摘要：为了获得氢含量对微预混燃烧热声耦合的影响,该文开展不同氢-甲烷比例下的燃烧热声不稳定实验研究。通过火焰化学自发光图像研究氢含量从0%到100%的燃料燃烧时时均和瞬态的火焰结构,通过脉动压力研究动态特性,并使用时滞分析方法对热声耦合特性进行分析。结果表明,氢含量为10%的工况点发生了热声不稳定,且此时在火焰根部发生大面积的熄火和再点火,火焰抬升距离剧烈变化。理论分析得到氢含量为10%的工况点下既满足燃烧器声学一阶纵向固有频率,又满足Rayleigh准则要求的时滞条件,符合发生热声不稳定的条件。化学反应时滞在总时滞中占比至少约65%,这表明化学反应时滞在热声振荡分析中扮演重要角色,预热温度、当量比等影响化学反应时滞的因素对于热声不稳定现象有重要影响。研究结果可用于指导微预混燃烧器设计,通过时滞调整进行热声振荡被动控制。

摘要：以采用气相合成法的甲醇和电力串并联联产系统为研究对象,首先在系统设计工况模拟的基础上,对系统的甲醇合成循环倍率、蒸汽换热网络进行优化。以此经过优化的系统流程和工况为设计点,建立甲醇合成塔、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的变工况模型;分析甲醇和电力负荷调节的方法;对工作条件和负荷的改变对单元特性的影响、负荷调节能力及其制约因素进行详细分析。

摘要：为增强燃烧的稳定性,提出了利用等离子体旋流器调控燃烧的新概念。等离子体旋流器由多对交错布置在燃烧器扩张段或喷嘴出口段上的电极组成,通过电离空气产生活性自由基,同时能够促进空气旋流,从而起到促进燃烧和增强燃烧稳定性作用。实验中利用平面激光诱导荧光测试系统观测到随着等离子激励功率的增强,火焰反应区逐步变宽,燃烧反应更加完全、稳定,研究表明,等离子体旋流器设计思路可行。分析了等离子体旋流器的优点,通过数值模拟研究了等离子体旋流器作用下的流场特点,将等离子体旋流器的作用机理归纳为旋流效应、化学效应和热效应。

摘要：为了能有效地拓宽压气机的失稳裕度,在一台跨声轴流压气机上进行了基于介质阻挡放电(DBD)等离子体激励扩稳的实验研究.实验中分别选取了正弦交流电源和纳秒脉冲电源提供激励,并在跨声压气机40%设计转速和65%设计转速下对其扩稳效果和效率进行了对比分析.结果表明:在40%设计转速时,正弦交流电源和纳秒脉冲电源均能有效拓宽压气机流量范围,其中正弦交流电源激励方式能够使压气机综合失速裕度改善(SMI)达到15.33%.在65%设计转速时,两种激励方式的扩稳效果明显减弱,此时纳秒脉冲电源激励方式的扩稳效果更好.在压气机效率方面,纳秒脉冲电源对压气机设计点的效率影响更小,在40%设计转速时甚至能略微提升其设计点效率.实验结果表明,合理地选择激励方式有助于提高等离子体激励的扩稳效果,为实际压气机中基于介质阻挡放电等离子体激励扩稳措施的设计提供参考.

摘要：叶顶喷气已被证实能够有效拓宽轴流压气机的稳定工作范围。基于此,针对轴流压气机流动失稳控制,以叶顶喷气作为控制手段,采用比例电磁阀实现喷气量的实时可调,充分利用从微喷气到大喷气的扩稳能力。通过设计相应的DSP(Digital Signal Processing)控制器,实现信号采集、算法分析、控制信号输出的功能。并结合提出的互相关分析检测前失速先兆信号的方法,成功地实现了从动态信号检测到叶顶喷气的反馈控制。实验结果表明:基于比例电磁阀和DSP控制器的叶顶喷气控制,不仅在扩稳效果上和传统的定常喷气相当,而且能够节省大量的喷气能量,具有良好的应用前景。

摘要：为了区分不同类型的回火形式,以便可以对不同类型的回火施加不同的控制方法,引入试验设计(DOE)方法和方差分析方法数值分析了预混段长度L和预混段出口处水力直径D对回火形式和回火极限的影响。主要得到如下结论:L和D对回火极限均有显著影响,通过减少混合物在预混段内的停留时间可以同时改善燃烧诱导涡破碎(CIVB)回火和边界层回火;L/D存在两个临界值,当L/D≤(L/D)cri1时发生边界层回火,当L/D>(L/D)cri2时发生CIVB回火,当(L/D)cri1<L/D≤(L/D)cri2时可能只发生CIVB回火或两种回火形式共存;L/D通过改变CIVB回火发生所需的临界切向涡量值而作用于CIVB回火,L/D值越大,诱发CIVB回火所需的临界切向涡量值越小,越容易发生CIVB回火。

摘要：为现实乏风瓦斯逆流热氧化装置的快速参数设计,提出逆流热氧化装置的稳定运行判别条件。基于蓄热式换热模型的解,结合装置整体的能量平衡,首先对氧化装置的最低稳定运行甲烷体积分数进行了计算。结算结果表明:在低流速时,装置的最低稳定运行甲烷体积分数主要由装置的散热决定,此时流速提高,装置的最低稳定运行甲烷体积分数会降低;流速较高时,装置的最低稳定运行甲烷体积分数主要由装置的蓄热性能决定,此时流速提高,装置的最低稳定运行甲烷体积分数会升高。使用实验获得的最低稳定运行甲烷体积分数数据对模型计算结果进行验证,实验结果和模型的计算结果基本一致。进一步根据模型计算了乏风瓦斯逆流氧化装置稳定运行的通风量范围以及蓄热体需求量。

摘要：本文针对一台低速轴流单转子压气机,结合轴向倾斜缝与周向槽机匣处理扩稳机理,设计了轴向缝周向槽新型组合式机匣处理,通过实验研究和数值模拟的方法验证比较了前缝后槽式机匣处理相比于全槽、全缝及光壁机匣的扩稳效果。研究结果表明前缝后槽式机匣处理的扩稳效果与峰值效率损失均介于全槽与全缝机匣处理之间,即扩稳效果高于全槽机匣的7%,峰值效率高于全缝机匣1%。这说明该设计在一定意义上是一种有效的新型扩稳方式。

摘要：燃烧诱导涡破碎(combustion induced vortex breakdown,CIVB)回火是氢燃料旋流预混燃烧可靠运行所面临的重要问题之一。文中通过数值模拟分析了预混段长度L和预混段出口水力直径D对CIVB回火极限的影响。数值"试验"设计方案的选取借鉴试验设计(DOE)方法,而结果处理则采用方差分析方法。得到如下结论:L和D对回火临界当量比?cri和熄火因子Cquen都有显著影响,其中?cri对应LD2,Cquen对应LD;预混段结构通过改变混合物在预混段内的停留时间作用于CIVB回火极限,可以通过减小L或D改善CIVB回火的发生;此外,文中证实了回火极限与预混段几何结构间函数关系的存在,拓宽了已有时间尺度模型的应用范围。

摘要：针对一台高负荷单级斜流压气机轴向缝机匣处理搭建了基于B样条曲线造型的优化平台,并进行了多目标优化设计,根据优化得到的数据库分析了各设计参数对机匣处理效率与扩稳性能的影响规律。在优化所得的非劣解集中选择了三个典型轴向缝机匣处理设计,探究了其对于压气机效率与稳定性的影响规律和机制。结果表明轴向缝机匣处理在动叶叶顶区域通过抽吸作用施加了一股循环流动,减轻了叶顶与通道中的堵塞。综合考虑稳定裕度与效率指标,最终得到的轴向缝机匣处理设计在仅损失0.28%峰值效率的情况下得到了19.84%的稳定裕度扩宽量。