鱼雷燃烧室低频不稳定燃烧分析

根据“不变燃烧时滞“理论建立起单组元推进剂鱼雷燃烧室低频燃烧稳定性的控制方程，结合实际情况分析了影响单组元推进剂鱼雷燃烧室低频燃烧不稳定性的激励因素和鱼雷旋转燃烧室的热爆机理，并提出了解决措施。     

一氧化二氮/乙醇燃气发生器试验研究

根据引射器高温燃气引射工质使用需求.提出了一氧化二氮/乙醇双组元推进剂组合燃气发生器方案,介绍了燃气发生器结构设计和试验系统,采用75%乙醇燃料与一氧化二氮进行燃烧反应,同时往燃气中注人掺混水的方式,在多种工况下成功进行了燃气发生器热试车.结果表明,燃气发生器设计合理,易于点火.能够在较宽的参数范围内生成稳定的高温燃气流.     

船用蒸馏海水淡化装置二级引射器数值模拟与试验

船用蒸馏海水淡化系统常采用单吸口引射器将蒸馏器内的浓海水和不凝性气体一同抽出,使得蒸发器和冷凝器间因压差不足而抑制蒸汽流动,造成产水率下降。二级双吸口引射器可分别抽吸不凝性气体和浓海水以消除此类影响。直接影响引射器内真空度的因素为喷嘴尺寸与工作流体入口压力。文章针对引射器两级喷嘴尺寸对引射真空度进行影响试验,得到最佳喷嘴尺寸组合为一级喷嘴直径15 mm、二级喷嘴直径18 mm。在最佳喷嘴组合下,运用Fluent软件对不同工作流体入口压力下引射器内的速度场和压力场进行数值模拟。结果表明,当工作流体压力为0.34 MPa时,引射器效率最高,节能性最好,验证试验与模拟结果较吻合。     

船用蒸馏海水淡化装置二级引射器数值模拟与试验

船用蒸馏海水淡化系统常因蒸馏器内压力不均匀造成产水率下降,二级双吸口引射器可通过调节吸口之间真空度来平衡蒸馏器内部的压力,以消除这种影响。引射器内真空度的直接影响因素为喷嘴尺寸与工作流体入口压力。本文通过引射器的两级喷嘴尺寸对引射真空度的影响试验,得到最佳喷嘴尺寸组合为一级喷嘴直径15mm、二级喷嘴直径18mm。在最佳喷嘴组合下,运用Fluent软件对不同工作流体入口压力下引射器内的速度场和压力场进行数值模拟,结果表明当工作流体压力为0.14MPa时,引射器效率最高、节能性最好,验证试验与模拟结果吻合较好。     

旋转燃烧室特种喷嘴的燃料出口速度建模与仿真计算

为了解决高温高压燃气的泄漏问题以及提高燃料的燃烧效率,某水下航行体采用了燃烧室与发动机一起旋转的设计方案,并设计了中心锥阀截面可调式离心喷嘴。由于阿勃拉莫维奇理论在研究本问题上的局限性,本文从燃烧室的旋转以及喷嘴的特殊结构这两个特点出发,运用相对运动的伯努力方程、连续性方程、动量矩方程、喷嘴结构方程建立了喷嘴燃料的出口速度模型,并对此水下航行体在两种不同速制下的情况进行了计算;同时,对喷嘴中心锥阀截面的环形间隙进行了计算。以上计算结果为仿真计算旋转燃烧室温度场、压力场、速度场等流场及燃料雾化后的液滴尺寸分布、空间分布、运动轨迹提供了初始条件。     

惰性气体发生器

荷兰 Holec Gas Generators 公司1980年10月在 Marichem 80展览会上展出了一套惰性气体发生器。据称其燃烧系统效果较好。燃烧用空气引入混合环中,然后切向喷出,和燃油仔细混合,造成颗粒直径小于10微米的弥散油雾。燃烧室为不锈钢制,用海水间接冷却。燃烧室中还设有冷却和除二氧化硫区段,其中烟气和喷入的海水直接接触,以达到清洗的目的。该发生器设有压力、温度、火焰和流量等参数的调节、报警、泄放和应急停机装置。该     

N2O／C2H5OH单喷嘴燃气发生器研究

本文以引射器高温引射工质使用需求为背景,提出一种以一氧化二氮/酒精为工质的燃气发生器燃烧方案,并设计、加工了单喷嘴燃气发生器,进行了热试车试验,结果表明:燃烧方案可行,燃气发生器喷嘴设计合理,具有分级启动能力,可在较宽的流量范围内稳定工作。     

双燃料燃气轮机喷嘴结构及性能研究

针对工业燃机对燃料适用性的要求,为实现机组在工作状态下燃料的无扰动切换技术,在某母型机燃油喷嘴的基础上,设计一款可以兼烧天然气和轻柴油的双燃料喷嘴。为考察喷嘴结构对燃烧性能的影响,采用Fluent软件计算天然气斜气孔的旋向、径向角度、旋流角度、气孔直径等参数对燃烧场的影响,并与原型机燃油流场进行对比分析。研究结果表明,当斜气孔与空气旋流器同向、旋流角度为40°、径向角度为30°、孔径为1.0 mm时,燃烧室出口温度场特性良好,出口温度最大不均匀度为22%,径向不均匀度为5.6%,周向不均匀度为1.0%,总压损失为3.6%,燃烧效率为98.6%。天然气燃烧场特性与轻柴油燃烧场基本一致,说明该型双燃料喷嘴能满足不同燃料燃烧的性能要求。     

超高压喷射条件下非常态燃油的缸内燃烧排放特性研究

以改善大功率柴油机的燃烧与排放性能为目标,创新性地提出180 MPa以上的超高燃油喷射压力。建立包括进气道和燃烧室在内的三维几何模型,利用AVL FIRE软件对仿真模型进行动网格划分,将燃油喷射系统的喷嘴内流场计算结果作为边界条件对燃烧过程进行仿真计算,分析燃油物性参数的变化以及喷嘴参数对柴油机燃烧排放性能的影响。结果表明:当燃油的物性参数发生变化之后,喷孔内部空化效应的增强有助于油束获得良好的初始破碎状态,雾化效果好,缸内燃烧过程进行得更加充分;当喷孔直径增大时,油滴初始湍动能增强,运动发展范围较大,喷油持续期短,后期排放物浓度小;随着喷射夹角增大,缸内燃油与空气混合得更加均匀,燃烧性能进一步提高。     

超高压喷射条件下非常态燃油的缸内燃烧排放特性研究

以改善大功率柴油机的燃烧与排放性能为目标,创新性地提出180 MPa 以上的超高燃油喷射压力。建立包括进气道和燃烧室在内的三维几何模型,利用 AVL FIRE 软件对仿真模型进行动网格划分,将燃油喷射系统的喷嘴内流场计算结果作为边界条件对燃烧过程进行仿真计算,分析燃油物性参数的变化以及喷嘴参数对柴油机燃烧排放性能的影响。结果表明：当燃油的物性参数发生变化之后,喷孔内部空化效应的增强有助于油束获得良好的初始破碎状态,雾化效果好,缸内燃烧过程进行得更加充分;当喷孔直径增大时,油滴初始湍动能增强,运动发展范围较大,喷油持续期短,后期排放物浓度小;随着喷射夹角增大,缸内燃油与空气混合得更加均匀,燃烧性能进一步提高。     

影响船体爬壁除锈效率的参数试验研究

为提高超高压水射流船体爬壁除锈作业效率,对影响除锈效率的参数,应用正交设计方案,对行进速度、射流压力、喷嘴转速及喷嘴口径等关键参数,进行了正交设计匹配研究,同时,为进一步提高除锈效率,进行了影响除锈效率关键参数的优化匹配。     

162 kW柴油机排气海水脱硫性能

针对162 kW柴油机排气搭建囊括海水一段式洗涤、海水梯级洗涤、海水/碱液梯级洗涤、碱液一段式洗涤和碱液/碱液梯级洗涤等5种运行模式的填料塔脱硫洗涤系统,开展变硫浓度、海水碱度、液气比和填料高度的海水一段式洗涤试验。结果表明:随液气比加大,填料压降先缓慢增加后迅速上升,为避免液泛,在0.9~1.2 m填料高度内液气比应不高于8 L/Nm^3。在海水碱度0.84~2.36 mmol/L、SO2浓度330~2860 mg/Nm^3、液气比≤8 L/Nm^3条件下,海水一段式洗涤脱硫效率随海水碱度升高、液气比加大、硫浓度降低而呈持续升高趋势,但无法完全满足排放控制区要求;增加填料高度对脱硫效率提升有限,为控制填料阻降,不宜将其作为解决海水一段式洗涤无法完全满足排放控制区要求的有效措施。     

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。     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性.本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区.利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量.该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础.     

掺烧乙醇/水对柴油机燃烧与排放性能的影响

针对TBD234V6型柴油机,采用AVL-fire软件对额定工况下,不同乙醇/水掺混比进行三维数值模拟研究,对比分析缸内压力、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NOx浓度、NOx浓度场、Soot浓度、Soot浓度场,并通过赋权法确定最优乙醇/水掺混比。结果表明：随着乙醇/水掺混比的增加,缸内压力逐渐升高,燃烧放热率滞后,燃油消耗率呈上升趋势,但在0E10W时,最高燃烧压力下降率约为3.7%;燃油消耗率下降0.38%;缸内高温分布区域缩小,NOx和Soot浓度下降。通过计算确定最优掺混比为20E10W,此时,最高燃烧压力提升5.6%,燃油消耗率上升2.41%,NOx排放下降率约为18.8%,Soot排放下降率约为29.6%。研究结果可为船用柴油机采用柴油/乙醇/水三燃料燃烧提供一定的指导依据。     

相继增压柴油机的动态建模和仿真

介绍了以系统论为基础的模块化建模方法在相继增压柴油机建模和仿真中的应用。首先明确了柴油机模型的重点在于表达系统中压力和流量的相互作用，以及扭矩和转速的相互作用。并提出了建立模块的规则。介绍了模块库中的部分模块。以具体说明建模规则的应用。根据一种相继增压柴油机的结构。利用模块库建立了相应的系统模型。模型的仿真结果能够反映相继增压柴油机瞬态过程中主要参数的变化，具有与参考文献中的实验结果基本相同的特征，证明了本文所用方法的有效性。     

压力补偿器在升船机液压系统中的应用

水力式垂直升船机具有大载荷、大行程、变载荷的特点,它要求系统能够可靠、平稳、安全运行,因而需解决负载变化状态下的阀控系统流量稳定性以及变流量状态下的压力稳定性等技术难题。采用比例换向阀+压力补偿器、比例流量阀+压力补偿器的模式实现了变负载状态下调平、均衡油缸的速度稳定可调,以及流量变化状态下夹紧系统卸荷压力可控,使系统运行平稳、可靠。     

压水堆冷却剂系统协调控制方法研究

从大系统协调控制原理出发,总结已有研究成果,提出稳压器压力及主冷却剂泵转速的协调控制方法,即把负荷变化信号引入原来的控制系统,认为把协调控制方法应用到核动力装置各个系统的协调控制之中有很好的前景.     

喷油器参数对船用低速机燃烧特性 影响的仿真研究

对某船用低速二冲程柴油机在不同喷油器参数下的喷油及燃烧过程进行了三维CFD性能仿真分析。结果表明：随着喷油器喷孔数量增多,燃油蒸发雾化质量更好,进而对燃烧过程和排放物生成产生明显影响;同样,随着喷油器喷孔夹角减小,燃油蒸汽分布的区域更广,进而对燃烧过程和排放物生成产生明显影响;研究能够为喷油器参数优化,燃油喷射系统改进提供参考。