动力工程学报

Select

锅炉技术

炉内温度速度耦合场声线弯曲特性研究

贾韶琦, 宋志江, 李言钦, 关雪丰, 刘治港

2021, 41(8): 617-623. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.001

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了实现声波法测量热物理量场的可靠重建，弄清介质温度和流速对声速的耦合作用机理，采用三角形前向展开法和Lagrangian法建立追踪模型，针对仿真的不同炉膛典型温度场和流场，研究了声波传播路径的弯曲效应，同时建立一维流场模型以从理论角度验证上述方法的可行性和可靠性。结果表明：炉内烟气温度、流速耦合场对声波传播路径影响复杂，若不考虑声线弯曲，必将导致相应声学法温度场和流场测量重建结果的失真；基于上述不同理论方法计算追踪出的对象场声线分布彼此吻合，证明所建声线追踪模型可靠。

Select

锅炉技术

对冲旋流燃烧锅炉贴壁风布置方式对比研究

陈勤根, 陈国庆, 朱青国, 解剑波, 张贤, 施鸿飞, 冯培良

2021, 41(8): 624-631. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.002

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以对冲旋流燃烧锅炉3种主流布置方式（前后墙布置方式、两侧墙布置方式和全墙组合布置方式）贴壁风为研究对象，采用数值模拟方法，分析了加装3种布置方式贴壁风后锅炉侧墙近壁区还原性气氛、炉膛出口NO_x排放质量浓度以及未燃尽碳质量分数的变化。结果表明：虽然3种布置方式贴壁风均可提高侧墙水冷壁近壁区O₂体积分数，降低H₂S、CO体积分数和未燃尽碳质量分数，但各自覆盖范围存在很大差别；在贴壁风风量相同的条件下，全墙组合布置方式贴壁风可将侧墙水冷壁近壁区O₂体积分数大于2.0%的区域面积扩展到总面积的83.84%，远高于其他2种布置方式下（61.38%和68.80%）；加装全墙组合布置方式贴壁风后侧墙水冷壁近壁区O₂体积分数平均值由0.25%升高到2.5%以上，H₂S体积分数平均值降低70%以上，CO体积分数平均值约降低65%，锅炉效率、过热器和再热器减温水质量流量、SCR入口NO_x质量浓度以及飞灰含碳质量分数等未见明显变化。

Select

汽轮机与燃气轮机

燃气轮机燃烧室双燃料混合燃烧数值模拟

杨强, 李雅军, 从文峰, 林枫

2021, 41(8): 632-639. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.003

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对燃气轮机双燃料燃烧室进行了2种燃料混合燃烧条件下的数值模拟。结果表明：混合燃烧条件下，液体燃料不同质量流量下的雾化特性、双燃料喷嘴气/液路结构以及气/液燃料的燃烧场差异决定了双燃料燃烧室的混合燃烧性能；当2种燃料混合燃烧时，液体燃料雾化质量恶化及外环气体燃料喷嘴对燃烧场的径向压缩导致高温驻点向燃烧室出口移动，温度分布系数（OTDF）偏高，燃烧效率下降；可通过进一步优化气动燃油雾化喷嘴或提高雾化空气量，来有效提高双燃料燃烧室低工况混合燃烧时的燃烧性能。

Select

汽轮机与燃气轮机

超临界二氧化碳透平叶根轮槽结构优化设计

李振亚, 赵峰, 朱幼君, 范雪飞

2021, 41(8): 640-644. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.004

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

针对10 MW超临界二氧化碳透平机组，对其T型叶根轮槽型线进行优化，通过理论分析得到优化后叶根轮槽接触面的变化角，采用有限元法对优化前后T型叶根轮槽的应力分布情况进行了比较；同时分析了叶片预扭机理和转子变形量的影响因素，提出一种优化T型叶根菱形中间体结构的方法。结果表明：优化后的轮槽峰值应力比优化前略有提高，叶根的峰值应力明显下降，叶根的应力集中情况有所改善。

Select

监测与测量

飞灰辐射特性与表面温度关联的实验研究

朱润孺, 王昕, 袁野, 张易阳, 李庚达, 黄云

2021, 41(8): 645-649. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.005

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为降低燃煤、垃圾焚烧和生物质锅炉高温换热器传热管失效泄漏甚至爆管的风险，提出基于高温内窥镜光学测温方法的高温换热器表面积灰和温度状态监测系统。采用多元扩散Hencken燃烧器和细颗粒振荡给粉技术，开展了3种飞灰可见光段辐射特性与温度的关联规律研究。结果表明：由于3种飞灰理化性质不同，其辐射-温度关联曲线区别明显；光学频道选择不同也会显著影响结果的准确性，在实际应用前应进行系统的实验室标定，以获取更为精确的结果。

Select

工程热物理

换热管周围声流强化对流传热的数值模拟

杨延锋, 姜根山, 于淼

2021, 41(8): 650-658. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.006

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究稳态声流成分对换热管对流换热特性的影响，建立了行波场中单换热管外声流强化传热的数值计算模型。采用分离时间尺度的数值方法模拟了声流和非均匀温度场的耦合作用，分析了换热管局部努塞尔数和平均努塞尔数在不同激励频率（10~1 500 Hz）和声压级（103~127 dB）作用下的变化规律。结果表明：平均努塞尔数随着激励频率的增加呈指数形式减小，随着声压级的增大呈指数形式增大；低频声波形成的内涡流和高频声波形成的外涡流决定了不同的局部努塞尔数分布规律；低频高强度声波可在换热管热黏性边界层内、外形成强烈的声流扰动，极大地强化了换热管的热传输过程。

Select

环保技术与设备

脱硫废水在烟道中蒸发运动特性的数值研究

李恒凡, 焦世权, 韩中合

2021, 41(8): 659-666. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.007

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了研究锅炉尾部烟道中脱硫废水的蒸发运动特性，建立了雾化液滴在烟气中蒸发和扩散的数学模型，利用数值模拟方法研究了脱硫废水雾化液滴在烟气中的蒸发过程，得到了蒸发过程中液滴平均粒径和蒸发距离等参数的变化规律，并比较了烟气和液滴性质对蒸发过程的影响。结果表明：液滴完全蒸发时间随烟气温度升高、流速增大、水蒸气质量分数降低、液滴初始粒径减小、液滴初速增大、初温升高、喷射角度增大、喷水质量流量减少而减少；液滴完全蒸发距离随烟气流速的增大先缩短后增加，当烟气流速为10 m/s时，液滴完全蒸发距离最短，其他因素主要通过影响液滴蒸发时间来影响蒸发距离，液滴蒸发距离与蒸发时间呈正相关。

Select

新能源

三床串联化学链生物质气化实验分析与预测

陈鸿伟, 刘博朝, 贾建东, 刘玉强, 梁锦俊, 陈哲, 冯旭鹏, 朱楼

2021, 41(8): 667-673. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.008

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在自行搭建的三床串联化学链（TBS-CLC）生物质气化系统上研究了各控制参数（空气反应器风速、燃料反应器风速、循环物料质量和气化室床料高度）对循环流率的影响，将实验测得的129组数据作为训练样本和测试样本，利用反向传播（BP）神经网络模型、遗传算法（GA）优化的BP神经网络模型即GA-BP模型和支持向量机（SVM）模型预测循环流率。结果表明：循环流率随着燃料反应器风速增大而增大，但增幅逐渐变缓；循环流率随着空气反应器风速的增大、循环物料质量的增加、床料高度的减小而增大；GA-BP模型预测循环流率时，测试样本所得均方根误差为0.841 10 kg/（m²·s），平均绝对百分比误差为4.42%，预测结果与实验值较吻合，该模型能较好地预测循环流率。

Select

新能源

基于气动弹性剪裁的大型风力机弯扭耦合叶片力学性能分析

张立, 缪维跑, 李春, 张万福, 闫阳天, 王博

2021, 41(8): 674-683. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.009

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为分析弯扭耦合叶片的力学性能，基于三维建模软件NX二次开发建立NREL 5 MW风力机叶片壳体模型，进一步对叶片进行复合材料铺层设计，通过镜像偏置主梁纤维实现叶片气动弹性剪裁，采用CFD方法计算叶片表面压力分布，结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲计算，以研究主梁偏置角度对弯扭耦合叶片力学性能的影响。结果表明：当主梁偏置角度较小时，弯扭耦合叶片表面最大应力小于传统叶片，其中以偏置角度为-15°时效果最佳，表面最大应力降幅最高为14.78%；相比传统叶片，弯扭耦合叶片各阶固有频率及屈曲因子均有所降低，且正向与反向偏置同角度的叶片固有频率和屈曲因子下降量较接近，主梁偏轴镜像铺设对叶片挥舞振动影响较大；主梁偏置角度对叶片抗屈曲能力产生一定影响，叶片临界屈曲载荷最大降幅约为78%；应重点关注弯扭耦合叶片固有频率及屈曲因子，以避免叶片固有频率与激励频率接近而产生共振，必要时可优化铺层结构以提高叶片抗屈曲能力。

Select

系统工程

一种新型太阳能喷射式电热(冷)联供系统的热力性能及经济性分析

罗迟, 孙培杰, 章恺, 吕小静, 翁一武

2021, 41(8): 684-691. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.010

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

提出了一种新型的太阳能喷射式电热（冷）联供系统，该系统基于有机工质朗肯循环和喷射式制冷循环，利用太阳能光热，通过简单阀门切换实现电冷联供和电热联供。针对西北地区冬季/夏季典型太阳辐照强度，计算系统发电功率和制热（冷）功率，研究了系统的发电供热（制冷）能力，并从经济性方面进行系统性分析。结果表明：在西北地区太阳辐照强度条件下，该系统能独立满足建筑物的日常用电和供热（制冷）需求；在夏季，最大发电功率为5.42 kW，最大制冷功率为7.26 kW；在冬季，最大制热功率为2.96 kW；系统的电力生产成本为0.755元/（kW·h），相比其他发电系统，在保证低成本的同时，该系统环保可靠且具备供热（制冷）功能。

Select

系统工程

集成蒸汽喷射器的热电解耦系统全工况性能分析

张钧泰, 刘明, 种道彤, 严俊杰

2021, 41(8): 692-699. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.011

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为实现热电联产机组的热电解耦，提出了一种集成蒸汽喷射器的热电解耦系统，并建立了系统全工况计算模型。以某350 MW热电联产机组为案例机组，集成蒸汽喷射器的热电解耦系统作为喷射器供热机组，对两机组的运行灵活性和节煤率进行对比。结果表明：当供热量为700 GJ/h时，热电联产机组和喷射器供热机组最低电负荷率分别为50%和34%，喷射器供热机组电负荷调节范围更大；与热电联产机组相比，喷射器供热机组在一定情况下经济性更高；喷射器供热机组在高引射率、低电负荷率和低热负荷率下运行较为节能；供热量为200 GJ/h时，电负荷率低于85%才能保证喷射器供热机组相比热电联产机组经济性更好；电负荷率为80%时，热负荷率低于0.91才能保证喷射器供热机组相比热电联产机组经济性更好。

Select

材料研究

620℃高效超超临界机组用FB2钢高温持久过程组织演变分析

田晓, 徐慧, 秦承鹏, 李太江, 李益民

2021, 41(8): 700-706. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.012

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究长期服役过程中FB2钢组织的变化规律，在620℃下对FB2钢进行高温持久试验，并对持久试样进行微观组织观察，分析其组织及析出相的演变规律。结果表明：在高温持久过程中，FB2钢的组织仍为回火马氏体；随着持久时间的增加，马氏体组织发生回复，板条略微变宽，位错密度略减小；M₂₃C₆碳化物尺寸未发生明显粗化，持久时间达到9 577 h后平均尺寸仍在250 nm左右，对马氏体板条边界具有良好的钉扎作用；FB2钢在高温持久过程中新析出Laves相，该相以单独形核和依附M₂₃C₆碳化物形核2种方式析出且快速生长，并吞咽M₂₃C₆碳化物颗粒；持久时间达到9 577 h后，Laves相的最大尺寸可达1 μm，仍未达到热力学平衡状态。

Select

材料研究

T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变行为分析及寿命预测

曹宇, 刘川槐, 潘卫国, 纪冬梅

2021, 41(8): 707-712. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.013

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在恒定温度、不同应力下进行了T91/TP347H异种钢焊接接头的高温蠕变实验。采用修正的θ投影模型来描述T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能，结合蠕变断裂经验公式推导出最小蠕变速率的解析表达式，并提出了新的蠕变寿命预测模型。结果表明：采用修正的θ投影模型得到的蠕变曲线拟合值与实验值吻合良好，可准确地表达出蠕变曲线3个阶段的特性；所提出的蠕变寿命预测模型的预测误差在5%之内，预测精度较好。

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