鱼雷燃烧室内衬压力平衡孔数值模拟研究

为提高鱼雷燃烧室在高温高压工作环境下的工作性能,基于热流固耦合数值计算方法,得到了鱼雷燃烧室内衬压力平衡孔的不同位置及大小对燃气域缝隙处流场及燃烧室内壳体强度的影响规律。计算结果表明：随着压力平衡孔与内衬上表面距离的减小,上方缝隙两端的压差减小、燃气流速降低、热通量变小,下方缝隙处的燃气流动几乎不受影响,内壳体的最大热应力值变小;随着压力平衡孔的增大,上方缝隙两端的压差先变小后变大、燃气流速先降低后增高、热通量先变小后变大,下方缝隙处的燃气流动几乎不受影响,内壳体的最大热应力值先变小后变大,且在孔径为4 mm时最小。由计算结果推断,鱼雷燃烧室内衬压力平衡孔最佳位置为距离内衬上表面30 mm处,孔径大小为4 mm。     

燃烧室外冷却热防护数值模拟研究

本文建立了夹套式外冷却燃气发生器燃烧室热防护的CFD数值模拟模型,并用该模型对影响热防护效果的各因素进行了研究。用有限容积法离散二维轴对称N-S方程,用标准k-ε模型模拟湍流,用可压缩耦合求解器求解控制方程。研究了燃烧室内壁材料热导率、燃烧室内壁壁厚以及冷却水流量对热防护效果的影响。结果表明材料热导率对热防护效果的影响较大,高热导率的材料能够明显降低燃烧室内壁壁温和温度梯度;当燃烧室内壁为高热导率材料时,壁厚和冷却水流量对热防护效果的影响相对较小。     

REGR成分对船用LNG发动机燃烧与排放特性的影响模拟

利用三维计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真软件CONVERGE,建立船用点燃式液化天燃气(Liquefied Natural Gas,LNG)发动机的三维仿真模型,探究废气重整再循环(Reformed Exhaust Gas Recirculation,REGR)成分及REGR率对LNG发动机燃烧与排放特性的影响。研究结果表明:在相同的REGR率下,随着REGR重整气中H_2含量的提高,使得着火时刻提前且发动机缸内燃烧速度加快,缸内最高燃烧爆发压力提升、NOx排放量增加,磁氢化合物排放量和CO排放量受REGR重整气成分和缸内流体共同作用呈先增加后减少的趋势。掺烧相同REGR重整气时,随着REGR率的提高,着火时刻提前且燃烧速率加快,升压率提高导致缸内最高压力提升,船舶排放尾气中NOx排放量和CO排放量提高,HC排放呈现先减后增的趋势。     

斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧的数值研究

对斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧进行数值模拟。研究表明:氧-柴油无焰燃烧相比于传统氧-燃料燃烧需要卷吸更多的烟气来对纯氧进行稀释。直流燃烧室和旋流燃烧室内实现无焰燃烧的引射比分别为32和11.5,旋流燃烧室有助于无焰燃烧的实现。氧-柴油无焰燃烧的火焰峰值温度比传统燃烧模式低600 K左右,火焰峰值温度大幅下降。氧-燃料模式下燃烧室温度变化在20%以上,而氧-柴油无焰燃烧模式下温度变化小于15%,燃烧室温度均匀性显著提高。     

斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧的数值研究

对斯特林发动机燃烧室氧-柴油无焰燃烧进行数值模拟。研究表明：氧-柴油无焰燃烧相比于传统氧-燃料燃烧需要卷吸更多的烟气来对纯氧进行稀释。直流燃烧室和旋流燃烧室内实现无焰燃烧的引射比分别为32和11.5,旋流燃烧室有助于无焰燃烧的实现。氧-柴油无焰燃烧的火焰峰值温度比传统燃烧模式低600 K左右,火焰峰值温度大幅下降。氧-燃料模式下燃烧室温度变化在20%以上,而氧-柴油无焰燃烧模式下温度变化小于15%,燃烧室温度均匀性显著提高。     

船用LNG发动机掺烧模拟废气-燃料重整气缸内燃烧过程仿真

为研究废气燃料重整再循环技术(REGR)对船用LNG发动机性能的影响,搭建试验台架,进行性能测试;运用AVL-fire软件建立发动机燃烧室仿真模型,并依据试验数据验证仿真模型的准确性。基于该模型进行各负荷下不同废气再循环系统(EGR)率及在确定的EGR率下掺烧不同比例模拟重整气的仿真计算,并以75%负荷下的工况为例进行详细分析。计算结果表明,随着EGR率的升高,缸内平均压力和平均温度的峰值下降,燃烧过程整体后移,燃烧持续期增加,发动机的指示功率和NO比排放下降,指示燃油消耗率增加;掺混重整气比例增加,缸内平均压力和温度峰值升高,燃烧持续期缩短,指示功率和NO比排放升高,在重整气掺混率升高到一定程度时,指示燃油消耗率明显下降。综合分析发现,使用REGR技术可在不牺牲发动机的动力性和经济性的前提下降低液化天然气(LNG)发动机的NO比排放。     

间冷循环燃气轮机燃烧室火焰筒壁温计算

针对某间冷循环燃气轮机燃烧室薄壁火焰筒,给出了其壁温计算模型和计算方法.应用该方法进行了火焰简壁温计算,并进行了气膜冷却、隔热涂层及壁面厚度对火焰简壁面温度径向和轴向分布的影响分析.     

微型燃气轮机圆筒形燃烧室内三维冷态流动数值模拟

对一个复杂的Allied Signal75kw微型燃气轮机筒形燃烧室应用CATIA软件进行实体建模,采用RNGk-ε湍流模型,应用FLUENT软件进行了三维冷态流场的数值模拟研究.计算结果很好地反映了燃烧室旋流和火焰筒壁空气掺混射流对燃烧室内流场分布有着重要的影响,为进一步优化燃烧室的结构设计、改善流场结构和开展燃烧室热态流场的数值模拟奠定了基础.     

高低型双涡流室双缩口燃烧室的排放特性

为优化某船用柴油机的燃烧室的"油-气-室"匹配,降低有害物排放,运用AVL Fire对原型燃烧室改用不同燃烧室进行额定工况模拟.结果表明,高低型双涡流室双缩口燃烧室能在上涡流室形成"飞轮效应",相对于原型燃烧室,不仅能增加功率,而且能降低Nox和SOOT的排放.对高低型双涡流室双缩口燃烧室设置不同的高低涡流室的半径比r/R和喷油夹角进行计算.结果表明:随着r/R从0.3增加到1.3,Nox和SOOT的排放量均先减少后增多;当r/R为0.7时,Nox和SOOT的排放量均最少.当喷油夹角为140°～165°时,随着喷油夹角的增大,Nox的排放量先减少后增加,随后再减少,最后又升高;SOOT排放量先减小后增大,随后再减小.     

声学火焰检测装置

神户制钢所在世界上首次推出以声音识别燃烧室燃烧的“声学火焰检测装置”。这种装置借助微音器监测火焰燃烧时发的声音(压力振动)以判别是否燃烧,并内装有防止异常灭火时爆炸事故的安全装置,适合工业窑炉、锅炉和家用温水供给装置等各种场合应用。