摘要：燃气锅炉较高的排烟温度是制约其热效率提高的重要因素之一。本文采用水-蒸汽泵技术回收燃气锅炉烟气潜热,针对兆瓦级燃气锅炉建立理论模型,分析提高热网回水温度、空气温度和湿度及过量空气系数等因素对燃气锅炉热效率的影响规律,并对锅炉的热力性能进行了优化分析。结果表明:当热网回水温度为45℃、空气温度为0℃、空气相对湿度为60%时,燃气锅炉的排烟温度可降低至26.2℃,热回收效率可达到83.6%,锅炉热效率可达到106.6%;随着热网回水温度的升高,系统回收烟气潜热的能力逐渐降低,当热网回水温度超过68℃时,系统不能回收烟气潜热;空气温度和过量空气系数对锅炉热效率的影响相对较小;以7 MW热负荷锅炉为例,对水-蒸汽泵回收潜热进行了初步技术经济分析,表明投资回收期约为7年。

摘要：为减小叶型损失,在压气机叶栅叶片表面布置沿流向的对称V形微沟槽,采用数值模拟方法研究了沟槽宽度和顶角、沟槽间隔、沟槽覆盖范围、进口湍流度以及来流马赫数对叶栅气动性能的影响。结果表明,总压损失降低主要由吸力面沟槽产生,合理匹配沟槽几何参数、覆盖范围以及来流条件,可实现较优的减损效果。对吸力面局部带沟槽结构,相同冲角下无间隔沟槽的减损效果优于有间隔沟槽的减损效果,当无间隔沟槽顶角度为60°时减损效果最优;相同沟槽结构的减损效果与冲角相关。来流湍流度增加使得相同冲角下光滑叶片和带沟槽叶片的总压损失增大,相同沟槽结构在同一冲角下的减损效果及最优减损效果对应的冲角受来流湍流度影响。冲角不变时相同沟槽结构的减损效果随来流马赫数增大整体呈下降趋势,最佳减损效果对应的无量纲沟槽宽度和具有减损效果的无量纲沟槽宽度范围不同。当保持沟槽无量纲宽度不变和沟槽其它参数不变时,不同来流马赫数条件下的最佳减损效果及其对应的冲角不同,较低来流马赫数条件下最佳减损效果更突出。微沟槽能够减小壁面平均剪切应力和湍动能,降低湍流边界层损失,同时能够推迟边界层流动分离,使得叶型损失降低。

摘要：水合盐相变储热技术具有储热密度高、成本低等优势,在清洁供暖中具有广阔应用前景。本研究设计并搭建了以三水合乙酸钠作为储热材料,以圆柱形相变材料封装单元作为基础单元的填充床相变储热装置。通过实验研究填充床储热装置的运行特性,研究了流量和储热温度对装置的储释热用时、出口温度、热效率及储热密度的影响。实验结果表明:提高储热温度和增大流量可缩短储热用时、提升热效率和储热密度。储热装置的热效率可达94.73%,储能密度可达71.77 kW·h/m^(3)。

摘要：为满足国家“双碳”目标下煤炭清洁高效利用领域的迫切需求,在工业锅炉、电站锅炉等领域开发了煤粉预热燃烧技术。煤粉先进入流态化预热燃烧器中高温改性,再进入锅炉炉膛分级配风燃烧,从而实现了煤高效、低氮燃烧,并在1台60 t/h煤粉锅炉上进行了技术验证。锅炉侧墙对冲布置了2只预热燃烧器,单只预热燃烧器设计热功率为26 MW,以烟煤为原料,在10%~100%负荷范围开展了6个不同负荷的锅炉运行特性和NOx排放特性试验研究,结果表明:该锅炉在各负荷下运行状态稳定、良好,无助燃条件下实现了10%超低负荷稳定运行;预热燃烧器各参数合理、循环状态稳定,满足锅炉宽负荷的运行要求;负荷下锅炉燃烧效率均在97%以上,10%、20%负荷下锅炉热效率大于85%,30%及以上负荷锅炉热效率均在90%以上;通过调整配风,锅炉各负荷下NO_(x)原始排放均低于50mg/m^(3)(φ(O2)=9%)。60 t/h煤粉预热燃烧锅炉的成功示范,为煤粉高效清洁灵活燃烧技术的发展和应用提供了重要支撑。

摘要：针对某型号燃烧室压力模化试验台高温高压管道展开设计,管道试压过程发生膨胀节变形,根据现场实际变形情况开展原因分析,提出膨胀节及试验台管道优化改进方案,通过开展有限元分析,论证了方案的可行性。根据优化改进方案进行现场调整,并开展高温高压联调测试,验证了优化改进方案的可行性。

摘要：目的揭示脱落冰形状、运动轨迹和姿态对航空发动机风扇转子叶片的撞击损伤规律,增强叶片的抗冰撞击能力。方法采用LS-DYNA进行数值模拟,开展脱落冰与叶片的撞击过程和叶型改进设计研究。结果叶片的撞击损伤程度受脱落冰结构强度的影响,在同样的撞击条件下,叶片受球体冰撞击损伤最严重,而受片体冰撞击损伤最轻。叶片的损伤程度由叶片和脱落冰之间的相对速度和叶片切割冰块的质量共同决定,叶片切割脱落冰的质量越大,塑性变形越严重。当脱落冰入射角为45°时,叶片损伤最严重,对叶片的最大撞击力为17828 N,最大内能达到126 J;当冰片从原始姿态绕y轴旋转90°时,对叶片前缘的撞击载荷最大,叶片塑性变形最严重。改进后,叶片受沿45°入射角脱落冰撞击后最大内能减小16%,失速裕度提高16.2%,峰值效率提高0.33%。结论跨音速风扇转子撞击损伤位置在前缘附近,增大叶片进口几何角和局部厚度能显著提高叶片抗冰撞击能力。

摘要：为了使空气涡轮火箭发动机(ATR)从慢车快速、稳定和准确地加速到最大状态,以ATR发动机燃气发生器流量和尾喷管喉部面积为控制变量,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)建立了发动机控制器参数多目标优化方法。将超调量、稳态误差、上升时间及误差积分值四个指标以加权的形式作为目标函数,引入执行机构超调惩罚机制,建立了PI控制器参数Pareto最优解集,完成了ATR发动机从慢车加速到最大状态的动态过程仿真。结果表明,将双回路多个控制性能指标以加权的形式组合作为目标函数,可以获得均匀分布的Pareto前沿;联合应用多目标优化方法和基于熵权法的优劣解距离法(TOPSIS),能够在双回路耦合下获得满足设计要求的ATR发动机动态特性,极大地缩短了人工整定控制器参数的时间;在加速过程中,多目标优化方法将涡轮膨胀比上升时间作为目标函数之一,与尾喷管面积开环控制动态过程相比,可以使涡轮膨胀比更早到达目标值,共同工作线远离喘振边界。

摘要：为保证低成本航空发动机控制器在低温环境中稳定工作,设计了一种基于聚酰亚胺(polyimide, PI)加热膜的加热方案。对该加热方案在恒温阶段和升温阶段的加热效果进行了数值仿真分析以及实验验证,仿真与实验结果表明:该方案可以满足控制器的保温需求以及快速升温需求。针对主板元件在升温过程中温度均匀性较差的问题,提出了一种基于遗传算法的加热膜几何形状优化方法,对遗传算法的交叉操作流程和变异操作流程进行了改进,以满足加热膜在实际应用时受到的限制:加热膜布置区域必须为连通域、加热膜覆盖面积保持不变。使用该方法对主板加热膜的几何形状进行了优化,并对优化后的加热效果进行了仿真分析,仿真结果验证了该优化方法的有效性。

摘要：通过建立一种可变后掠翼结构,采用预紧力扭簧作为展开动力,并结合电磁销锁紧、挡块机构缓冲、圆盘和弹簧销实现后续连杆机构的变后掠过程。该串联翼结构能在发射箱内实现机翼的瞬间展开和后续稳定变后掠飞行。通过理论计算验证了整体结构的可行性,扭簧逆推线径在3.019~5.000 mm范围内。运动仿真模拟结果显示,在0.1 s内机翼展开到指定位置时,扭簧最佳预紧力为205 N,上翼前缘最大速度达27.9142 m/s,最大加速度为20843.9513 m/s2,最危险点发生在0.1000 s,整个展开过程在0.9300 s停止。根据这项研究,这种结构在导弹的发射和飞行方面具有实际应用潜力,可以在现有技术的基础上明显提升储运效率,并增强其适应复杂飞行环境的能力。

摘要：2021年我国CO_(2)排放约120亿t,碳减排压力巨大。为实现双碳目标,将CO_(2)转化为CO等基础化工原料是减排CO_(2)、实现其资源化利用的重要途径。采用自主设计的连续给料流态化立式炉装置,以榆林半焦为原料,在CO_(2)气氛下考察了温度(900~1100℃)对半焦非催化还原CO_(2)的影响,并对底渣和飞灰(灰渣)的理化特性进行了表征。结果显示:随着温度的升高,CO_(2)还原率、CO_(2)转化率、CO体积分数、碳转化率以及煤气热值均增大,而CO_(2)体积分数大幅下降,CO_(2)被有效转化为CO,但是在温度超过1050℃后,增长趋势变缓。温度为1050℃时气体组分中CO占64%左右,CO_(2)占30%左右,CO_(2)还原率为50.37%,CO_(2)转化率为0.72 m^(3)/kg。随温度上升,榆林半焦颗粒表面由光滑致密向多孔、海绵状、粗糙过渡,底渣比表面积均超过300 m^(2)/g,比表面积变化存在先上升后下降趋势,飞灰比表面积比半焦最高提升36倍,底渣比表面积比半焦最高提升63倍,灰渣平均孔径降低超过50%。拉曼光谱分析表明,灰渣的活性点位有所增加,石墨化程度降低,由于反应环境不同,底渣的石墨化程度较高;温度上升会加剧CO_(2)与碳的反应,灰渣的活性点位容易被消耗,在1000~1050℃灰渣石墨化程度相对低,活性点位相对多。底渣和飞灰反应活性优于榆林半焦,动力学分析显示飞灰与CO_(2)的反应活化能更低,这为进一步高温转化提供了有利条件。