高超声速飞行器主动式气膜冷却防热技术研究

目的针对未来高超声速飞行器(飞行速度20 Ma),提出一种主动式气膜冷却防热技术,并计算验证其有效性。方法通过求解三维N-S方程组,采用PARK-1的5组分(N2,O2,N,O,NO)17方程有限速率化学反应模型,考虑了真实气体效应;针对典型的钝头体外形,在头部驻点处构造单个气膜冷却微孔,向外喷射冷却气体,计算了飞行马赫数为20、高度在30 km以下的气膜冷却效率。结果与无气膜冷却相比,有气膜冷却时,气膜孔附近等温壁面(300 K)热流密度的最高降幅约90%,冷却气体有效覆盖面积可达到约孔出口面积的10倍。结论气膜冷却在未来高超声速飞行器防热中具有广阔的应用前景。     

高超声速飞行器异型气膜孔无喷流热增量研究

目的获取高超声速飞行器气膜孔不喷流时的热负荷增量。方法通过计算流体力学(CFD)方法针对典型高超声速飞行器50km、飞行马赫数为15条件下的无开孔、有开孔气膜冷、有开孔无喷流3种工况开展壁面热流分布研究。结果无开孔的最大热流分布在头部滞止点附近,约为2.2 MW/m~2,有气膜冷却的工况热流最高值在侧面气膜孔没有覆盖到的部位,约为1.4 MW/m~2,有异型孔但是不喷流的工况,热流密度最大值主要分布在开孔附近,最大值大于3.3 MW/m~2。结论对于在高超声速飞行器表面开孔采用气膜冷却方式冷却时,如果由于某种原因气膜孔不喷流,那么在孔的附近乃至整个滞止区域附近的热流负荷将会大幅度升高。     

加氢裂化热高分液位周期性假指示研究与分析

加氢裂化装置操作压力较高,高压分离器液位计真实准确是防止装置发生高压串低压事故的重要保障。通过对加氢裂化装置热高分液位计周期性假指示的现象表征、处理过程以及引压管内的结晶物等进行分析,认为造成加氢裂化热高分液位周期性假指示的主要原因为热高分气在仪表引压管内遇冷结盐并堵塞引压管,针对故障原因提出了防范措施、日常维护、处理办法及改进建议。     

多管文丘里烟气除尘脱硫装置

根据引射扩散原理,对文丘里洗涤器进行了理论分析和设计计算,在此基础上研究开发了新型多管文丘里烟气脱硫除尘装置,并用于燃煤锅炉烟气的净化。实际运行表明,该装置的脱硫效率达到90%以上。     

民用飞机实验室APU开车高温尾气排放影响因素分析

目的 对民用飞机APU在气候实验室内开展极端气候环境下的起动和工作试验,建立一种APU高温尾气安全排放方法。方法 用CFD仿真手段对采用排气管道将APU高温尾气排出气候实验室的可行性及影响因素(包括管道直径、距离、背压等)进行系统性分析研究。结果 气管道入口距离APU管道出口过近时,将有利于APU排气,引射比ε与排气管道出口压力Pex及排气管道直径D线性相关,排放温度tex与管道直径D成反比。在排气管道入口设置平滑收敛段,利于消除涡流,减轻负压程度,并在一定范围内提高引射比。结论 采用管道被动排气是可行的,合适的排气管道设计为D/d=2.0,L/d=1.5,并在管道入口设置平滑收敛段。     

柴油机排气微粒收集消声装置的设计

介绍了柴油机排气微粒收集消声装置的特点、结构、工作原理和设计过程。柴油机排气微粒收集消声装置包括排气微粒收集装置、排气微粒收集再生和排气微粒收集控制装置,在柴油机排气离心力产生的旋转气流以及静电装置产生的电场的双重效用下,收集柴油机的排气微粒,自动控制排气微粒收集再生及控制装置,使收集的微粒燃烧,排放到大气中。通过柴油机排气微粒收集消声装置的试验表明:收集效率最高可达到98.1%,排气背压最高可达到3.7kPa,消声装置可达到90.2dB,试验证实本装置适合于柴油发电机和大中型柴油发动机。     

柴油机排气微粒冷却演变特性的实验研究

对柴油机排气微粒在冷却条件下的演变特性进行了实验研究.结果表明,排气的冷却作用对微粒的质量浓度具有重要的影响.引起微粒质量浓度变化的主要原因是排气中气态碳氢的冷凝,从而增加了微粒的质量浓度.排气的冷却促使柴油机微粒增大,分布在0.01～1.0 μm粒径范围内的微粒数量有所减少,特别是小于0.1 μm以下的小微粒,微粒数量下降的幅度相对较大,并且冷却温度越低,变化越明显.排气冷却后,0.1-1.0 μm粒径范围内的微粒体积浓度呈减少的趋势.此外,流速对排气冷却条件下的微粒演变特性亦有一定的影响,随排气流速的降低,0.01～1.0 μm粒径范围内的微粒数量浓度和体积浓度减小.     

节流降压与引射掺冷消声装置的试验研究

火电厂锅炉排气产生很强的噪声,辐射的声功率高达140—160分贝,成为一种公害。控制这种排气噪声已成为一项重要课题。在模型实验和多次生产性试验基础上,研制出由多层降压与引射掺冷相复合的消声装置,在现场应用取得较好的效果。如目前用在某电厂高压锅炉上的消声器,直径1米、高3米,排气量35吨/小时,消声值达39.5分贝     

辐射板强化喷管换热与红外抑制效果试验研究

试验研究了在发动机喷管中加装金属辐射板前后,喷管壁面温度、热喷流温度与喷管红外辐射特征的变化。结果表明,加装金属辐射板后,热喷流与喷管壁面之间的热量传递显著增强,热喷流中心温度降低,壁面温度明显升高,在90°方向上,热喷流3～5μm波段的红外辐射强度降低了38.5%。文中从热喷流、喷管壁面以及金属辐射板等相关部件的温度变化情况对红外辐射强度的变化原因进行了解释。      

优化引射除尘器性能的研究

在采煤工作面,煤尘污染严重威胁煤矿生产和工作健康,本文介绍了用于放顶煤工作面降除尘的引射除尘器。从优化引射除尘器性能的角度出发,设计了实验系统。运用正交分析的方法,确定了引射除尘器的最佳结构。     

飞机发动机室内开车尾气排放引射喷淋降温仿真分析

目的将气候实验室飞机发动机开车时产生的高温高噪声尾气实时顺利排出室外,保持试验所需的稳定环境场,避免排气不畅或可能的高温尾气回流对试验及试验设施产生破坏,保证试验安全可靠进行。方法设计一套发动机开车尾气排放系统,对关键的气体引流喷淋降温进行CFD数值模拟。结果喷流环孔径、喷射角度及数量分布均直接影响引射喷淋雾化效果。结论获得可以满足发动机开车尾气排放塔出口温度分布的喷淋环参数,指导引流管喷淋环的详细设计。     

管材无模成形温度场的数值模拟及分析

采用有限单元法并结合有限元分析软件 ,对管材无模成形时管材温度场进行数值模拟研究 ,得到管材无模拉伸变形过程中温度场分布规律 ,并对影响温度场的因素加以分析 ,如冷热源间距、冷热源移动速度、加载时间分别对温度场分布的影响 ,该模拟结果与实验结果相吻合。     

机动车尾流区CO2扩散特征的数值分析

为了研究车辆运动过程中尾流区排放污染物的扩散情况,通过CFD软件FLUENT 6.1.22TM中湍流模型和组分输运方程对单辆货车尾流区内的气流速度、湍流动能和排气管排放的CO2浓度的分布进行了模拟.通过模拟结果与风洞实验的数据对比验证了模拟结果的适用性.分析了车速,排气管出口温度和湍流动能对货车尾流区内CO2扩散过程的影响,结果表明,由于出口直径和流速相对较小,排气管射流对尾流区流场的影响不明显;在排气管出口处CO2的浓度梯度最大,且随着与车尾距离的增加浓度迅速减小;尾流区内CO2在x、y、z3个方向上的浓度变化速度均随车速的增加而增加;且在尾流区内相同位置处.车速越大CO2浓度越低;排气管出口与外部环境温差对污染物扩散的影响仅局限于距离车尾0.75倍车长范围内;湍流动能最大值出现在尾流区内,有利于CO2的稀释和扩散.     

ACP1000冷却水管道采用超疏水表面湍流流动数值模拟

目的探索超疏水表面对ACP1000冷却水管道内流体流动的减阻性能和潜在工程应用,对冷却水管道内的湍流流动进行数值模拟计算,研究具有超疏水表面内壁的冷却水圆管管道内湍流的流动特性。方法对超疏水表面采用交替的气–液、液–固表面进行模拟,湍流流动采用二维轴对称方法进行数值模拟计算。结果随着超疏水表面气液比的增大,冷却水圆管内湍流流动的摩擦阻力系数随之减小;随着超疏水表面气液比的增大,冷却水圆管内湍流流动的能量损失随之降低。结论超疏水表面的应用能够优化ACP1000冷却系统冷却水管道的流动性能。此结果对于未来进一步优化核电站冷却水系统设计提供了理论基础。     

复合吸收技术净化复杂工业有机废气

以低浓度、大风量、含无机物、尘粒和油分等成分的复杂工业有机废气为对象,进行复合吸收净化技术的研究,从吸收机制初步探索,对净化设备、工艺流程及工程应用分别进行了探讨.分别以3种不同的表面活性剂溶液为复合吸收剂,考察其处理含甲苯和醋酸丁酯废气的净化效果,结果表明降低复合吸收剂的表面张力,有利于甲苯和醋酸丁酯的去除率.针对复杂工业有机废气,开发高效吸收设备,集合了水膜、旋流板和填料3种吸收净化装置的优点于一体,具有结构简单、体积小、防堵塞及多级高效吸收传质的优势.工艺流程以吸收技术为主,整合了加热吹脱、燃烧和厌氧等工艺,最终使废气和吸收尾液达标排放.该技术已在制造、喷涂等多家企业的工程上应用.     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

立体车库中尾气排放智能监测装置设计研究

传统LugDown汽车尾气排放监测装置在气体监测过程中,受到不带负荷以及大量人为因素的干扰,存在检测精度差的弊端.因此,设计新的立体车库尾气排放智能监测装置,采用压力传感器利用杠杆原理将信号在电路中进行调试,对车辆进行驱动控制,通过不透光度计和尾气分析仪,实现汽车尾气检测和分析。对主程序进行规划提高监测装置软件算法的执行效率,采用浓度测试程序和存储与查询程序,收集汽车排放的汽车尾气数据并随时进行数据查找,实现立体车库尾气排放的智能监测。     

自吸式文丘里洗涤器运动特性及强化机理的模拟研究

文丘里洗涤器具有传质效率高、无需额外动力及设备尺寸小等优点,在危险化学品洗消、工业除尘等领域有着广泛应用,为了分析文丘里洗涤器内的气液运动规律获得强化机理,利用CFD构建三维模型,分析了非浸没式文丘里喉部气速、浸没高度、喉部间距等典型操作参数对文丘里内部流场、分散效果以及引射性能的影响。发现受气体剪切的作用,进入文丘里洗涤器内部的液体主要贴壁运动,只有少部分被分散形成雾滴。引射量随入口速度的增加而增加,当入口气速增加至18.4 m/s时,引射量增加了5倍,从0.11 kg/s增加到0.53 kg/s。引射量随浸没高度的降低和喉部间距的增大而降低,喉部间距的增加,降低了液膜在管壁附着量,增加了在文丘里洗涤器中间的分布,提高了气-液体的碰撞概率。此外,也发现挡板分布器的加入,降低了液体的贴壁量,增加了液体组分的均匀性,提高了气液接触的概率。     

利用气相平衡管原理控制有机污染物的无组织排放

挥发性有机物的无组织排放是一个难以控制的污染源,在常温常压下的一些有机物储罐可采用气相平衡原理设置气相平衡管,使呼吸尾气形成闭路循环,利用罐体进、出料过程中内压变化特点,使得逸出的气相有机物在闭路中循环,实例证明,该方法对控制有机物元组织排放有着很好的效果,且该方法;简单易行,适合条件适宜的单位使用。