动力工程学报

Select

基础研究

初始条件对H₂-空气湍流扩散燃烧及NO生成的影响

黄章俊, 唐志峰, 何洪浩, 李鹏飞, 田红

2022, 42(8): 693-700. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

将考虑有限速率反应的涡耗散概念（EDC）模型与13组分34步H₂-N₂反应机理耦合，研究了不同初始条件对H₂-空气湍流扩散燃烧过程的影响。结果表明：空气初始温度和燃料初始温度升高均能使火焰中心轴线上的峰值温度升高和NO质量分数增大；随着空气入口速度的增大，火焰峰值温度上升，NO质量分数增大；随着燃料入口速度的增大，火焰峰值温度下降，NO质量分数减小；不同初始条件下，NO生成以基元反应R22、R31和R32为主，而NO消耗以基元反应R20、R29和R30为主。

Select

基础研究

换热管外壁的水膜在空气中蒸发时碳酸钙污垢生长特性的研究

许隽杰, 章立新, 赵彦, 刘津, 赵圣仙, 高明, 陈永保, 刘婧楠

2022, 42(8): 701-706. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究换热管外壁污垢的生长特性，搭建了模拟换热管外壁水膜在空气中蒸发的实验装置。在不同喷淋水质量浓度和气水流向下研究了污垢热阻的变化，并对污垢进行了电镜形貌分析。结果表明：在横流状态下污垢生长最快；在低喷淋水质量浓度时气水流向对污垢热阻的影响较大；随着喷淋水质量浓度的增大，气水流向对污垢生长的影响逐渐减小；污垢晶型呈典型方解石特征，少数污垢呈团聚状态，而多数污垢呈零散状态，说明污垢的生长是沉积和脱除的叠加过程。

Select

动力设备与系统

600 MW超临界循环流化床锅炉屏式受热面水动力及吸热量特性研究

辛胜伟, 牛田田, 张伟强, 王虎, 杨冬, 谢国威, 顾从阳, 杜佳军

2022, 42(8): 707-714. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对高参数循环流化床（CFB）锅炉高温受热面热偏差特性直接影响锅炉安全运行的问题，根据超临界CFB锅炉炉膛内屏式过热器建立的复杂流动网络系统的数学模型以及吸热量模型，对某600 MW超临界CFB锅炉满负荷以及100 MW负荷2种不同运行工况下压降、质量流速分布、出口汽温分布以及沿工质流动方向壁温分布特性进行了计算分析，并进一步计算得到受热面吸热量分布。结果表明：屏式受热面在600 MW以及100 MW负荷下质量流速偏差分别为12.71%和13.96%，全屏出口汽温偏差分别为33 K和58.4 K，偏差均在安全范围内。600 MW负荷下，最高外壁温度为616.5℃，在材料允许范围内，吸热量分布呈靠近侧墙水冷壁及炉膛中心线处低、受热面中间处高的分布趋势。

Select

动力设备与系统

基于鼓泡流化床的新型曳力模型的验证分析

李慧君, 王业库, 张久意

2022, 42(8): 715-721. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.004

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据不同曳力模型的特点，在不同颗粒体积分数区间选择合适的曳力模型，在颗粒体积分数分界点引入光滑函数使其连续，得到新型曳力模型，并耦合欧拉-欧拉双流体模型对鼓泡流化床进行数值模拟。最后，将模拟结果与Gidaspow模型的模拟结果以及实验值进行对比。结果表明：表观气速为0.46 m/s时，修正因子为0.8的新型曳力模型的床层时均压差精度较Gidaspow模型提高了约3.1%；表观气速为0.51 m/s时，修正因子为0.9的新型曳力模型的床层膨胀率精度较Gidaspow模型提高了约7.1%；表观气速为0.46 m/s时，修正因子为0.8的新型曳力模型的时均颗粒体积分数精度比Gidaspow模型提高了约15%。

Select

动力设备与系统

10 kW向心透平内二次流形成机理与损失分析

李鹏, 李奇, 李国能, 韩旭, 韩中合

2022, 42(8): 722-730. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为有效改善和提升有机工质向心透平的效率和性能，对10 kW向心透平进行热力设计和模拟计算，分析了静叶栅和动叶轮内部各种涡系的形成机理和表现形式，给出了静叶栅不同截面静压利用系数的分布以及动叶内部截面的总压分布。结果表明：静叶栅内存在压力面到吸力面的横向流动，在前缘和尾缘分别存在马蹄涡和尾迹涡，但并未捕捉到通道涡，马蹄涡的压力面分支会在1/2弦长位置到达吸力面；动叶轮中的涡系主要由前缘压力涡、通道涡以及泄漏涡组成，在动叶前缘压力侧轮毂面形成的涡与端部发展起来的通道涡相互交汇，加剧了此处的流动损失；0.6倍动叶叶高截面的流动状况最佳，由于动叶顶部泄漏涡与通道涡的相互掺混，使叶顶附近截面的流线分布较为复杂。

Select

动力设备与系统

CPR1000蒸汽发生器热力性能分析方法研究

赵清森, 陈杰, 夏朋, 彭伟頔, 田付军, 杨杰

2022, 42(8): 731-736. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.006

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对核电站二回路腐蚀产物在蒸汽发生器传热管二次侧不断集聚和沉积，会对核电站安全经济运行带来较大影响的问题，基于蒸汽发生器传热计算模型，结合蒸汽发生器和汽轮机的匹配裕度建立了某CPR1000核电站蒸汽发生器的热力性能监测和评估模型，并对该机组的实际运行数据进行分析，提出了相应的治理措施和建议。结果表明：该模型可以对蒸汽发生器后续的运行趋势进行预测，以保障核电站重大关键设备的安全性和经济性。

Select

新能源与储能

SOFC阳极尾气循环进气系统特性建模与流量控制方法

熊星宇, 薛振忠, 武鑫, 畅雨薇

2022, 42(8): 737-744. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.007

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于20 kW级固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统，搭建了阳极尾气循环进气系统模拟实验台，以分析爪式泵在不同负载工况下的工作特性。采用支持向量回归（SVR）方法建立了爪式泵特性模型，针对搭建的阳极尾气循环进气系统，提出了一种基于该模型预测的流量控制方法，通过实验验证了该方法的有效性，并与PID流量控制方法进行了对比。结果表明：根据运行数据的验证结果，基于SVR方法的爪式泵特性模型拥有较高的精度，流量预测误差在±5%内，可以满足实验需求；与PID流量控制方法相比，所提出的控制方法减少了系统响应时间和超调量。

Select

新能源与储能

基于遗传模糊控制的风电机组偏航系统疲劳载荷研究

李忠信, 王大龙, 庄佳才, 刘志恒, 姚琦, 周振波

2022, 42(8): 745-752. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.008

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对风电机组偏航系统累积轴承损伤对其对风效果及使用寿命造成的影响，从偏航系统机械结构与运行原理出发，引入2种疲劳损伤表征参数，用于指导偏航系统优化控制器设计。在基于经验的模糊偏航控制策略基础上，利用遗传算法和偏航疲劳损伤参数对模糊规则进行优化，有针对性地实现了偏航对风过程中偏航系统疲劳载荷的有效抑制，并利用所提出的控制策略进行了多工况仿真实验。结果表明：相比现有控制策略，所提出的遗传模糊偏航控制策略可明显降低偏航系统疲劳程度，有效减少偏航系统损伤。

Select

新能源与储能

风浪震及重力载荷联合作用下大型风力机动力学响应及结构损伤分析

李志昊, 闫阳天, 李春, 岳敏楠, 薛世成

2022, 42(8): 753-761. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.009

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以近海DTU 10 MW单桩式大型风力机为研究对象，采用Kaimal风谱模型模拟湍流风场，根据P-M谱建立波浪模型，选取实测地震位移数据为地震载荷，基于非线性弹簧单元和p-y曲线构建土-结构耦合效应模型，并对不同环境载荷下风力机进行动力学响应及屈曲分析。结果表明：风浪和地震载荷分别为引发风力机塔顶前后向及侧向位移的主要载荷；塔架一阶模态为不同环境载荷下风力机动力学响应主要参与模态；环境载荷联合作用下塔顶更易发生局部屈曲，结构设计时应重点关注此处；必须考虑风浪震重力载荷联合作用，否则难以准确预估风力机结构动力学响应及判断结构稳定性。

Select

新能源与储能

西北地区宽功率光伏离网制氢技术进展与发展前景

刘传亮, 郭万贵, 孔心璇, 张华, 李振亚, 郭嘉靖, 边文杰

2022, 42(8): 762-768. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

光伏耦合制氢技术可利用光伏产生的废电、弃电，大规模制造氢气，降低制氢成本，提高整体的系统效率，在光伏系统改造和提升过程中发挥重要作用。通过分析国内光伏耦合制氢技术的发展现状，对宽功率光伏耦合制氢技术的运行效果和系统经济性进行评价，最后根据我国西北地区的特点提出适合光伏耦合制氢技术示范的技术路线。

Select

数字化与智能化

基于并联形式的智能融合算法的燃气轮机仿真模型构建

郑非凡, 王旭, 许野, 李薇, 包哲

2022, 42(8): 769-776. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.011

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为更好地实现机理模型与智能预测模型的优势互补，采用机理、BP神经网络和逐步聚类3种单一模型，分别构建了包括最优加权法、BP神经网络融合算法和多模式动态权重分配法在内的3套机理模型与融合算法相结合的智能融合模型。以辽宁某钢厂燃气轮机为研究对象，对比分析了3种智能融合模型与单一模型的仿真效果。结果表明：智能融合模型的仿真精度更高，均方根误差均在1%以内；当训练数据量较多时，智能融合模型中最优加权法的准确度比其他2种模型高，其决定系数高于0.97，平均误差为0.51%；融合算法在燃气轮机仿真模型构建的成功应用，为提高燃气轮机模型仿真精度和掌握变工况条件下的表现提供了很好的技术支持。

Select

绿色低碳

苛性碱吸收模拟燃煤电厂烟气CO₂性能研究

王亮, 刘飞, 厉宸希, 祁志福, 翁建明, 杨睿, 刘羽, 申震

2022, 42(8): 777-783. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.012

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以散堆填料吸收塔作为反应器，采用单因素分析方法研究了吸收液进口温度、吸收当量比、停留时间和吸收液浓度等因素对CO₂捕集的影响，并采用正交试验对这些参数进行优化。结果表明：在实验条件下，各因素对CO₂捕集影响由大到小依次为吸收液进口温度、停留时间、吸收当量比和吸收液浓度；吸收液进口温度与停留时间对CO₂捕集有显著影响，吸收当量比和吸收液浓度对CO₂捕集影响较小；最佳工况组合为吸收液进口温度为40℃，停留时间为5 s，吸收当量比为100%，吸收液浓度为2.0 mol/L。

Select

绿色低碳

H₂O和SO₂对钙循环捕集CO₂碳酸化过程协同效应的研究

戴文浩, 王春波, 陈亮, 方远, 袁峰, 闫广精

2022, 42(8): 784-792. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.013

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用自制恒温热重系统研究了H₂O和SO₂对钙循环捕集CO₂的协同效应，并结合吸收剂的孔径进行了机理分析。结果表明：气氛中的H₂O加速了碳酸化快速反应阶段的反应速度，改善了CaO颗粒的孔结构，从而提高了碳酸化转化率；气氛中的SO₂阻碍了CO₂的捕集，使碳酸化转化率下降，且随循环进行碳酸化转化率下降更加明显；当H₂O和SO₂协同作用于碳酸化过程时，钙循环特性受H₂O和SO₂的协同效应影响：加入0.05%体积分数的SO₂后，当H₂O体积分数从0%增加至20%时，吸收剂孔容积逐步上升，CO₂捕集能力得到改善；加入10%体积分数的H₂O后，当SO₂体积分数从0%增加至0.1%时，吸收剂孔隙堵塞更加严重，CO₂捕集能力下降，但是相较于无H₂O工况，仍保持更高的碳酸化转化率；H₂O和SO₂的协同效应主要体现在H₂O可以减弱SO₂对CO₂捕集的阻碍作用，从而提高吸收剂的碳酸化转化率。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

过刊目录