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高密度CFB提升管内气固两相曳力修正模型及冷态实验验证

王雪瑶 , 吴学智 , 姜凡 , 徐祥 , 廖良良 , 樊保国 , 云汉

工程热物理学报

通过实验和模拟方法考察了高气速,高固体通量循环流化床提升管内B类颗粒的流动情况.根据EMMS(energyminimization multi-scale)理论提出了改进的曳力修正表达式,同时与传统的曳力模型如Gidaspow,O'Brien-Syamlal,Koch-Hill-Ladd的计算结果进行了比较.结果表明:使用本文提出的修正曳力模型的计算模拟结果与实验值得到了较好的吻合.

关键词: 提升管 , 气固两相流 , 曳力模型 , CFD

循环流化床三维全循环模拟及实验验证

王雪瑶 , 雷福林 , 吴学智 , 徐祥 , 阳绍军 , 温雨鑫 , 云汉

工程热物理学报

基于EMMS方法,提出了适用于稠密气固两相流的修正曳力模型,并将其耦合到欧拉框架下的计算流体力学(CFD)中,结合颗粒动力学理论,建立了基于多尺度流动结构分析的循环流化床循环回路的三维流动模型.通过与试验结果的比较证实了改进模型的可行性,并对床内的特殊流动特征进行了描述.文中提出的曳力模型可以搏获到颗粒团聚的复杂运动,适用于稠密气固两相流动的数值模拟.

关键词: 三维全循环数值模拟 , EMMS方法 , 循环流化床

循环流化床提升管内气固流动的三维数值模拟研究

吴学智 , 王雪瑶 , 王圣典 , 王嘉昌 , 姜凡 , 徐祥 , 云汉

工程热物理学报

采用双流体模型结合基于流动结构的EMMS曳力模型,对一方形截面循环流化床提升管在同一操作气速、不同固体流率下的两种工况进行了三维数值模拟研究.得到了提升管内气固流动的三维浓度分布,并对比了二维模拟的结果.验证了EMMS曳力模型对于快速流态化三维模拟的适用性.

关键词: 循环流化床 , 提升管 , 双流体模型 , 气固曳力 , EMMS模型 , 三维模拟

PG9351FA燃机建模及改烧合成气的通流调整分析

张丽丽 , 王波 , 张士杰 , 云汉

工程热物理学报

在透平冷却空气量估算的基础上,建立了透平逐级计算、考虑IGV角度对压气机特性曲线影响的PG9351FA燃机变工况模型.针对改烧合成气带来的压气机喘振、通流匹配等问题,分析了关小IGV角度、增大透平通流面积、降低燃气轮机T3温度等几种不同的通流调整措施对燃气轮机最大出力、压气机喘振裕度以及燃气轮机整体性能的影响,提出了一种同时增大透平通流面积和关小IGV角度的PG9351FA燃气轮机通流综合调整方案.

关键词: 燃气轮机 , 合成气 , 通流调整

质子交换膜燃料电池动力系统变工况模拟

王逊 , 云汉

工程热物理学报

质子交换膜燃料电池堆是燃料电池汽车的关键单元之一,电池堆负荷变化及跟踪的动力学特性是衡量其性能优劣的重要指标.因此基于汽车动力系统及其单元的动态特性研究和控制回路设计,有必要开展电池堆的稳态变工况模拟,作为今后深入研究的基础.

关键词: 变工况模拟 , 质子交换膜燃料电池

甲烷-湿空气对冲扩散火焰中CO的生成特性

张哲巅 , 王岳 , 聂超群 , 云汉

工程热物理学报

本文描述了HAT循环中CO排放的基础研究结果.为了澄清加湿和CO排放的关系,采用GRI-mech3.0详细化学反应机理,对甲烷-湿空气对冲扩散火焰进行了数值研究.对不同的空气含湿量通过改变进口预热温度调节最高火焰温度,解耦湿空气影响火焰的温度和自由基浓度效应,研究甲烷-湿空气火焰中CO生成的化学机理.计算结果表明在火焰最高温度相同的情况下,湿空气中的水蒸汽使OH基浓度增加、O基和H基浓度降低,从而抑制CO的生成.这些结果有益于准确预测HAT循环中CO的排放.

关键词: HAT循环 , 一氧化碳排放 , 对冲扩散火焰

循环倍率对动力和液体燃料多联产系统的电与蒸汽自平衡影响分析

王逊 , 云汉

工程热物理学报

本文以煤气化(240万吨/年)动力,液体燃料(甲醇,醋酸,醋酐)多联产系统(串联式)为研究对象,分析了循环倍率对系统动力输出、蒸汽、液体燃料产量的影响;确定了可满足具有不同优先级的目标、达到系统动力和蒸汽自平衡的循环倍率、燃气轮机选型等关键单元和系统参数.

关键词: 循环倍率 , 目标优先级 , 动力和蒸汽自平衡

运用OH-PLIF方法探测预混火焰前锋结构

穆克进 , 张彦 , 惠鑫 , 王岳 , 云汉

工程热物理学报

运用OH-PLIF方法探测了不同燃料系数和出口湍流度下甲烷/空气的锥形预混火焰的火焰前锋结构.实验结果表明,网格湍流是火焰根部产生皱折和不稳定性的重要因素,并且这种不稳定性会沿着火焰面向下游发展;而在火焰下游尤其是火焰顶部,流场中的低频拟序结构是形成大尺度皱折以及破碎火焰面的直接原因.相比于富燃料工况,贫预混火焰的火焰前锋更容易产生不稳定性,产生大尺度的皱折.导致这种皱折的不稳定性只与燃料系数有关,完全依赖于火焰自身的动力学而与来流特征无关.

关键词: OH-PLIF , 预混火焰 , 前锋

基于微燃机的HAT循环变工况性能分析

张士杰 , 云汉

工程热物理学报

基于某微燃机构建了HAT循环,研究了其在功率下降(ISO条件)、环境温度变化时的变工况性能,并与简单循环、回热循环和RWI(注水回热)循环的设计工况、变工况性能进行了对比.结果表明,HAT循环和RWI循环的变工况性能相似且好于简单循环和回热循环.其中,空气湿化程度的调整对于HAT循环变工况性能的稳定性起重要作用.但由于没有设置中冷器,且微燃机循环中可资利用的(火用)较少,HAT循环设计工况和变工况性能相对于其它循环的优势没有得到充分体现.

关键词: HAT循环 , 微燃机 , RWI循环 , 回热循环 , 变工况性能分析

熔融碳酸盐燃料电池系统中重整器性能分析

杨华 , 云汉 , 蔡睿贤 , 俞颐秦

工程热物理学报

本文通过对热交换型重整器过程分析,建立了反映其性能的动态数学模型,并进行了稳态与动态模拟计算.结果表明,重整产物气能满足熔融碳酸盐燃料电池需要,同时也得到了水蒸气与天然气之比对重整产物成分的影响;研究了过程气入口流量、温度改变时重整器动态响应性能,为控制回路的制定提供了理论依据.

关键词: 重整器 , 动态模拟 , 熔融碳酸盐燃料电池

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