分级气体成分对燃气辐射管热过程影响的数值模拟及研究

采用现有的双P型辐射管进行燃烧实验,并进行相应的CFD仿真对比,结果显示NOx体积分数的数值计算与试验结果误差最大为3.6％,其他参数的偏差均在1％以内.将空气分级的理念应用于双P型辐射管,设计一种带支管的分区分级燃气辐射管,并对其流动和传热特性进行仿真研究.结果表明:支管通入空气量占总空气量的25％时,辐射管壁面温差最大,热效率最高;支管通入燃气量为20％时,辐射管壁面温差最小,壁面温度均匀性最好;支管以相同空燃比同时通入空气和燃气,且支管通入空燃气量为总燃气量的25％时,整个辐射管内气体温度分布最均匀;支管通入空燃气量占总气体量从5％增加到35％的过程中,壁面温差先降低后缓慢增加,支管通入燃气量为20％时辐射管壁面温差最小.     

分区分级双P型辐射管喷口结构位置特性

为了对分区分级双P型燃气辐射管喷口结构、位置进行优化,提高燃烧效率.首先对分区分级双P型燃气辐射管进行了实验和数值研究,结果发现,除NOx体积分数的误差为11.6%外,其他参数的偏差都在1%以内,证明该模型具有可靠性.在此基础上,通过研究主管和支管的喷口位置及喷口结构等参数,进行了气体温度和壁面温度的研究分析.结果显示:随着主管喷口位置向外移动,分区分级燃气辐射管表面温度的最高值逐渐减小,壁面温度的最低值逐渐增大.支管喷口位于三通管与支管交线处时,可以减少高温气体对辐射管管壁的冲击作用,提高支管径向的温度均匀性,延长辐射管使用寿命;主管喷口的形式为完全预混式喷口时,壁面温差最小;支管喷口的形式为不对称式时,分区分级燃气辐射管壁面温差最小,燃烧热效率最高.     

基于正交法扁双P型辐射管仿真模拟及结构优化

在扁形双P型辐射管的基础上,研究了扁双P型辐射管的中心管的等效半径、支管的等效半径、中心管和支管间距、管长等结构尺寸对辐射管性能的影响.通过建立正交试验方案对辐射管结构尺寸以及燃烧器喷口结构位置进行优化.结果表明,影响辐射管表面温差的最明显因素依次:中心管与支管的间距、中心管等效半径、管长和支管等效半径;影响辐射管辐射功率的明显因素依次:管长、中心管等效半径、中心管与支管的间距和支管的等效半径.上下空气喷口与左右空气喷口大小比例在7:3和9:1比较接近,辐射管的性能参数最好;左右空燃气喷口间距为50mm,上下空气喷口间距在60mm的情况下辐射管表面的温度不均匀系数最小,为0.058.     

W型辐射管低NO_x排放的数值研究

为解决W型辐射管NOx排放过高的状况,运用数值计算的方法,研究了具有两级空气分级的W型辐射管NOx排放情况,经验证,模型可靠.探讨了不同稀释剂、分级稀释以及高温稀释情况下对NOx排放的影响规律.分析以N2和CO2作为稀释剂的区别,发现以CO2作为稀释剂更能抑制NOx生成,在保证火焰稳定的情况下适当增加稀释体积分数可以使出口NOx降低到4×10-5以下.通过采用分级稀释,发现二级风与一级风相比,更能减少NOx排放.通过高温预热空气添加稀释剂的模拟,发现即使空气预热温度达到1000℃以上,也可以通过增加稀释体积分数将出口NOx控制排放在1×10-4以下.     

浅析燃气辐射管的分类

本文主要介绍了燃气辐射管的分类,并且对当前社会对辐射管的研究状况进行了详细的比较分析。为套管型辐射管的开发与优化以及燃烧污染物预测、控制提供必要的研究方向,从而实现冶金工业炉的热能利用率,实现低耗和清洁生产。     

基于正交试验的双P型辐射管三级燃烧器低NOx仿真

为降低双P型辐射管NOx 排放,运用扩散式分段燃烧的低NOx 均匀化燃烧技术,设计一种辐射管三级燃烧器,对其进行数值模拟,经过验证模型可靠.对燃烧器结构及运行参数进行正交试验和单因素研究.研究表明：空气预热温度、空气分级配比和空气过剩系数对出口NOx 排放浓度有显著的影响,相互无交互作用;一次风量由10%增大到20%时NOx 生成量由65.2×10-6增加到108.2×10-6,一次风量增加到30%以上时出口NOx 体积分数增加速率趋缓;空气预热温度每增加100益,最高燃烧温度增加约50益,排放气体中NOx 体积分数由50.9×10-6以22%、23.2%、25.3%、27.2%、27.3%和29.5%的速率增加;随空气过剩系数增加,出口NOx 体积分数由82×10-6呈22.1%、1.9%、2.1%、24%和2.5%的波动增长趋势.     

使用窗谱估计法验证仿真系统模型

使用窗谱估计法对仿真系统模型进行了验证 ,讨论了验证的数学方法 ,推导了验证所使用公式 ,并进行了实例分析。这种方法可望用于工程实践     

仿真模型的智能化验证方法

为实现仿真模型可信度验证过程的自动化,并解决验证技术在应用中过度依赖领域专家经验等问题,提出基于知识的模型验证方法.首先,对模型验证的客观和主观方法中的数据和信息转化过程,以及用于模型验证中真实系统测试数据和领域专家的经验等参考信息进行抽象和归纳.其次,在知识抽象的基础上,分别建立领域知识模型、验证技术模型和验证任务模型.最后,在知识模型的基础上设计和实现智能化验证系统.对电磁轨道炮仿真模型的验证表明,该方法可有效对仿真模型进行验证,且主观和客观的验证方法均可以集成到该系统中,提高了模型验证效率.     

数字仿真模型的校核、验证和确认

论述了数字仿真模型校核、验证、确认的重要性,以实例说明了模型校核、模型验证、结果确认的实施方法,分析了影响数字仿真结果正确性的主要因素,探讨了仿真建模与可信度之间的关系.研究结果表明:影响仿真结果的主要因素是仿真建模;为了确保仿真模型的准确性,必须对其进行校核、验证和确认.     

基于仿真方法验证IDEF3过程模型的有效性

经营过程建模中对模型的有效性验证是过程分析优化的基础。现有的过程模型有效性验证方法单纯追求算法的高效率,只能针对特定模型验证某些过程结构的合理性,不适合经营过程的复杂性需求。该文提出了一种基于仿真方法的有效性验证算法,在确保验证算法效率的基础上,能够验证扩展的IDEF3过程模型的3种逻辑错误:结构死锁、同步丢失和对象不匹配,从而不仅能够验证过程逻辑结构上的不合理,还能够对参与过程的对象所造成的不合理进行验证。     

带烟气循环的W型辐射管流动传热及NO_x排放特性

为解决W型辐射管温度均匀性差和NOx排放过高的问题,提出了一种新型带烟气循环的W型辐射管,建立了该辐射管的数学模型,并运用数值计算的方法进行了模拟研究.在验证模型可靠的基础上,对带烟气循环的W型辐射管和常规W型辐射管的流场、温度场和NOx排放进行了比较.结果表明:带烟气循环的W型辐射管气体平均流速是常规W型辐射管气体流速的3倍,有57.6%的烟气参与再循环;带烟气循环的W型辐射管中气体燃烧最高温度为2260 K,比W型辐射管低192K;带烟气循环的W型辐射管壁面温差为166 K,比常规W型辐射管的壁面温差小76 K;带烟气循环的W型辐射管的NOx排放量9.9×10-5,而W型辐射管的NOx排放达到7.98×10-4,高出将近7倍.     

基于CFD双P型辐射管扁形度的影响特性

为改善辐射管热效率,本文设计了一个扁双P型辐射管,选取辐射管中心管截面长半轴A与短半轴B的比例为1.0、1.1、1.2、1.3和1.4五种扁形度,借助于FLUENT软件就扁形度对辐射管传热性能的影响进行研究.结果表明：在保持双P型辐射管换热表面积不变的情况下,随着双P型辐射管扁形度的增加,辐射管对带钢的辐射角系数增大,辐射管对炉内辐射换热量增加,辐射管热效率升高;但是,随着双P型辐射管扁形度的增加,辐射管表面温差逐渐增大,扁形度达到1.3后,表面温度不均匀系数显著增加.综合考虑辐射管的表面温差和辐射热效率,扁形度为1.2的扁双P型辐射管性能较优,与扁形度为1.0时(即辐射管未被压扁的时候)相比,表面温度均匀性几乎不变,而辐射管热效率提高约1%.     

地板辐射采暖盘管泄漏传热模型及数值模拟

低温热水地板辐射采暖盘管对系统的安全运行具有重要意义。由于室内装修等施工作业造成地板辐射采暖盘管缺陷,从而导致系统运行时泄漏事故的发生,为减低此类事故的危害性及时判定泄漏点位置对防止泄漏的扩散尤为重要。本文通过分析地板辐射采暖盘管泄漏特性,建立盘管泄漏过程传热传质模型,并利用FLUENT软件模确定盘管泄漏前后地板和水泥层表面温度场分布情况。研究结果表明：（1）盘管泄漏初期,水泥层表面原始温度场迅速被破坏,而整个地板表面变化较弱;随着泄漏时间的加长,地板表面温度场也造成破坏,可以通过其表面温度场明显判断泄漏点位置。（2）泄漏影响区域主要由三个区域组成,在泄漏口附近较大区域为1区恒定高温区,温度梯度变化较小;临近1区外为2区温度梯度区,温度梯度变化剧烈;受泄漏影响较弱区域为3区地板稳态温度区,其温度主要由原始地板温度场控制。     

地板辐射采暖系统温度分布测试及数值分析

对某加装低温热水地板辐射采暖的系统分开门和闭门两种情况进行温度分布特性的实验测定,结果表明:地板辐射采暖房间内温度分布总体上是自下而上,从高到低变化,地板表面温度最高,但空间的温度变化幅度不大;而且处于人活动的空间范围中,温度竖向分布差别不大(最大差别为0.73℃),具有良好的热舒适性.此外,房间开门或闭门,空间内每一层的温度分布都比较均匀,开门处的气流对温度分布的均匀性基本没有影响,但受此气流影响,开门时各个测点的温度和闭门时相比普遍降低,但地板表面温度还维持原来水平.此外,还采用了4种不同的湍流模型,利用商用CFD软件Fluent进行地板辐射采暖空间的三维流动与换热的数值模拟,数值结果表明,标准k-ε模型能较好满足数值计算要求.     

软岩巷道变形特征与分区域分阶段控制技术数值模拟研究

以某矿南翼回风大巷为例,分析了软岩巷道变形破坏原因,并结合数值模拟软件FLAC4.0分析了该巷道围岩变形发展规律:肩角较顶板、两帮和底板变形破坏的区域更大,并且随时间推移巷道浅部围岩的变形不断增大,即空间上的非均匀性以及时间上的持久延续性.针对软岩巷道的变形特性,提出了分区域分阶段动态控制技术,包括:锚网喷支护、注浆加固以及重点部位加强支护.现场的工业性实验观测结果表明,该巷道围岩变形逐步趋于稳定,变形量得到了有效控制,可以满足使用的要求.     

基于炉膛辐射能信号的主汽压特性及仿真研究

采用了基于火焰图像处理的炉膛辐射能信号检测系统对湘潭电厂300MW燃煤机组进行了现场检测，并对机组进行了锅炉燃料扰动和汽机调门开度扰动的开环试验，获得主汽系统的动态特性，将炉膛辐射能信号引入燃烧控制系统，对入炉燃料量进行反馈控制，仿真试验表明，该控制方案可以有效克服燃料量内扰和负荷外扰对主汽压力的影响，维持主汽压力的稳定。