数值风洞与物理风洞对烟塔合一排烟的比较研究

热电厂"烟塔合一"排烟技术因其初期投资和运行维护费用少,排烟效果好、SO2落地浓度低等优势,特别是在机场附近的净空限高和对景观环境有特殊要求的地区具有广阔的发展空间。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模型——德国模式在烟塔合一排烟方式的预测上尚存在许多问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最大地面浓度等难以给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排烟方式的大气污染物扩散情况,一种新的大气污染物扩散预测模式——数值风洞模型以及物理风洞实验被用于模拟烟塔合一的环境影响,分析数值风洞模式和物理风洞实验在大气环境预测领域应用的适用性和优缺点。2个预测方法的结果表明:在烟塔合一排烟方式下,大气污染物最大落地浓度随风速增加而增加同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。对2种方法进行比较,物理风洞实验由于受到物质和气象等条件的限制,无法得到精确的预测结果以及无法直观地描述空腔区的产生和变化规律。而数值风洞模拟具有更大的自由度和灵活性,预测出在夏季6 m/s风速下,冷却塔下风向最大落地浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。同时该方法可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。     

高原山地城市重气泄漏扩散的示踪实验研究

为分析高原山区城市(个旧市)重气泄漏扩散规律,进行了重气泄漏扩散环境风洞实验。实验表明,重气浓度主要集中于近地层,测点的重气浓度随风速增大先增大后减小,存在一个危险风速,通过曲线拟合所得危险风速值与风洞实验所得危险风速值相近。在该风速下,重气浓度达到最大,且粘滞系数也最大,结果表明,粘滞系数越大越不利于重气的扩散。     

城市大气污染扩散监测模型的理论与试验研究

结合城市大气污染的具体情况 ,在理论分析的基础上 ,通过风洞实验对特定条件下的城市大气污染模型进行了模拟试验研究 ,建立了适合一定条件下城市大气污染物扩散的数学和物理模型 ,在此基础上对试验数据进行了分析和处理 ,得到了特定条件下城市大气污染的一般规律 ,该扩散模式同时还可以应用于城市大气污染物扩散浓度的估算     

水平风对不同液位深度酒精池火火焰长度的影响

通过改变风速、液位深度的大小,研究边界条件变化对酒精池火火焰长度的影响。研究结果表明：在无量纲液位深度小于一定值时,酒精池火的火焰长度会随着风速的增加而增大,当无量纲液位深度较大时,油盘外部酒精池火的火焰长度基本为0。风速相同而液位深度不同时,酒精池火的火焰长度会随着液位深度的增大首先增大,而后逐渐减小。这主要是因为,液位深度较大时,燃料表面的供氧量降低导致燃烧效率降低,最终导致火焰长度的减小。     

基于风洞平台实验的大型罐区溢油事故后的油气扩散模拟

通过研究江苏省境内某实体罐区发生溢油事故后油气蒸发的扩散规律,掌握罐区空气浓度的变化,以达到保障罐区环保与安全的目的.基于风洞平台实验,测定油气蒸发速率并通过实验风场数据验证数值模型的准确性,建立与实际油库1∶1的大型罐区模型,使用UDF编译环境风方程导入.通过CFD数值模拟,重点分析了罐区发生溢油事故后油气扩散规律、储罐间的油气积聚现象、风速对油气扩散及油气质量分数的影响.结果表明:在风速影响下,罐间会形成涡流,导致油气的积聚,形成危险区域;防火堤对油气扩散存在阻滞作用,而背风侧会使油气聚集;风速越小,油气扩散越慢,油气质量分数越高;风速越大,油品的蒸发速率越大,油气扩散越快,油气质量分数越小.本研究成果可为罐区设计、油库运行及安全环保管理提供参考.     

高超声速风洞进气道流量系数测量精度影响因素研究

进气道是飞行器动力装置的重要组成部分,准确测量进气道流量系数是进气道风洞试验的重要内容。对来流马赫数Ma=4.5,5.0和6.0状态下皮托管进气道开展流量系数测量研究,通过对比理论值和实测值,获取各状态流量系数修正系数。试验结果表明,随着来流马赫数增加,进气道流量系数与理论值偏差较明显,并逐渐增大。超声速风洞试验通常认为测量截面总温与来流总温相等,通过对测量截面总温与来流总温偏差以及测量截面流场畸变情况的分析,判断测量偏差主要是由测量截面总温等于来流总温的假设导致的。在高超声速风洞试验中,由于模型壁面热交换的存在,测量截面总温低于来流总温,进气道流量系数测量时需要进行总温修正,以提高流量测量精度。      

基于多种测试平台喷雾粒径特性实验研究

目的 研究平台环境差异对喷雾液滴粒径造成的影响。方法 分别在喷嘴测试台、直流吸气式风洞、闭口回流式结冰风洞等3种测试平台上开展喷雾液滴粒径测量,并将测量结果进行对比分析。结果 各平台喷雾dMVD随水气压变化的规律性都较好,dMVD随着水压的增大而增大,随着气压的增大而减小。对于dMVD≤30 μm的工况,3种测试平台的dMVD测量结果接近,但粒径分布存在差异。对于dMVD>30 μm的工况,直流吸气式风洞和闭口回流式结冰风洞喷雾的dMVD都比喷嘴测试台大,粒径分布向大颗粒方向偏移。结论 气流温度、速度、环境湿度、湍流度以及平台构型等环境因素均对喷雾液滴粒径产生影响,多因素耦合作用使得闭口回流式结冰风洞液滴的蒸发、碰撞合并、破碎等行为都更强烈,从而造成了其与喷嘴测试台、直流吸气式风洞喷雾的粒径特性存在差异。     

一种基于燃烧器的热风洞控制系统设计与验证

目的 研究一种基于燃烧器的热风洞控制系统,重点对其空气流量及温度控制开展研究。方法 对于暂冲式气源,压力持续下降容易导致流量不稳定,而流量对温度控制存在耦合关系,因此提出基于解耦的双回路PID控制策略。针对大流量气路调节阀动态特性差的问题,提出带辅助气路的双路协调控制策略。通过AMESim和MATLAB联合仿真,建立热风洞试验系统的模型,分析热风洞控制系统的动态特性。基于cRIO平台构建控制器,对热风洞开展实际的控制试验。结果 空气流量稳态误差不大于2%,温度波动不大于1%,稳定时间>25 s,达到了热风洞设计和使用要求。结论 空气流量、燃油流量等因素均对出口温度有较大影响,采用空气流量和温度的综合控制策略,能够实现空气流量控制及在不同空气流量下的温度控制,并维持较长时间的稳定状态。     

杭州钢铁厂烟气抬升的环境风洞试验研究

利用新建成的冶金部建筑研究总院环境风洞模拟了杭钢的厂区和地形,以及杭钢地区上空的近地面边界层。进行了杭钢主要烟囱烟气抬升的风洞模拟试验。结果表明,试验导出的抬升公式与国家标准有一定的差别,这说明对于特定的地形和气象条件,国家标准式还不尽完善。同时,试验还表明利用环境风洞研究烟羽抬升和大气扩散规律有着广阔的前景和优点。