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- 一种太阳能辅热湿空气压缩空气储能发电系统及方法
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- 进气温度和含湿量对湿空气透平循环燃烧室实现柔和燃烧的影响研究
- 2024年
- 本文基于甲烷柔和燃烧的简化化学反应器网络模型,研究了空气进气温度和含湿量对湿空气透平(HAT)循环燃烧室内实现柔和燃烧的影响。针对HAT循环三种典型工况的研究结果表明:空气进口温度和燃烧室头部温度越高越容易实现柔和燃烧。空气含湿量对实现柔和燃烧的临界回流比的影响可以忽略,但空气含湿量的增加会引起点火延迟时间的延长,该影响持续至蒸汽含量达到其临界值,这有利于未燃反应物与烟气的充分掺混。当空气进口温度从381 K上升到881 K时,实现柔和燃烧的临界回流比下降了70%。空气加湿抑制NOx生成效果随着空气进口温度升高变得更加显著。随着空气进口温度的升高,由于热力型NO占主导地位,增加含湿量使得热力型NO迅速下降,而加湿引起快速型NO增加的效果不显著,从而使得整体NOx下降。针对模型柔和燃烧室的实验结果表明:绝热火焰温度在1 650~2 050 K内,热负荷36~59 k W条件下,不同含湿量(Ω=0~0.2 kg/kg)和不同空气进口温度(381,503,640 K)的NOx排放均低于1×10^(-5)@15%O2,而CO排放在含湿量0~0.1 kg/kg范围内同样能保持1×10^(-5)@15%O2以下。上述结果表明,该模型燃烧器能够在不同空气含湿量和空气进口温度下均保持较低的污染物排放。
- 朱子儒刘志刚熊燕熊燕
- 关键词:燃烧室湿空气透平NOX排放
- 湿空气在全尺寸压水堆燃料组件中的自然循环特性试验及理论研究
- 2024年
- 为开发一种不依赖于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)结果的燃料组件自然循环特性分析模型,以研究乏燃料水池在发生冷却剂丧失事故后的自然循环特性,本研究基于全尺寸压水堆燃料组件压降实验结果对Darcy-Forchheimer模型进行了修正,以预测湿空气流过燃料组件的压降,然后建立了燃料组件自然循环流量和峰值包壳温度的分析预测模型,并考虑了空气的相对湿度对模型计算结果的影响。结果表明:该模型可较为准确地预测不同加热功率下燃料组件的自然循环流量和峰值包壳温度,与实验测量值相比误差分别在25%和20%以内。并利用该模型研究了总加热功率、环境温度和相对湿度对燃料组件自然循环流量和峰值包壳温度的影响。因此,本研究所开发的模型可用于压水堆全尺寸燃料组件的自然循环特性研究。
- 黎磊磊刘茂龙倪嵩王小文刘利民顾汉洋
- 关键词:乏燃料水池燃料组件湿空气
- 湿空气含湿量对燃气轮机透平叶片复合冷却性能影响的实验与数值研究
- 2024年
- 为了探究以湿空气作为冷却介质时透平叶片冷却的复合冷却性能,结合实验和数值方法探究了湿空气含湿量对透平叶片湿空气冷却性能的影响。以GE-E 3叶型为基础,建立了带有冲击冷却、U型带肋通道冷却、柱肋冷却、尾缘劈缝以及气膜冷却结构的复合冷却透平叶片。测量了不同冷气与主流质量流量比条件下,采用不同湿空气含湿量的湿空气作为冷却工质时50%叶高处叶片表面温度分布。实验结果表明,在不同的主流温度下,增加湿空气含湿量均能降低叶片表面温度。在主流进口温度分别为473、873 K条件下,采用含湿量分别为163.0、173.8 g/kg的湿空气作为冷却工质时,相较于17 g/kg的湿空气冷却工况,叶片表面冷却效率分别提高了9%~11%和7%~9%,叶片表面温度分别降低了4.1~5.2 K和19.0~21.3 K。数值研究结果表明:带γ-θ转捩模型的SST k-ω模型能够更为准确地预测湿空气冷却时的叶片表面的温度分布;湿空气含湿量的增加能够整体提高叶片表面冷却效率,叶片表面冷却效率的变化在气膜覆盖区域更为显著。
- 李健武吴昕谢昌亚庞春凤刘双白李亮
- 关键词:透平叶片含湿量
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