率下均随距离的增加而不断衰减。不同顶部重点排烟方式及火源功率下的顶棚烟气温度衰减趋势相同,且重点排烟量越大,顶棚纵向温度越低。并引入了重点排烟量影响因子 ,且随着重点排烟量的增加,影响因子呈指数增加。建立了顶部不同重点排烟模式下地下通道顶棚烟气温度分布模型,模型预测值与实验测量值吻合较好。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 常规选择性非催化还原技术(SNCR)是在850-1100℃的烟气中喷入氨基还原剂,实现降低NOx的目的。另外,SNCR也可以拓展到低氧的条件下,实现较高温度下脱硝,即分级火焰中喷氨技术。本文通过实验室试验及工程改造对该技术还原NOx的影响因素进行研究,结果表明:当SR≤0.85时,温度越高则NOx排放越低,当SR>0.85时,则结果相反;过量空气系数越低,喷氨脱硝效果越好,当SR>0.95时,随着喷氨量增加NOx反而增加;最佳氨氮比随着过量空气系数减小而降低。在改造后的75t/h锅炉上测试,最佳喷氨位置为炉膛四角,采用OFA使用可降低到390mg/m³,使用OFA与SNCR协同,NOx排放为138mg/m³,在此基础上采用分级火焰中喷氨,NOx可降低到84 mg/m³,脱硝效率提高了15.46%,且无氨逃逸。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 利用密度泛函理论方法,对Na+、K+作用下的β-O-4型木质素二聚体模型化合物(2-[2-(4-甲氧基苯基)乙氧基]-苯甲醚)的热解路径进行了计算。结果表明,Na+和K+易与模型化合物的含氧官能团结合,从而影响Cα-Cβ和Cβ-O的键长和键解离能。在热解过程中,Na+和K+能促进Cβ-O键均裂和协同断裂反应,抑制Cα-Cβ键均裂反应;从而对2-羟基苯甲醛的生成有抑制作用,而对其他产物(1-乙基-4-甲氧基苯、1-甲氧基-4-乙烯基苯、2-甲氧基苯酚、邻苯二酚)的生成有促进作用。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 采用微氧化法制备Ga基室温液态金属热界面材料。实验结果表明,微量氧化镓的存在可显著改善液态金属的润湿性,且GaIn10合金热界面材料具有较高的热导率(~19.2 W/mK)。搭建接触传热测试平台,分别研究液态金属Ga及其二元、三元合金热界面材料的导热性能, 对比市售导热硅脂,该新型镓基热界面材料,特别是其二元合金热界面材料,在大功率下工作时热源温度相对于导热硅脂下降近14 oC, 界面热阻只有5.4 Kmm2/W,显示出更加优越的导热性能。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 三次多项式温度分布模型反映了液滴内部基于希尔球涡的实际流动,可以较为准确地预测单个液滴蒸发。鉴于三次多项式温度分布模型在预测单个液滴蒸发的准确高效性,本文以n-Decane油滴蒸发为例,采用三次多项式模型研究了通过改变初温和初始气流速度来改变初始雷诺数对液滴蒸发的影响,结果表明通过改变气流速度来改变雷诺数的情况,不同雷诺数下液滴蒸发率与内部温度分布存在较大差异;以n-Decane,n-Heptane和n-Dodecane三种不同黏度的油滴蒸发为例,对比了液滴黏度对蒸发的影响,发现不同黏度液滴的蒸发率与内部温度分布差异较大,黏度越小,蒸发率越快;在液滴蒸发的初始阶段,内部温度梯度较大。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 针对爪式真空泵现有的爪式转子型线存在不光滑连接点的缺陷,本文提出了一种新型全光滑的爪式转子,其转子型线由6段圆弧和3段摆线的等距曲线构成,且能够实现正确的啮合;得到了其生成方法和组成的型线方程。通过对其工作过程进行三维数值模拟,分析了全光滑爪式转子内部流场的变化规律,并与现有的爪式转子进行性能对比。研究结果表明:所提出的爪式转子具有啮合性能好、余隙容积小、力学性能好等优点。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 轴流式冷却循环泵是舰船动力系统中的关键设备之一,泵内非稳态流动诱发的压力脉动是影响泵振动水平的主要水力因素。运用特定设计方法对某比转速为471的循环泵进行了设计并通过实验测量进行了性能验证。基于非定常数值计算,获得了不同工况下循环泵多个截面上压力脉动系数的变化规律。研究表明:叶轮进口压力脉动系数沿径向呈递增趋势,轮缘处流体激励能量最大且主要集中于叶频;叶轮出口压力脉动系数在轮缘和轮毂处取得极大值,主要激励频率为叶频及其高次谐频;导叶出口压力脉动系数沿径向基本一致,主要激励频率为轴频;叶轮出口诱发的叶频压力脉动是决定泵振动水平的主导因素。研究结论为循环泵减振技术的发展提供了一定的理论支撑。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 为了探究不同转速对某亚音轴流压气机叶尖泄漏流非定常性的影响,采用动态压力测量技术获得不同转速机匣壁处压力信号。试验测量表明,在近失速工况压力信号的频谱出现表征旋转不稳定性的特征频率驼峰。其驼峰峰值处频率随转速的提高相对减小。在此基础,分别进行不同转速的多通道数值模拟。数值模拟中,叶尖区的静压监测信号频谱与试验具有一致性,转子叶尖存在逆转子传播的周向行波。该周向行波对应了试验中的旋转不稳定现象。进一步的数值模拟流场分析表明,该周向行波在53%设计转速时是源于叶顶泄漏流自我维持的非定常性。在71%设计转速时,在某些时刻泄漏涡发生破碎并参与到周向行波的形成过程。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文对一亚音速圆口喷管内壁面施加盲孔,使其壁面多孔化,采用大涡模拟结合FW-H方法研究了马赫数M =0.6时喷管外的非稳态流场与远场噪声。研究结果显示,这种内壁小孔结构对喷管外流场的湍流脉动有一定的削弱作用。时空相关系数的对比表明,内壁小孔结构同时减弱了脉动量各自在时间和空间上的相关性,削弱了大尺度的涡结构。通过对涡强、膨胀率和Q涡识别准则的可视化分析,研究了剪切层中涡结构在喷流轴向的产生、发展与演化过程,结果表明内壁小孔结构抑制了涡配对现象,加强了流动掺混,从而加速了剪切层的发展。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 被动声源成像方法近年来越来越成为研究气泡声源的有效手段之一。本文所阐述的气泡声源成像方法,不仅能从有限数量的水听器测量信号中对气泡声源进行高分辨率的空间定位,还能重构出气泡声源的平均功率分布情况。为此,本文首先需要建立一个合适的气泡声源模型、进一步简化气泡声源在空间传播的多径效应,以便充分利用阵列信号处理的优势;然后,本文简要介绍基于波束形成、最小方差无失真响应和子空间分解等信号处理技术的气泡声源成像方法;并针对研究的射流气泡特点、流速和喷管性状等条件,还讨论了有限数量的水听器阵列对声源成像结果的影响。最后,本文通过仿真模拟说明了被动声源成像方法可以揭示气泡声源在气泡形成、生长和脱离喷管等阶段的声源平均功率高分辨率空间分布情况。该方法能够有效“看见”气泡声源、弥补了高超速相机拍摄气泡图像的不足。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 以Pack B涡轮平面叶栅为研究对象,采用非轴对称端壁造型方法,以减少涡轮叶栅总压损失为优化目标,进行了涡轮叶栅的非轴对称端壁优化设计,优化后的总压损失减小了11.83%。通过对叶栅的下端壁以及上下端壁进行非轴对称造型并与原型光壁模型进行全叶高流场对比分析表明:非轴对称造型对几乎全叶高的总压损失分布产生影响,大幅减小了20%和80%叶高附近的总压损失,对气流角和下游涡强度的影响局限在近造型壁面侧的30%叶高内。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 高负荷跨音透平导叶中,流动过程十分复杂,DDES方法在该条件下对流动细节地捕捉具有特殊优势。本文采用自主开发的DDES程序,获得可靠而精确的计算结果,研究跨音叶片内部的流动机理。根据不同区域的流动现象,作者分别研究叶片吸力面处,激波和边界层的相互作用;叶片尾流区,激波和尾迹的相互作用。并对这些区域进行熵生成情况分析,为后续跨音透平中的损失减小提供理论基础。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 固壁与固壁相交所成二面角对附近区域内附面层发展具有重要影响,尤其在风扇/压气机中,控制叶表与端壁相交二面角及其流向变化是调控角区分离的重要方向。本文以具有不同二面角的四种典型扩张管道(扩张角3°)为模型案例,采用数值方法研究了不同二面角角下扩张管道内附面层发展规律,印证了二面角原理,并由数值计算结果拟合得到了分离位置经验公式。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 为分析附面层和泄漏流对旋转冲压压缩转子内激波结构的影响,开展了旋转冲压压缩转子内部流场的数值研究,并从激波形成与变化的角度分析激波与附面层,激波与泄漏流的相互作用。研究表明,S2流面激波与轮毂附面层、S1流面激波与隔板尾缘低速分离流体团相互作用能够改变激波的结构形态、作用位置,压比升高时低速团的影响范围增大。S1流面激波在泄漏涡的作用位置处发生偏折,与无间隙时相比,有间隙时旋转冲压压缩转子在喉部及以后流道内更易形成激波串。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 对低压涡轮后机匣进行实验研究。对不同来流马赫数及不同来流气流角下的涡轮后机匣流场参数进行测量,分析其在不同来流条件下的整流及损失情况。研究结果表明:支板叶型为前加载且按最大厚度积叠的涡轮后机匣在设计点及非设计点状态都将气流从偏离轴向偏转到基本接近轴向,且总压损失都较小。来流马赫数的改变对后机匣出口气流角影响不大,但来流马赫数的增加会导致其总压损失增加;而来流气流角改变对其出口气流角及总压损失的影响相对较小,但出口气流角及总压损失沿径向的分布会随来流气流角的改变发生变化。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 高效的行波热声发动机要求回热器处在接近行波和高声阻抗的声场。为此,本文拟采用阻性管进行调相,设计了一台单级环路行波热声发动机,分别以He,N2和CO2为工质,对该热声发动机的起振特性和稳态运行工况进行了系统的实验研究。结果表明,安装阻性管后,单级环路行波热声发动机的起振温度可以降低300°C以上,最低起振温度仅为55°C(工质为CO2,平均压力为2.35 MPa)。此外,系统可以在200°C以下的加热温度达到比较可观的压比。可见,阻性管可以作为环路行波热声发动机的一种有效调相方式,本文所提出的热声发动机系统具有利用低品位热源驱动的潜力。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文基于绝对速率理论和SRK状态方程,建立了一种可以精确计算烷烃高压液相黏度的推算模型。选取10种正构烷烃(C1-C10)的液相黏度作为研究对象,温度范围为90~448 K,压力范围为0.01~254.4 MPa,利用本文所提出的黏度模型对其进行了计算。计算结果表明:本文的黏度推算模型对这10种烷烃黏度的计算值与实验值之间的平均绝对偏差小于3%,验证了模型的精确性。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 基于弱非线性热声理论,对热声换热器的基本换热特性进行了理论分析。在前人研究基础上,增加了换热器内纵向温度梯度的影响,获得了二阶周期平均热流的解析表达式,并定义了适合表征热声换热器换热特征的无量纲换热量。计算分析了无量纲参数声导率 ,对流与压缩性比Г,动态雷诺数 对换热器时均换热量的影响。分析表明,换热器产生时均吸热还是时均放热特性主要由临界声导率幅值决定,存在时均纵向温度梯度时,还取决于 ;声导率的相位角对时均热流的影响相对较小,但其影响会随着|Г|和| |的增大而增大;|Г|的存在增强了换热;存在临界的 值使得二阶周期平均热流取得极值。本文所定义的无量纲换热量能合理表征换热器换热特性,对热声换热器基本换热特征的研究将为进一步考察其实际复杂工作机理提供理论指导。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文对比研究了典型的木质纤维生物质和非木质纤维素类生物质的轻度热解特性,并基于多步反应动力学原理,建立了生物质轻度热解的两步反应动力学模型。结果表明:在同样的停留时间下,木质纤维类生物质的失重明显大于非木质纤维类生物质的;两步反应模型能够很好地预测两类生物质的轻度热解过程,并能预测得到平衡失重百分比。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-06-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 热源塔热泵系统由于其可实现高效制冷制热,无结霜问题,且不受地理条件限制,受到了越来越多的关注。热源塔作为热泵系统冬季取热的核心部件,对系统整体性能有着重要影响。本文构建了以乙二醇溶液为循环工质的横流热源塔实验系统,研究了空气流量、温度、含湿量及溶液流量、温度、浓度对传热传质系数的影响规律,并拟合出了关联式,结果显示传热传质系数主要受空气流量密度及淋液密度的影响,Le数在0.91~1.12之间变化。