SSCR系统NH3与尾气混合特性的仿真研究

本文利用AVL FIRE三维商用仿真软件对Solid Selective Catalytic Reduction (SSCR)系统直接喷射NH3时,NH3与尾气在排气道的影响因素进行模拟计算,考察的因素包括工况、NH3温度、喷嘴的安装角度以及喷嘴位置。结论如下：NH3与尾气混合受来流影响较大,排气流量大,排气温度高时,利于NH3与尾气混合;NH3初始温度对于气体混合影响不大;喷嘴安装角度增大利于气体轴向分布,也利于气体混合;SSCR系统直接喷射NH3可以优化喷嘴位置,使排气系统体积减少     

天然气喷射压力计算方法与应用分析

天然气喷射引流技术是利用高压气井的能量提高低压气井压力,实现低压气井正常稳定生产,延迟增压开采时间。目前在现场得到了一定应用,但存在喷射压力的理论与应用分析缺乏。为提高喷射引流技术的应用效果,优化设计喷射器参数,本文结合长庆气田某输气站气体喷射器的实际工作情况,以喷射器内部气体流动特征和气体动力学理论为基础,建立了混合压力及特性曲线的计算模型,并进一步分析了其影响因素。结果表明：混合压力随高、低压天然气压力的增加而增加;高、低压气的温度对混合压力的影响不明显;混合压力随喷射器结构参数混合腔喉部面积与一次气喷嘴喉部面积之比的增加而减小,结合可达到喷射系数计算曲线可确定出气体喷射器的最佳状态参数;结构参数一次气喷嘴出口面积与一次气喷嘴喉部面积之比对混合压力有较为复杂的影响,且该参数存在最优范围。分析结果对于喷射引流技术的应用推广具有指导意义。     

炉内喷钙过程中流场及脱硫剂混合的数值模拟

借助FLUENT软件平台,对煤粉炉炉内喷钙脱硫过程中流场及脱硫剂混合情况进行数值模拟。通过改变石灰石粉的喷射位置和喷射角度,观察炉膛内石灰石粉与烟气的混合情况以及对炉内流场的影响,指出石灰石喷嘴的最佳喷射位置和喷射角度,可为实际工程应用提供参考。     

喷水降低柴油机排气温度的试验研究

在发动机后处理过程中,为了防止柴油机颗粒捕集器再生后的高温排气损坏选择性催化还原载体的活性,需对再生后的高温排气进行降温处理。本文利用水的蒸发吸热能力,在一台满足国Ⅳ排放标准的云内柴油机上进行高温排气喷水降温试验,研究了排气流量及喷射策略对降温效果的影响。试验结果表明:排气流量为250 kg/h下的降温幅度与降温速率均较大,因而可选用在大排气流量时进行再生,通过喷水降低再生后的排气温度。喷射时间间隔为100 ms与200 ms下的温度变化规律基本一样,但近管道壁面位置处冷却水雾化较差。可采用在喷嘴下游安装混合器的方法,改善冷却水的雾化状态,达到较好的降温效果。     

柴油机SCR系统尿素水溶液的喷雾特性

通过建立柴油机SCR后处理系统的UWS喷射雾化模型,综合考虑UWS液滴在排气管道中的湍流扰动、变形、破碎、碰撞聚合和碰壁反弹等一系列理化过程,研究UWS的喷雾雾化分解特性,分析了喷嘴喷射压力、喷孔喷射角度α、喷雾锥角β、喷嘴偏置角度θ和排气管径长比对UWS液滴分解的影响.结果表明:喷射压力过小时,UWS液滴将呈液柱或大液滴状,喷射雾化效果差,NH_3平均体积分数随喷射压力的增大呈线性增大;α对UWS分解有显著影响,随着α的增加,NH_3平均体积分数升高;β对NH_3均匀性系数影响显著,随着β的增大,排气管内壁面附近NH_3的分布更加均匀;随着θ的增大,NH_3平均体积分数不断增大,但其均匀性系数急剧下降;NH_3平均体积分数随排气管直径的增大而减小,后逐渐趋于平缓.     

喷射角度和喷嘴数对旋流冷却流动与传热特性的影响

针对喷射角度和喷嘴数影响旋流冷却流动和传热特性的问题,采用数值方法进行了研究。研究时冷气通过不同的喷嘴进口进入旋流腔并经旋流腔出口流出,当变化喷嘴数时,保持喷嘴进口在轴向上均匀分布。研究结果表明:冷气从喷嘴射入旋流腔,冲刷壁面并与轴向主流强烈混合,形成了高传热区域;换热强度在轴向和周向沿下游逐渐减弱,高传热区域在下游向出口偏移。喷射角度远离90°时,冷气旋流运动减弱,传热强度减小;随着喷嘴数的增多,冷气喷射速度减小,高传热区换热强度减小,冷气周向速度和靶面传热强度分布更为均匀;平均努塞尔数随着喷射角度和喷嘴数的增大而先增大后减小,在喷射角为90°、喷嘴数为9时平均努塞尔数最大;总压损失系数随着喷射角度和喷嘴数的增大而增大。与简单圆管旋流冷却模型相比,喷射角为90°、喷嘴数为9的旋流腔结构的换热特性更加优良。     

用于产生喷射射流的方法,和双组分喷嘴

该发明涉及用于产生喷射射流的方法,和双组分喷嘴。具体而言,该发明涉及一种用于利用具有喷嘴壳体的双组分喷嘴产生来自液体/气体混合物的喷射射流的方法,所述方法具有混合供应的液体和供应的气体以及产生包括气体和液滴的喷射射流的步骤,其中,提供了气体射流的产生和所述气体射流与所述喷射射流的混合。     

SCR反应中NH3的存储释放特性及影响因素的数值研究

建立了SCR催化反应的动态反应模型,研究了反应温度和空速对NH3存储与释放特性的影响.结果表明:随着反应温度的升高,NH3的存储量逐渐减小;处于不同温度区间时,空速对于NH3的存储量的影响表现出了不同的特征,在200～300℃区间,随着空速的增大,NH3存储量的减少幅度大;而在300℃以上时,空速增大,NH3存储量的减少幅度小.温度越高,NH3的存储与释放速度越快;相同温度下,空速越高,NH3的存储与释放越快.研究结果对于柴油机SCR系统还原剂喷射控制策略的制定具有参考价值.     

N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的理论研究

为了解决CO_2跨临界循环能效低、排气压力高的问题,将天然工质N_2O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了N_2O和CO_2用于跨临界喷射/压缩制冷循环和简单跨临界循环的性能,并对N_2O用于跨临界循环中的热稳定性进行了分析.研究结果表明:N_2O系统的性能系数和排气压力均优于CO_2,性能系数较CO_2系统分别增加了13%和9%,而排气压力分别降低了16%和13%;CO_2系统采用喷射/压缩跨临界循环后性能系数比简单跨临界循环提高了15.2%,稍高于N_2O系统的11.6%,说明使用喷射器对于CO2系统性能提升更为有利.分析了高压侧排气压力、蒸发温度和气体冷却器出口温度对于CO_2和N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的影响.结果表明:工况变化时N_2O和CO_2系统性能的变化规律一致,且气体冷却器出口温度越低、蒸发温度越高时,N_2O系统的性能系数增加越明显;制冷系统中N_2O的热稳定性能很好,不会分解.     

利用喷射提高跨临界二氧化碳系统的性能

建立了跨临界二氧化碳蒸气压缩／喷射制冷循环中喷射器的数学模型，讨论了系统稳定运行时的蒸发温度、气体冷却器内压力及其出口温度、过热度等因素对系统性能的影响．结果表明，当工作流流量同扩压段出口蒸气流量相等时系统能够稳定运行．同时，升高蒸发温度能提高系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度变小；气体冷却器内压力存在最优值，但降低压力能够增大系统性能的改善程度；升高气体冷却器出口温度会降低系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度将先增大，然后迅速减小．与上述因素相比，过热度的影响很小．     

溶有甲烷煤油的稳态喷雾特性研究

研究了当溶有甲烷的煤油稳态通过直圆孔喷嘴时形成减压沸腾喷射的喷雾特性，试验使用了基于小角度向前散射理论的激光粒度分析仪和数码照相机，由溶解压力控制甲烷的溶解量，利用溶解气体释放产生的沸腾现象来改善雾化，分析了不同的甲烷溶解量、测量位置、喷射压力和喷嘴长径比对流量系数、喷雾形状和锥角、索特平均直径的影响．研究表明：对应于不同长径比的喷嘴，存在一个溶解度临界值，溶解度大于该值时促进雾化，小于该值时抑制雾化；甲烷的溶入使煤油喷雾锥角急剧增大；喷嘴内部气液两相流的性质对溶气油喷雾特性有很大的影响。     

按需有机气相喷印沉积成膜系统的设计

提出了一种按需有机气相喷印沉积成膜技术,以惰性气体为载气,携带高温有机蒸汽经由图形化喷嘴喷射,在基板上冷却沉积成形.以AlQ3为有机原料,使用单孔硅喷嘴研究了喷嘴直径、蒸发腔温度、基板温度、载气驱动压力、基板与喷嘴间距、电磁阀开启时间和基板扫描速度等控制参数对喷印图形尺寸的影响,同时进行了单孔喷嘴图形阵列沉积和阵列喷嘴的直接并行沉积实验.实验结果表明:该按需有机气相喷印沉积成膜系统可实现有机材料的精密图形化沉积.     

柴油机选择性催化还原后处理系统的尿素沉积特性

采用非气助式尿素选择性催化还原后处理系统在柴油机试验台架上进行试验,探究不同尿素喷射量、壁面温度及尿素喷射次数对尿素沉积的影响。研究结果表明:排气管的空间布置会影响气流运动,导致排气管内壁面的尿素沉积物非对称分布;在排气温度为200℃、排气流量为200 kg/h、尿素喷射量为270 g、喷射次数为10 800次的条件下,当排气管壁面温度高于140℃时,内壁面的尿素沉积质量与壁面温度呈负相关。当尿素喷射总量为270 g时,尿素喷射次数的增大将增加排气管内壁面的尿素沉积质量和尿素沉积长度。     

天然气再燃低NOx技术的冷模试验分析

在一个几何比例为1：12．5的220t／h切向燃烧深粉锅炉冷模试验台上,通过喷入不同温度的气流并测量炉内温度场,模拟了不同喷射方式和喷射流量时的再燃气体、燃烬气流与主气流之间的混合特性。试验结果表明,前后墙方向喷出的再燃气流与主气流之间形成了快速互均匀的混合,但主燃烧区空气动力场变化较大;切向喷出的再燃气流更适合于切圆燃烧深粉锅炉;四角切向喷入燃烬风对燃烬有利。本文还对再燃气流的喷射量、喷射位置对混合效果的影响,进行了讨论。     

气溶胶喷射打印系统成形宽度影响因素分析

在分析气溶胶喷射打印技术工作原理的基础上,利用商用压电陶瓷雾化片和自行设计制造的喷印头,构建出由气溶胶喷射打印装置、温度控制装置和运动控制装置3部分构成的气溶胶喷射打印系统。以纳米银导电油墨为对象,采用单参量对比实验分析法,研究鞘气流量、载气流量、喷嘴与衬底间距、打印速度、打印层数等因素对打印成形宽度的影响。结果表明:随着载气流量增大、层数增加,纳米银导电油墨沉积成形宽度增加;在实验参数范围内,载气流量和打印层数对成形线宽影响明显,且呈正相关;线宽随着鞘气流量的增大先减小后增大;喷嘴与衬底间距在15~45 mm范围内对线宽无明显影响;在喷嘴直径为200 μm,鞘气流量为50 mL·min-1,载气流量为3 mL·min-1,喷嘴与衬底间距为3 mm,衬底移动速度为3 mm·s-1,打印层数为6～8层,加热板温度为80 ℃时,可获得最小宽度为26 μm,高度为7 μm的均匀线条,这也是纳米银导电油墨喷射打印的最优工艺参数。     

强冲击作用下金属界面物质喷射与混合问题数值模拟和理论研究

当强冲击波从金属自由面反射时通常会发生微喷射现象,气体环境下,喷射颗粒将与气体相互作用而形成物质混合.微喷射与混合是战略武器研究中的关键和难点问题,亦是冲击压缩科学与工程领域研究的前沿和热点问题之一.作者与合作者长期从事金属微喷射与混合问题理论和数值模拟研究,取得了一系列研究进展.本篇评述简要介绍我们围绕微喷射物理机制与影响因素、理论建模以及气粒混合问题开展的数值模拟和理论研究工作,以及取得的研究成果.主要包括以下几个方面:(1)微射流喷射数值模拟与理论建模;(2)微层裂破碎数值模拟与机理分析;(3)微喷混合数值模拟与动力学规律.     

钻孔水力开采提升设备实验分析

以石英砂模拟井下工况,对钻孔水力开采提升设备气举装置中影响扬砂特性因素进行了实验研究。实验结果表明:气举装置的吸口与矿床间存在最优间距;在供气量相同的条件下,浸入率越大,扬砂量越大;不同气流喷嘴安装角度影响气举的扬砂特性,本实验中喷嘴轴心线方向与提升管内壁切线方向间的夹角为10°时,提升效果最佳;气流喷嘴安装数目影响到气举装置的扬砂量,存在最佳喷嘴安装数;搅拌喷嘴是否安装有时是决定能否完成提升的关键因素。     

地面热力学排气系统实验研究

为深入研究热力学排气的控压性能以及消除外部漏热的能力,通过搭建地面热力学排气测试平台,采用R123为实验工质,在外部漏热为800 W、初始液位为0.595m的条件下,开展了箱体增压、混合喷射降压以及节流制冷3种不同工作模式下的实验研究,分析了不同阶段箱体压力以及箱内流体温度变化。结果表明:在漏热增压阶段,箱体压增速率为60.583kPa/h;在混合降压阶段,增大循环流量对降低气相温度是有益的;在循环流量为150L/h、节流比为11.73%~13.33%的工况下,热力学排气系统工作8次,共排气20.536kg,最大制冷量为1 362 W;与直接排气方式相比,工作运行2h,热力学排气可节省41%的排气损失。该结果可为进一步开展低温实验提供技术参考与借鉴。     

铁路施工中高压旋喷桩的技术应用探讨

高压喷射注浆法,就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20-40Mpa的高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体。当喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体中剥落下来与浆液搅拌混合。并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土体中形成一个固结体,提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质,使其在上部结构荷载直接作用下不产生破坏或过大的变形。     

高压旋喷桩施工技术

高压喷射注浆法,就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20～40Mpa的高压流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体。当喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体中剥落下来与浆液搅拌混合。并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土体中形成一个周结体,提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质,使其在上部结构荷载直接作用下不产生破坏或过大的变形。