摘要：辐射传热是工业炉内的主要传热方式。尽管目前已具备其数值计算条件,然而,由于采用经验公式计算简单,易于反复校核,经验公式仍是工业炉设计初期计算辐射传热的主要手段。经验公式中的经验系数是影响其结果精度的关键因素,因此,本文采用数值模拟结果对传统炉内辐射传热计算模型(经验公式)予以修正。在参与性介质吸收系数为0.3 m^(-1),光学厚度为4.5(边长为15 m)的立方体辐射传热模型中,本文修模型可使误差由11.26%将至1.74%,并且将计算模型的适用范围由纯吸收介质拓展到散射介质了中,当光学厚度约为4.5,当散射反照率小于10%时,其误差小于2%。

摘要：针对高负荷压气机难以控制角区的二次流、叶片表面存在大规模边界层分离等技术瓶颈,本文提出了一种三维端壁型线的气动优化方法,对高负荷压气机轮毂型线优化进行了研究,并对所采用的方法进行了验证,开发了相应的优化系统。结果表明,所采用的端壁型线优化方法能有效抑制附面层分离,降低吸力面转角区域二次流的强度和规模。因此,叶片通道控制流动方向和优化流动条件的能力得到了扩展。压气机级的整体气动性能,如失速裕度和等熵效率也得到了提高。优化后,在通流能力较好的情况下,压气机级的气动效率达到了88.59%,提高了1.05%。本文提出的方法和相应的系统很好地促进了压气机气动设计系统的发展,具有良好的工程应用前景,为压缩系统获得更突出的通载能力和更好的流动结构提供了新的思路和解决方案。

摘要：立足“双碳战略”和能源革命,以国家能源动力行业人才需求为导向,以育人为根本、能力为重点、学习为中心、成效为标准,构建结构清晰的“三段式”教学体系。采用“三引入、一结合”的四位一体教学方法,设计融高阶性、创新性、挑战性于一体的拓展模块,推动课堂教学模式和课程考核方式的改革,打造“两性一度”的能源动力类专业“工程热力学”一流课程,建立明确的持续建设计划。

摘要：对某汽轮机补汽阀进行流场数值模拟计算,对比分析不同开度下阀门内部流场结构及壁面压力脉动,并通过改进阀门结构来改善流体的流动特性。结果表明:结构改进前,在中大开度下,流场蒸汽压力呈周期性剧烈变化,压力脉动的频率成分非常复杂;结构改进后,流场内涡流区域减小,压力脉动幅值显著下降,流动稳定性提高,压损减小,阀门通流能力得到提升,为补汽阀的结构设计和改型提拱了参考。

摘要：生物质焦利用过程中碳的转化水平决定后续利用的总体效率,而生物质焦的转化率一定程度上取决于生物质的理化结构。为探究稻壳高温快速热解过程中焦结构的演变,设计并搭建了稻壳高温快速热解系统。通过对稻壳热解停留时间和温度进行精确的控制,精确控制反应进程。以扫描电子显微镜、拉曼光谱、比表面积分析、傅里叶红外光谱等测量手段对所得稻壳焦的物理化学结构进行了表征。研究不同热解温度和停留时间下稻壳焦的产率、孔隙的种类与发展、化学官能团和碳结构的变化。结果表明,热解温度越高,停留时间越长,生物质焦产率越低,焦表面碎裂越明显,孔隙结构越发达。在热解温度为1300℃、停留13 s时,稻壳焦比表面积最大为141.17 m^(2)/g,孔径主要分布在2~10 nm,表面出现明显碎裂痕迹。热解温度升高和停留时间延长,使得稻壳焦的化学结构变得越来越脱氧,碳结构高度有序化,稻壳焦中具有6个及以上稠合苯环的芳环浓度增加。高温对稻壳焦中C—O键、—OH破坏明显,导致支链和桥键断裂,含氧官能团释放和碳骨架石墨化。表面碳元素主要是以C—C/C—H为主,停留时间5 s时含量从900℃的63.86%增加到1300℃的68.27%。而C—H、C—O、C=O和COO—含量均有不同程度的降低。表面氧元素主要以COO和COOH为主。随着热解温度升高,稻壳焦中苯环数量逐渐减少,芳香环平均数增加,表面亚甲基数量减少,碳活性降低。总结稻壳焦结构演化规律将为优化热解条件、提高热解效率及后续稻壳焦燃烧和气化利用提供参考。

摘要：转子系统的临界转速是航空发动机设计过程中的重要参数。在临界转速远离工作转速时,转子系统才能安全可靠的工作。如何设计转子系统的结构使设计后的临界转速达到要求,而且结构改变量尽可能小,是转子动力学最优化设计研究的重点之一。在分析已有研究模型的基础上增加约束条件提出一种更完善的临界转速最优化设计模型,无需考虑设计变量个数和设计临界转速个数的关系,及预先给定的临界转速是否可在设计变量对应的临界转速空间内取到,均能找到满意的设计方案。针对该模型的最优化求解,设计出一种结合遗传算法和复合形方法的混合遗传算法,可以有效的提高搜索到全局最优解的搜索速度。对一转子系统进行临界转速优化设计,验证了该模型可以有效的取得满足设计要求的最优设计方案,适用于工程实际的转子系统临界转速最优化设计过程。

摘要：为了研究水泵水轮机不同工况下的运行稳定性,采用FLUENT软件对模型水泵水轮机转轮和无叶区的流态、熵产率分布、压力脉动进行了数值模拟,并将数值模拟结果与试验进行了对比.结果表明:数值计算的压力脉动数据与试验值吻合较好,旋涡引起的速度梯度和压力梯度剧烈变化是水泵水轮机内部高能量损失的根本原因.相较于设计工况,小流量工况时转轮叶片吸力面水流的流动分离和旋转失速会导致此处熵产率较高,叶片吸力面压力脉动主频和第2主频幅值最大;大流量工况时动静干涉作用占主导,无叶区的熵产率最大,相应的无叶区压力脉动主频幅值也最大.由此可见,各工况下主流区熵产率和压力脉动具有强相关性,熵产率大的区域,压力脉动也较大.

摘要：为探究水泵水轮机组因频繁改动活动导叶开度而引起的机组不稳定运行机理,基于熵产理论与涡量理论,采用数值模拟与试验相结合的方法,针对水泵水轮机小流量、高效率和大流量这3种工况开展能量损失特性分析.结果表明:随着活动导叶开度的增加,转轮区域总涡量值增大,高涡量值分布区域及主流区熵产率先减小后增大,壁面熵产率增大;能量损失与流态紊乱程度呈正相关,转轮区域的旋涡流、冲击、摩擦等现象是引起能量损失的重要原因.对相同工况模型进行试验,其结果与数值模拟结果类似,此研究结果为水泵水轮机的设计与效率提升提供了重要依据.

摘要：鼓泡流化床因其较高的传热特性以及较好的相间接触已经被广泛应用于工业生产中,而对鼓泡流态化气固流动特性的充分认知是鼓泡流化床设计的关键.在鼓泡流化床中,气泡相和乳化相的同时存在使得床中呈现非均匀流动结构,而这种非均匀结构给鼓泡流化床的数值模拟造成了很大的误差.基于此,以气泡作为介尺度结构,建立了多尺度曳力消耗能量最小的稳定性条件,构建了适用于鼓泡流化床的多尺度气固相间曳力模型.结合双流体模型,对A类和B类颗粒的鼓泡流化床中气固流动特性进行了模拟研究,分析了气泡速度、气泡直径等参数的变化规律.研究表明,与传统的曳力模型相比,考虑气泡影响的多尺度气固相间曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系是一条分布带,建立了控制体内曳力系数与局部结构参数之间的关系.通过模拟得到的颗粒浓度和速度与实验的比较可以发现,考虑气泡影响的多尺度曳力模型可以更好地再现实验结果.通过A类和B类颗粒的鼓泡床模拟研究发现,A类颗粒的鼓泡床模拟受多尺度曳力模型的影响更为显著.

摘要：目前,焚烧工艺被世界各国认为是污泥处理中的最佳实用技术之一。针对我国油田的油污泥情况,提出一种采用异密度循环流化床燃烧技术处理油污泥的方法。该方法能以较低的运行成本对油污泥进行资源化洁净利用,降低石油开采成本,实现危险污染物的无害化、减量化、资源化处理,解决环境污染问题。详细介绍了流化床焚烧处理的工艺流程、技术特点和1台20 t/h循环流化床焚烧油污泥锅炉的设计参数和结构。