旋流燃烧器燃用低热值气体燃料的三维数值模拟分析

本文借助CFD技术对低热值气体在旋流燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟。通过改变旋流燃烧器的导流叶片安装角度、燃料-空气预热温度、过量空气系数等参数,对热值为4.2 MJ/m3的低热值气体的多个冷热态工况进行数值计算,研究燃烧器结构参数及着火条件对燃烧过程的影响。本文为低热值气体燃料的利用以及相关燃烧器具的开发提供了参考依据。     

喉间距对自吸式文丘里引射量的影响研究

以自吸式文丘里洗涤器为研究对象,建立以空气-水为工作介质的耦合理论模型,并搭建相应的实验装置,用于研究喉间距和喉部压差对自吸式文丘里引射量的影响。由理论分析与实验结果可知,自吸式文丘里引射量受操作条件和结构参数共同影响。其中,喉部静压通过喉部气速、高度差和阻力损失共同作用影响文丘里引射量;喉部间距对自吸式文丘里引射量影响较复杂。低于某一临界喉部气速时,引射量与喉部间距成正比;高于该气速后,喉部间距增大,引射量急剧减小。该研究为自吸式文丘里洗涤器结构设计、引射效率评估及参数优化等提供了可靠的理论支持。     

基于文丘里效应的排烟风机出口优化设计

为改善某型排烟风机性能,本文基于文丘里效应对其出口进行了优化设计。分析确定了影响文丘里出口性能的主要因素。通过正交设计对不同因素配置的方案进行了仿真实验,利用综合评分法和极差分析法确定了各因素的主次顺序,获得了最优组合,即渐缩比为0.5、渐缩角为0.96rad、位置参数b为0.6、位置参数c为0.5,喉管长径比为1.3。对最优组合进行了实验验证,结果表明:选取最优的文丘里出口设计方案,可以使排烟风机总排烟量提升35.4%,出口烟气流动不稳定性也得到了改善。证明利用文丘里效应进行风机出口优化设计的方案是有效的。     

火炬燃烧器蒸汽引射结构优化研究

高压蒸汽携带空气的能力对火炬燃烧器的无烟高效燃烧至关重要。对火炬燃烧器蒸汽引射结构进行建模,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值计算方法对引射结构的喷嘴与引射管间距、混合室直径、吸入室长度、混合室直径和混合室长度等参数进行仿真优化,得出最优引射系数为16.48,能够有效提升火炬燃烧器无烟燃烧能力。同时搭建激光相位-多普勒粒子分析装置,采用压缩空气对引射结构的流场进行实验测试。实验结果与CFD仿真结果吻合良好,证明了CFD模型与优化结果的准确性。     

自吸式文丘里洗涤器引射量实验研究

以自吸式文丘里洗涤器为研究对象,采用空气-水为工作介质,针对喉部气速、吸液口静压差、喉部间距等因素对文丘里洗涤器引射特性的影响进行实验研究。结果表明,随着喉部气速的增加,文丘里洗涤器引射量呈快速增长趋势,且吸液口静压差越高增长越明显,但喉部气速过大会加剧液相贴壁流动现象,降低气液接触效率;吸液口静压差对洗涤器引射量的影响程度与喉部气速有关,当喉部气速超过66. 5 m/s后,增大吸液口静压差会显著提高洗涤器引射量;喉部间距增大会降低洗涤器引射量,但有利于液相分散,强化气液相间接触,与常规文丘里脱硫除尘液量需求相比,自吸式文丘里洗涤器引射量大,实验工况下液气比最大可达3. 95 L/m3。     

直流扩散式燃气燃烧器燃烧特性试验研究

针对目前国内广泛运行的锅壳式燃气锅炉，以在该结构锅炉上大量使用的直流扩散式天然气燃烧器为研究对象，研究了燃气燃烧器在不同负荷、炉膛背压、过量空气系数等参数对锅炉炉膛内火焰燃烧场分布的影响，其试验结果对燃气锅炉的安全经济运行以及燃气燃烧器的结构优化具有重要意义。     

喷嘴位置对文丘里除尘器流场影响的模拟研究

通过选用欧拉-欧拉多相流模型和RNGκ-ε湍流模型对文丘里除尘器流动特性进行了数值模拟,为文丘里除尘器的结构优化提供依据。在74 m/s的喉管气速下比较喷嘴位置和喷嘴液体速度对文丘里除尘器性能的影响。结果表明,喷嘴位置对文丘里除尘器的压力降及喉管处的液体分布影响较大,当喉管气速和液体入射速度不变时,压力降随喷嘴位置后移而增加,而当喷嘴位置位于中部时喉管内的液体分布较为均匀。     

文丘里洗涤器压力损失试验研究

使用空气-水系统,试验研究文丘里洗涤器操作参数(液气比、喉管气速)及喉管长度对其压力损失的影响.结果表明,喉管气速对压力损失的影响比液气比的大,压力损失随液气比增加呈线性增加,而随喉管气速的变化基本为平方关系.在此基础上,探讨了在文丘里洗涤器设计时如何根据捕集效率优化设计文丘里喉管长度.     

填料塔-文丘里耦合洗消设备研发与H2S洗消效率分析*

为提高H2S泄漏应急处置效率，分析H2S洗消效率影响因素，采用ASPEN模拟与实验相结合的方法获取填料层-文丘里耦合设备关键设计参数，研究进气量、入口浓度、液气比等参数对H₂S洗消效率的影响规律，并搭建填料层-文丘里耦合H2S洗消设备。结果表明:填料层-文丘里耦合洗消设备最大洗消效率达91%，可以高效处置H₂S泄漏危机。     

SK标准静态混合器应用于压缩空气泡沫系统的可行性研究

引入工业上应用较成熟的SK标准静态混合器作为压缩空气泡沫灭火系统的气液混合结构,基于FLUENT数值模拟,研究了不同混合单元个数和长径比混合器的混合效果,从压损和混合均匀性两方面进行评价,选定5个混合单元,长径比为1:1的SK混合器为较优结构,并进行了试验验证,研究结果可以为混合室的设计提供参考。     

正压式泡沫灭火技术的研究进展

为使正压式泡沫灭火技术运用和推广更广泛,综述正压泡沫灭火技术的研究现状。首先总结正压式泡沫灭火技术的应用优势和几种气液混合室的优缺点;其次归纳气液混合室里的扰流器类型和气源供给方式;最后概述与评价正压式泡沫的灭火性能和管内流动特性方面的主要研究。结果表明:气液两相在同轴混合室和锥形扰流器中混合最充分;液氮气源供给方式的发泡能力最强,吸气式气源供给方式发泡能力最弱;国内外对泡沫灭火性能的研究主要集中于灭火类别和泡沫剂种类,对于管内泡沫流动特性研究集中于泡沫流变性和泡沫在管内的阻力损失2方面。     

内燃机废气净化技术 第二讲 内燃机废气中有害组分的生成

要搞好内燃机废气净化工作,首先必须了解废气中有害组分的产生和对其有影响的因素。以便采取相应的有效措施,减少污染。废气是燃料在内燃机中燃烧的产物,影响其组分的主要因素有:燃料性质;空气供给量;燃料和空气的混合;燃烧室结构;燃烧条件,温度、压力、时间;燃烧方式,运转工况;机器质量及维修保养等。     

轧钢生产中风动噪声的控制

在现代化轧钢车间里,采用提高可燃混合物和给氧压力的方法强化金属加热,结果引起工作场所的风动噪声级增加。由于空气和煤气在管道里流动,煤气在炉中燃烧,鼓风机和通风机的工作所造成的车间炉子跨间的风动噪声污染了环境。 应当对噪声源采取隔声和消声的方法来控制风动噪声,防止其危害轧钢车间加热炉操作工人的健康。 由于混合气体和空气以较快速度在管道、换热器和加热炉内流动,因此这些地方应装有用矿质棉制成厚度为炉壁四倍的消声层。 用送到燃烧器和外壳之间的汽水混合物将燃烧器里迅速流出的瓦斯包住的方法,可降低燃烧器工作时产生的风…     

影响文丘里除尘器性能的因素分析研究

分析研究了影响文丘里除尘器性能的因素,对多种影响因素与除尘效率、阻力及漏风之间的关系进行了回归分析,并推出了文丘里除尘器烟气带水的计算公式,为文丘里除尘器的设计、维护及安全经济运行提供了依据。     

新型乙醇汽油防静电混合器数值模拟研究

设计了一种新型乙醇汽油防静电混合器,基于CFD方法对新型乙醇汽油防静电混合器及简单的T型管混合器的内部流场分别进行数值分析,通过比较混合器中各组分浓度分布、压力分布、速度分布等特征,研究乙醇与汽油在混合器中的混合效果,并分析静电产生的风险。结果表明：在新型混合器螺旋叶片的作用下,乙醇汽油在出口处几乎混合均匀,速度趋于一致,且压力损失较小,说明新型混合器可以在较小的能耗下获得较好的混合效果,从而有效减少静电积聚。     

一种可燃气体放散管直击雷防护新方法

文章介绍了可燃气体放散管经常遭受雷击并起火的情况,通过分析,确定无法使用常规的避雷针及避雷线进行直击雷防护。根据可燃气体的性质,设计了一种气体混合器,可燃气体和空气或水蒸气可在混合器中充分混合,可燃气体浓度降低到可燃浓度以下后排出放散口。     

球形压力容器中甲烷-氢气-空气爆炸过程数值模拟及实验研究*

为研究受限空间内甲烷-氢气-空气混合气体爆炸特性参数分布规律,在20 L球形压力容器装置内开展甲烷-氢气-空气混合气体爆炸实验,探究掺氢比变化对当量比为1的甲烷-氢气-空气混合气体爆炸过程的影响;运用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型,结合层流有限速率燃烧模型,探究混合气体爆炸过程中燃烧特性（爆炸温度、压力、密度等）与反应时间的变化规律。研究结果表明:爆炸过程中,添加一定氢气时爆炸压力峰值、爆炸压力上升速率峰值增大,而到达峰值时间缩短;反应初期,中心点火处密度下降,反应釜各处密度持续上升;距离点火点越远,密度变化越大,反应釜中压力分布基本相同。研究结果可为甲烷-氢气-空气混合燃料的安全使用提供相关参考。     

基于重要性分析的甲烷/乙烯混合燃烧框架机理构筑

建立了基于重要性分析的详细化学机理分析平台,利用耦合组分化学存活时间和敏感性系数的重要性参数,确定详细机理中的准稳态组分,通过移除这些组分及其相关反应,得到了计算精度较高的框架机理。针对目前燃烧学界较为关注的混合燃烧问题,以甲烷、乙烯这两种典型低碳碳氢燃料为研究对象,对其详细化学反应机理进行了分析,利用重要性分析法构筑框架机理,并对甲烷/空气和甲烷/乙烯/空气预混火焰进行了数值计算。与详细机理相比,框架机理所涉及的组分数与基元反应数都得到了大幅度的降低,计算时间明显减少,但对火焰温度及反应物、生成物、中间组分浓度的预测与采用详细机理得到的结果吻合良好,证明了重要性分析法的有效性与可靠性。     

低速文丘里高效除尘器

文丘里除尘器的压力损失主要是高速气水混合射流通过喉管而造成的，通过喉管的压力损失与射流速度的平方成正比，低速文丘里高效除尘器，是根据液流的最优捕尘液粒粒径范围在100-800μm的范围来选定适当的喉管内气流和水滴的相对速度，而使这个相对速度选定为15-20m/s，这样使这一速度比普通文丘里除尘器的相对速度小（4-8倍）-（3-6倍），故通过喉管的压力损失至少小9倍，再加上混合射流与帽罩壁的碰撞和紧接着形成的帽罩侧壁孔的水幕的再次除尘使该除尘器的除尘效率达到97%以上。     

消防逃生用氧烛供氧隔绝式呼吸保护装置

消防逃生需要携带使用呼吸自救器。新型氧烛供氧隔绝式呼吸保护装置主要由防护头罩、氧烛和二氧化碳吸附三单元组成。氧烛产生的氧气通过文丘里管推动头罩内的空气循环,采用氢氧化锂吸收循环气中的二氧化碳。设计了产品结构,对产品性能进行了试验,认为是一种适合普及大众救生的呼吸保护装置。它的研制成功,为今后消防、煤矿、有毒有害环境、三防等逃生自救器的设计提供了一种新的思路,有利于呼吸自救器的发展。