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气藏水平井温度分布特征及流量测试实验研究 被引量:1
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作者 黄云龙 许剑 +2 位作者 刘通 元昕彤 徐强 《化工学报》 北大核心 2025年第2期612-622,共11页
明确水平井温度分布规律对于利用井温数据解释天然气产量至关重要。利用水平段多相参数测试实验装置,发现水平段温度分布特征与孔眼进气量、含水率以及相邻孔眼的温降密切相关,并分别建立了基于温差的流量及含水率预测关联式。实验结果... 明确水平井温度分布规律对于利用井温数据解释天然气产量至关重要。利用水平段多相参数测试实验装置,发现水平段温度分布特征与孔眼进气量、含水率以及相邻孔眼的温降密切相关,并分别建立了基于温差的流量及含水率预测关联式。实验结果表明,气体流入量越大,孔眼下方温度越低,而含水率增大会减弱气体通过孔眼时的温降,气体的节流温降效应在体积含水率达9%时消失。当多孔同时进气时,下游温降受上游温降影响显著,并随相邻孔眼间进气比增大而呈线性增强趋势,说明在纯产气阶段,利用温度数据计算射孔段产量时需要考虑射孔段间的温降干扰。但当下游孔眼流入气液两相时,随含水率的升高,上游温降对下游温降的影响逐渐降低。 展开更多
关键词 温度分布 水平气井 焦耳-汤姆逊效应 气液两相流 天然气 测量
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基于PIV实验的双组件混合格架横流研究
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作者 蒋理 单建强 +3 位作者 周杉 邹逸翔 郭俊良 桂淼 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期337-347,共11页
搅混格架-组件之间的横向交混研究对于燃料组件创新设计有着重要的意义。本文采用粒子图像测速(PIV)技术测量了两个5×5格架-组件之间的横流。组件上各布置了1种搅混格架,两种格架的条带高度之比为1.744,搅混翼面积之比为1.486,均... 搅混格架-组件之间的横向交混研究对于燃料组件创新设计有着重要的意义。本文采用粒子图像测速(PIV)技术测量了两个5×5格架-组件之间的横流。组件上各布置了1种搅混格架,两种格架的条带高度之比为1.744,搅混翼面积之比为1.486,均为倾角29°的分裂式搅混翼。格架轴向排布有两种:条带轴向中心对齐,格架Ⅱ条带顶端和格架Ⅰ条带中心对齐。实验测量了常温、常压下格架下游1.8D_(h)~25D_(h)组件交界处的横流,雷诺数为13200。实验结果表明,组件交界子通道内横流强度以及组件交界子通道和两侧子通道之间的流场都受到格架排布、搅混翼排布的影响。格架轴向高度差越大,组件交界和两侧子通道之间的交混越不均匀。总地来说,排布B中组件交界子通道内的局部横向交混和组件之间的横流交混比排布A更强。 展开更多
关键词 粒子图像测速 搅混格架 组件间横流
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负压大直径管道内湿蒸汽流体动力特性实验研究 被引量:2
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作者 王海涛 梅雪松 +1 位作者 顾红芳 王海军 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第4期51-56,62,共7页
通过模型实验的方法对直接空冷系统排汽管道内湿蒸汽的流体动力特性进行了研究;系统地研究并确定了含液率、环境温度、系统背压等因素对排汽管道内流动阻力和流量分配的影响;得到了各组件阻力系数与雷诺数的关系,给出了进入自模化区的... 通过模型实验的方法对直接空冷系统排汽管道内湿蒸汽的流体动力特性进行了研究;系统地研究并确定了含液率、环境温度、系统背压等因素对排汽管道内流动阻力和流量分配的影响;得到了各组件阻力系数与雷诺数的关系,给出了进入自模化区的最小雷诺数为1.5×10~5,阻力系数与雷诺数的变化趋势与经典的莫迪图基本吻合。该实验系统依托实际项目,不仅可以指导排汽管道工程设计,还能够有效培养学生解决复杂工程问题的实践能力和创新能力。 展开更多
关键词 冷却系统 排汽管道 直接空冷 湿蒸汽 相似理论
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甲醇高压热解和氧化的实验及动力学研究 被引量:1
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作者 李淑铭 湛昊晨 +2 位作者 胡二江 殷阁媛 黄佐华 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期388-398,共11页
利用流动反应器对甲醇的高压氧化及热解特性进行实验研究,在此基础上对已发表的甲醇化学反应动力学模型进行验证,并对宽裂解度范围的甲醇裂解气氧化特性进行模拟。研究结果表明:高压可以有效促进燃料的氧化;掺混甲醇裂解气可以有效降低... 利用流动反应器对甲醇的高压氧化及热解特性进行实验研究,在此基础上对已发表的甲醇化学反应动力学模型进行验证,并对宽裂解度范围的甲醇裂解气氧化特性进行模拟。研究结果表明:高压可以有效促进燃料的氧化;掺混甲醇裂解气可以有效降低甲醛的排放量。甲醇及其裂解气产生的活性自由基加快了燃料的化学反应速率,通过HO2自由基间接控制了下游链分支反应,生成大量OH自由基,改变了甲醛消耗路径中各反应的敏感性系数。 展开更多
关键词 甲醇 氧化 热解 动力学模型 流动反应器 排放特性
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高密度碳氢燃料JP-10流动换热及热裂解结焦实验研究 被引量:3
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作者 黄晓峰 刘朝晖 杨帆 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2917-2928,共12页
基于再生冷却技术研究背景,在热通量100~2000 kW/m^(2)、常压~6 MPa条件下,于Ф4 mm×1 mm高温合金钢圆管内开展了高密度吸热型碳氢燃料JP-10的流动换热特性和热裂解结焦特性实验研究。研究表明,压力2MPa下,1204.6 kW/m^(2)是煤油... 基于再生冷却技术研究背景,在热通量100~2000 kW/m^(2)、常压~6 MPa条件下,于Ф4 mm×1 mm高温合金钢圆管内开展了高密度吸热型碳氢燃料JP-10的流动换热特性和热裂解结焦特性实验研究。研究表明,压力2MPa下,1204.6 kW/m^(2)是煤油发生偏离核态沸腾的临界热通量。亚/超临界压力下JP-10部分流动换热区域可划分如下:入口效应区、强制对流换热区、(拟)过冷沸腾区、(拟)饱和沸腾区等。流体温度是主导燃料结焦的主要因素。压力2、4、6 MPa下,燃料结焦起始点流体温度分别为679、652、643℃。壁面温度在高结焦反应发生后对结焦量产生同步影响。压力升高,燃料管内结焦加剧,高温燃料在管道内停留时间增加是主要原因。 展开更多
关键词 再生冷却 碳氢燃料 流动换热 结焦 停留时间
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多级混流式混输泵气液两相增压特性 被引量:1
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作者 戴晓宇 徐强 +2 位作者 杨晨宇 苏筱斌 郭烈锦 《化工学报》 北大核心 2025年第2期554-563,共10页
在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液... 在高入口含气率下,混输泵的增压性能剧烈恶化,对化工生产过程的安全稳定运行构成威胁。采用surging test和mapping test两种测试方法,全方位探讨了多运行参数对三级混流式混输泵整体与级间气液两相增压特性的影响。研究结果表明,随着液相流量的提升,增压性能曲线由三个增压级性能逐级恶化导致的波纹状下降趋势逐渐消失。多级混输泵增压性能的显著恶化主要归因于首个增压级性能的剧烈下滑。提高液相流量能有效减轻气体积聚,其对增压性能的正面促进作用显著超过了流动分离带来的负面影响,因而增压随液相流量变化曲线呈现骤升趋势。提高入口压力有助于缓解气团聚集对增压性能的负面影响。 展开更多
关键词 混流式混输泵 气液两相流 气含率 增压剧烈恶化
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基于径向基函数的声速法炉内测温实验研究 被引量:1
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作者 檀经考 李娜 +1 位作者 陈乐航 周屈兰 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期28-36,共9页
温度测量对于电厂锅炉和其他大型工业设备的安全稳定运行至关重要。传统温度测量方法只能获得点参数,而不能获得连续参数场。声波层析成像不仅可以有效地获得温度的相对大小,而且大大降低了成本和难度,适用于炉膛内温度测量。搭建了一... 温度测量对于电厂锅炉和其他大型工业设备的安全稳定运行至关重要。传统温度测量方法只能获得点参数,而不能获得连续参数场。声波层析成像不仅可以有效地获得温度的相对大小,而且大大降低了成本和难度,适用于炉膛内温度测量。搭建了一个简单的二维实验尺度声学测温平台,对利用声学方法重建温度场算法进行了验证。根据声速与气体介质温度的关系,在温度场重建中采用最小二乘正交三角分解(LSQR)算法,能够准确反映目标区域(ROI)的温度分布。引入径向基函数可以极大地提高LSQR算法的重建精度。结果表明:声速法重建二维温度场在实际测量中是可行的。 展开更多
关键词 声层析成像 声速法 重建算法 温度场重建 径向基函数
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1000MW超超临界直流锅炉水冷壁瞬态响应特性的建模与仿真研究 被引量:1
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作者 娄嘉诚 常福城 +3 位作者 刘也铭 李志斌 李熙 李会雄 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2638-2651,共14页
超超临界锅炉因其高效和低排放特性,在化工领域有着重要应用。水冷壁的瞬态响应特性对超临界机组的安全和高效运行至关重要。通过引入移动边界理论,提出了一种能够统一描述超临界锅炉水冷壁不同工质状态的移动边界模型。模型无须对各种... 超超临界锅炉因其高效和低排放特性,在化工领域有着重要应用。水冷壁的瞬态响应特性对超临界机组的安全和高效运行至关重要。通过引入移动边界理论,提出了一种能够统一描述超临界锅炉水冷壁不同工质状态的移动边界模型。模型无须对各种工质状态分开进行建模与求解,一定程度上简化了计算。提出的网格移动方案可实现临界压力点的追踪,与以往采用静态近似的计算方法相比减小了误差,可更为简便、合理地解决各工质状态间的切换问题,继而实现全工况仿真。对1000 MW超超临界锅炉水冷壁的瞬态响应特性进行了动态仿真研究,通过与实验数据进行对比验证了模型的正确性和可靠性。结果表明,在扰动参数阶跃变化幅度相同时,出口压力阶跃变化后重新达到稳态所需的时间偏短,而进口焓值阶跃变化后重新达到稳态所需的时间偏长。在相同的输入扰动条件下,低负荷工况扰动后重新达到稳态所需时间较长,而高负荷时的过渡时间较短。 展开更多
关键词 超超临界 瞬态响应 移动边界 模型 动态仿真
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液-液针栓式喷注器膜束流动状态对雾化锥角的影响
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作者 赵凡 张海滨 +1 位作者 赵亮 白博峰 《推进技术》 北大核心 2025年第2期164-174,共11页
为揭示液-液针栓式喷注器膜束流动状态对雾化锥角的影响规律,本文通过精细设计喷注器结构与控制液束与液膜流动状态,采用可视化实验对针栓式喷注器喷注单元雾化锥角进行了测试分析。实验研究发现,除动量比之外,液束、液膜的流动状态(韦... 为揭示液-液针栓式喷注器膜束流动状态对雾化锥角的影响规律,本文通过精细设计喷注器结构与控制液束与液膜流动状态,采用可视化实验对针栓式喷注器喷注单元雾化锥角进行了测试分析。实验研究发现,除动量比之外,液束、液膜的流动状态(韦伯数)也对雾化锥角有较大影响。通过对实验结果分析,本文提出了表征液-液针栓喷注器液束/液膜撞击变形程度的函数模型,并将其作为修正因子对已有液-液针栓喷注单元雾化锥角预测模型进行了修正。在局部动量比0.55~5.13内,本文提出的雾化锥角修正模型的预测误差小于±5%(置信度91.46%),该模型实现了对液-液针栓喷注器喷注单元雾化锥角的准确预测。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 针栓喷注器 雾化锥角 动量比 撞击变形 韦伯数
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非能动余热排出换热器流量分配及瞬态热分层特性数值模拟研究
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作者 何少鹏 王明军 +2 位作者 田文喜 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1006-1015,共10页
非能动余热排出换热器(PRHR HX)是第三代先进压水堆核电站非能动专设安全设施中的关键设备。PRHR HX一次侧传热管数量众多且长短布置不一,流量分配及阻力特性各不相同。二次侧发生着自然对流、混合对流及沸腾传热等多种物理过程,极大影... 非能动余热排出换热器(PRHR HX)是第三代先进压水堆核电站非能动专设安全设施中的关键设备。PRHR HX一次侧传热管数量众多且长短布置不一,流量分配及阻力特性各不相同。二次侧发生着自然对流、混合对流及沸腾传热等多种物理过程,极大影响了换热器自然循环和余热排出能力。目前PRHR HX数值分析方法对于一次侧流量分配及阻力特性考虑不足。本研究建立了多孔介质-管道级耦合计算方法,引入并联C形管道级流量分配及阻力迭代求解模型,提出了两侧网格控制体匹配及物理场通信策略,开发了适用于PRHR HX的自然循环及两相沸腾工况数学物理模型,实现了PRHR HX一次侧管道级分辨率物理场与二次侧多孔介质计算域间耦合分析计算。基于PRHR HX缩比实验台架数据进行了模型验证,研究了AP1000反应堆PRHR HX两侧耦合工况下的一次侧流量分配及阻力特性,分析了二次侧热分层特性随两侧各运行参数的变化规律。本研究能为PRHR HX的数值模拟分析和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 非能动余热排出换热器 流量分配 热分层 数值模拟
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反应温度对光电极表面气泡动力学及传质特性的影响
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作者 佘永璐 徐强 +2 位作者 罗欣怡 聂腾飞 郭烈锦 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1243-1252,共10页
与光电分解水有关的一个重大难点是由于电极表面的气泡覆盖而引起的阳极反应速率降低。采用耦合电化学测试与高速摄像的实验系统,实现了TiO_(2)光电极表面气泡行为的原位观察,研究了温度对反应传质以及气泡动力学的影响规律。结果表明,... 与光电分解水有关的一个重大难点是由于电极表面的气泡覆盖而引起的阳极反应速率降低。采用耦合电化学测试与高速摄像的实验系统,实现了TiO_(2)光电极表面气泡行为的原位观察,研究了温度对反应传质以及气泡动力学的影响规律。结果表明,升高反应温度能够显著提高光电流密度与析气效率。在气泡演化过程中,气泡生长系数随着反应温度的升高而增大,涉及单相自然对流与气液界面扩张微对流的边界层内传质作用增强。其中,尽管单相自然对流占传质的主导作用,但随着反应温度的升高气液界面扩张引起的微对流传质作用逐渐增强。此外,气泡脱离尺寸和生长周期随着反应温度的升高而减小,考虑温度与浓度马兰戈尼力的影响建立气泡生长过程的动力学模型,预测值与实验结果接近。 展开更多
关键词 光电催化分解水 气泡 温度 传质 微对流 马兰戈尼力
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燃料分层对多级旋流甲烷燃烧流场和火焰结构影响研究
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作者 张玮杰 何甲文 +5 位作者 张一鸣 李德立 胡光亚 蔡骁 王金华 黄佐华 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1754-1764,共11页
利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比... 利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比和全局当量比实现。结果表明,低分层比下燃烧热膨胀使中心回流区(PRZ)沿径向扩张,分层比增加时PRZ可沿径向收缩。分层比增加时,值班级当量比提高、燃料消耗不足,剩余燃料输运至下游与主燃级过量空气反应,导致热释放区向下游迁移,同时在PRZ中也形成小热释放区。研究发现,低分层比下主燃级火焰依赖与值班级火焰融合维持稳定,而随分层比增加,台阶回流区(LRZ)燃烧对火焰稳定也起到关键作用。发现全局当量比与分层比作用相似,它强化燃料分层作用,使值班级混合区增大、燃烧减弱,但也可增强LRZ燃烧,使其对主燃级火焰稳定作用更显著。 展开更多
关键词 甲烷 多级燃烧 稳定性 燃料分层 粒子图像测速 火焰结构
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宽广工况下湍流燃烧速度模型适用性评估与发展
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作者 蔡骁 代鸿超 +1 位作者 王金华 黄佐华 《推进技术》 北大核心 2025年第2期117-128,共12页
为了发展高适用性的湍流燃烧速度(ST)模型,本研究对比了最近提出的多种ST预测模型在不同湍流预混燃烧条件的准确性。在宽广工况条件下使用300个数据确定了14个ST预测模型的平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)。... 为了发展高适用性的湍流燃烧速度(ST)模型,本研究对比了最近提出的多种ST预测模型在不同湍流预混燃烧条件的准确性。在宽广工况条件下使用300个数据确定了14个ST预测模型的平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)。通过寻找最小的MAPE,对这14个预测模型中原作者提出的可调常数项进行了修正。结果表明,基于宽广工况修正的拟合常数项均提升了模型准确度。然而,但大多数模型在宽广的Lewis数范围(Le=0.33~2.94)和Karlovitz数范围(Ka=0.03~90)下不具有普适性。研究发现,Liu和Nguyen的模型分别对固定Le工况(Le=1)和变化Le工况(Le=0.33~2.94)具有较好的适用性,但分别缺乏对Damk?hler数(Da)和相对湍流长度尺度(LI/δ)的考虑。因此,本文提出两个修正的预测模型,分别将其MAPE降低至11.5%和15.5%。 展开更多
关键词 湍流燃烧速度 湍流传播火焰 速度模型 宽广工况 差异扩散
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强制对流模式下脉冲射流碰壁液膜冷却的传热特性
14
作者 刘传胜 刘明阳 +1 位作者 汤成龙 黄佐华 《推进技术》 北大核心 2025年第10期194-205,共12页
射流碰壁液膜冷却因结构紧凑且冷却效率高,被广泛应用于小推力的姿轨控发动机中。为了获得强制对流模式下的脉冲射流碰壁液膜冷却传热特性,采用红外测温及温度反演算法,进行了实验研究。实验的射流流量为30~55 mL/min,初始壁面温度为40~... 射流碰壁液膜冷却因结构紧凑且冷却效率高,被广泛应用于小推力的姿轨控发动机中。为了获得强制对流模式下的脉冲射流碰壁液膜冷却传热特性,采用红外测温及温度反演算法,进行了实验研究。实验的射流流量为30~55 mL/min,初始壁面温度为40~120℃,脉冲频率为2~20 Hz。结果表明:与连续射流相比,脉冲射流的冷却总热量显著提高,但脉冲频率对冷却总热量的影响不大。脉冲射流充分冷却区域较连续射流发展更快,且都呈现逐渐加速的趋势。滞止点处具有最大热流量,且与脉冲周期存在显著相位差。随着壁温的降低,滞止点峰值热流量逐渐减小。射流流量对冷却总热量及滞止点热流量的影响较初始壁面温度的影响更为微弱。在脉冲射流开启状态,液膜前缘长度和液膜面积基本随时间线性增长。 展开更多
关键词 脉冲射流 射流碰壁 液膜冷却 强制对流 温度反演
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储热罐斜温层厚度和[火用]效率影响因素的实验研究
15
作者 徐灿 张继红 +1 位作者 刘明 严俊杰 《动力工程学报》 北大核心 2025年第3期383-390,共8页
以斜温层厚度和[火用]效率为评价指标,开展了斜温层储热罐的实验研究,研究了储热温差、储热质量流量和径向圆盘型布水器结构对储热罐性能的影响。结果表明:斜温层形成和发展主要受到储热质量流量和布水器圆盘直径的影响,储热温差的影响... 以斜温层厚度和[火用]效率为评价指标,开展了斜温层储热罐的实验研究,研究了储热温差、储热质量流量和径向圆盘型布水器结构对储热罐性能的影响。结果表明:斜温层形成和发展主要受到储热质量流量和布水器圆盘直径的影响,储热温差的影响较小,初始斜温层厚度随着雷诺数Re和弗劳德数Fr的增大而增大;储热过程的[火用]效率可定量反映斜温层形成及发展过程的不可逆性,总体呈现先快速升高,后保持在相对较高水平并缓慢上升的变化规律,即储热过程的[火用]耗散主要发生在斜温层形成时期;综合考虑储热时长和[火用]效率,储热过程的优化参数范围为雷诺数Re为2372~3320、弗劳德数Fr小于0.235。 展开更多
关键词 储热罐 斜温层厚度 [火用]效率 弗劳德数 雷诺数
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旋流数对中心分级燃烧室高温区影响研究
16
作者 张玮杰 李德立 +2 位作者 金武 王金华 黄佐华 《推进技术》 北大核心 2025年第5期184-195,共12页
为揭示旋流强度对中心分级燃烧室高温区的影响作用,采用大涡模拟(LES)研究了不同旋流数下的高温区形成、演化和耗散过程及其对燃烧室出口温度分布的影响机制。大涡模拟中的燃烧模型采用火焰面生成流型(FGM)方法,并基于粒子示踪测速(PIV)... 为揭示旋流强度对中心分级燃烧室高温区的影响作用,采用大涡模拟(LES)研究了不同旋流数下的高温区形成、演化和耗散过程及其对燃烧室出口温度分布的影响机制。大涡模拟中的燃烧模型采用火焰面生成流型(FGM)方法,并基于粒子示踪测速(PIV)和OH组分平面激光诱导荧光(OH-PLIF)进行实验验证。结果表明,强旋流使燃烧室出口温度概率密度分布(PDF)峰值减小,出口温度分布系数(OTDF)和热斑面积比(HAR)也降低。同时,火焰扩张角增大,火焰更为紧缩,中心回流区也沿径向扩张,使高温产物回流加强、驻留时间更长。此外,剪切层涡被强化,径向对流作用增大,使级间混合加强并降低温度梯度。在燃烧室下游,高旋流数也强化了低温流体对高温微团的掺混和冷却耗散作用,避免了高温微团直接迁移到燃烧室出口。基于以上结果,得出高旋流数可显著提升出口温度分布均匀性的结论,并揭示了强旋流在主燃区及其下游抑制高温区的主要机制。 展开更多
关键词 中心分级燃烧室 旋流燃烧 出口温度分布 大涡模拟 旋流混合
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曲折式与阵列式迷宫阀芯结构内流动与空化特性研究
17
作者 王俊鹏 冯佳琪 +1 位作者 张恩搏 白博峰 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期93-105,F0003,共14页
迷宫阀芯是控制高压液体流量的关键部件,其流道结构内的空化现象是限制流量调节的瓶颈之一。针对曲折式与阵列式两类典型的迷宫阀芯结构,采用SST k-ω湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,数值研究了流体流动与空化特性,提出了满足低空... 迷宫阀芯是控制高压液体流量的关键部件,其流道结构内的空化现象是限制流量调节的瓶颈之一。针对曲折式与阵列式两类典型的迷宫阀芯结构,采用SST k-ω湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,数值研究了流体流动与空化特性,提出了满足低空化率、高质量流率要求的阀芯结构型式。研究发现,相同压差下曲折式流道的质量流量更低,由于发生强烈的边界层分离现象和出现大尺度涡旋区域导致空化率增加;阵列式流道末级圆柱尾迹区发生强烈的空化现象,通过改进末级圆柱为水滴型结构,可显著降低局部空化率,同时具备良好的流通能力;当尾部角度b=30°时,平均空化率达到最低值41.9%,这表明存在一个使下游出口截面空化率达到最小值的最佳角度。本研究可为迷宫调节阀阀芯流道结构优化、提升抗空化性能和流体质量流率提供理论依据。 展开更多
关键词 迷宫阀芯 流动 空化 气液两相流 流通能力 数值模拟
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螺旋管内水-水蒸气两相流压降及流型转变特性
18
作者 陈可欣 李熙 +3 位作者 常福城 武萧衣 娄嘉诚 李会雄 《化工进展》 北大核心 2025年第2期613-624,共12页
螺旋管蒸汽发生器因其传热效率高、结构紧凑、热膨胀自由等特点,被广泛应用于化工、航空航天、核工程等领域,尤其在小型模块化核反应堆中得到了广泛应用。螺旋管特殊的几何形状导致其内工质流动特性复杂,如管内二次流及由此引发的特殊... 螺旋管蒸汽发生器因其传热效率高、结构紧凑、热膨胀自由等特点,被广泛应用于化工、航空航天、核工程等领域,尤其在小型模块化核反应堆中得到了广泛应用。螺旋管特殊的几何形状导致其内工质流动特性复杂,如管内二次流及由此引发的特殊气液相分布、流型转变特性以及高于直管的压降。几何结构参数的差异往往导致螺旋管内气-液流动特性显著不同。本文结合实际应用需求,通过实验和数值模拟对某一特殊细小管径的螺旋管内亚临界压力条件下水-水蒸气两相流的压降特性和流型转换特性开展研究。发现螺旋管内气-液两相摩擦压降随热平衡干度的增加而增大,在干度约为0.75处达到峰值,然后逐渐降低;该现象出现是由于在干度约为0.75时两相发生了环状流向分散流(雾状流)的流型转变,使得壁面切应力减小,从而导致两相摩擦压降减小。结合数值模拟的分析,将螺旋管内高温高压气-液两相流的流型划分为泡状流、间歇流、环状流和分散流,其中泡状流和间歇流的转换干度为0.038,间歇流和环状流的转换干度为0.500,环状流和分散流的转换干度为0.751,同时确定了蒸干点为0.93。本文的研究结果可为螺旋管式蒸汽发生器的设计和安全运行提供参考。 展开更多
关键词 螺旋管 气-液两相流 界面 摩擦阻力 数值模拟
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旋流锅炉宽负荷运行屏式过热器壁温特性数值模拟研究
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作者 杨渊奥 刘润泽 +1 位作者 方寅 雷贤良 《热力发电》 北大核心 2025年第4期117-128,共12页
为掌握快速调峰过程中锅炉受热面内壁温分布特性,在燃烧侧耦合非均匀热流分布,工质侧引入多管束流量-阻抗匹配模型,修正过热器内各管排间阻力与质量流量分配,形成耦合烟气侧非均匀热流与工质侧真实流量的总传热计算模型,实现过热器温度... 为掌握快速调峰过程中锅炉受热面内壁温分布特性,在燃烧侧耦合非均匀热流分布,工质侧引入多管束流量-阻抗匹配模型,修正过热器内各管排间阻力与质量流量分配,形成耦合烟气侧非均匀热流与工质侧真实流量的总传热计算模型,实现过热器温度更为准确的预测。将该模型应用于660 MW对冲燃煤锅炉屏式过热器壁温的计算分析,获得了不同负荷、不同旋流角度范围内屏式过热器内壁温变化特性。研究发现,深度调峰过程中,30%负荷下最高管壁温度(868.4 K)高于50%负荷(861.9 K),接近材料最高承受温度,50%负荷下管壁温度高于75%负荷(849.7 K)。同时,旋流角度的变化对烟气非均匀性分布和蒸汽侧工质温度影响较大。当旋流角度为45°时,高温区主要分布于管屏两端;旋流角度为15°时,高温区则集中于中间靠前和中间靠后区域。当旋流角度增加时炉膛烟气场空间不均匀性增加,导致过热器宽度方向温度分布不均匀性增加。研究结果可为快速调峰过程中锅炉的设计与改造提供技术支撑。 展开更多
关键词 过热器模拟 质量流量修正 烟气-蒸汽耦合 煤粉锅炉
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遮风挡板对腔式吸热器的对流热损失影响
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作者 万振杰 魏进家 方嘉宾 《可再生能源》 北大核心 2025年第4期468-475,共8页
腔式吸热器的内部高温面积大,由于受环境风速、风向等因素的影响,吸热器的对流热损失会改变,光热效率不稳定。为了降低环境风导致吸热器的对流热损失和光热转换效率的变化,文章提出了一种带遮风挡板的腔式吸热器结构设计方案。在腔体开... 腔式吸热器的内部高温面积大,由于受环境风速、风向等因素的影响,吸热器的对流热损失会改变,光热效率不稳定。为了降低环境风导致吸热器的对流热损失和光热转换效率的变化,文章提出了一种带遮风挡板的腔式吸热器结构设计方案。在腔体开口面布置遮风挡板,降低腔体内部流场扰动强度,削弱吸热面与环境空气之间的对流传热,实现减少吸热器对流热损失的目的。建立光-热耦合数值计算模型,研究了遮风挡板材料、风速、风向等因素对热损失和转换效率的影响规律。结果表明:遮风挡板材料会影响对流热损失大小,固体壁面遮风挡板会导致对流热损失增大,多孔材料遮风挡板可减少吸热器对流热损失;多孔材料的惯性阻力系数及厚度是影响遮风挡板性能的关键因素,随着惯性阻力系数的增大,最优厚度减小;惯性阻力系数和厚度最优时,多孔材料遮风挡板可以降低吸热器对流热损失约53.0%。文章研究结果可为设计高效光热转换的腔式接收器提供理论及技术指导。 展开更多
关键词 塔式热发电 腔式吸热器 对流热损失 遮风挡板
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