检索结果-南通市图书馆

旋流波瓣混合器对ATR燃烧室的特性影响研究

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航空动力学报 2024年

作者：宋权斌肖和波李新卓王张翔常薛峰胡斌长沙理工大学能源与动力工程学院中国科学院工程热物理研究所

旋流波瓣混合器可以促进空气涡轮火箭燃烧室内空气与富燃燃气的高效混合，提升发动机燃烧室燃烧效率。基于发动机地面工况下燃烧室进口参数，通过数值模拟的方法，对比了四种波瓣旋转角度(0°、3°、5°、7°)对燃烧室波瓣尾缘涡量和温... 详细信息

旋流波瓣混合器可以促进空气涡轮火箭燃烧室内空气与富燃燃气的高效混合，提升发动机燃烧室燃烧效率。基于发动机地面工况下燃烧室进口参数，通过数值模拟的方法，对比了四种波瓣旋转角度(0°、3°、5°、7°)对燃烧室波瓣尾缘涡量和温度分布的影响，从燃烧效率、压力损失和热混合效率三方面对不同波瓣旋转角度下的发动机性能进行了分析。研究结果表明：波瓣进行旋转可以增强流向涡强度，促进热混合效率提升，波瓣旋转角度为5°时热混合效率提升了1.2%；波瓣旋转角度为5°时的燃烧效率最高，出口燃烧效率比常规波瓣混合器提升了3.35%；燃烧室总压损失主要由燃烧反应引起，波瓣旋转会增强燃烧效果，并一定程度增大压力损失。

关键词：小型ATR发动机旋流波瓣混合器流向涡燃烧效率

微型燃气轮机改烧氨气/氢气混合燃料的数值模拟研究

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热能动力工程 2023年第5期38卷 146-153页

作者：宋权斌赵仙娟宋彦庆刘瑞长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410000

通过数值模拟对某80 kW微型燃气轮机环形低氮燃烧室进行适当的改造并对其燃烧及NOx生成特性进行研究。研究结果表明:将烧天然气燃料的燃烧室改烧氨/氢混合燃料,在输出功率相同时燃料体积流量增大,通过增加燃料进气喷嘴的直径来降低燃料... 详细信息

通过数值模拟对某80 kW微型燃气轮机环形低氮燃烧室进行适当的改造并对其燃烧及NOx生成特性进行研究。研究结果表明:将烧天然气燃料的燃烧室改烧氨/氢混合燃料,在输出功率相同时燃料体积流量增大,通过增加燃料进气喷嘴的直径来降低燃料的进气速度;当掺氢比为0.3时,该结构的燃烧室燃烧不充分,燃烧效率达不到要求;当掺氢比在0.35~0.5、燃料华白数在19.9~21.7范围内变化时,该燃烧室可以实现高效稳定的燃烧,性能接近燃烧天然气燃料;氨/氢混合燃料中掺氢比增大,则NOx排放量也快速增大;由于燃料型NOx排放量占主导地位,该微型燃气轮机燃烧室不能实现低NOx燃烧,NOx排放远超国家标准,需要加装脱硝装置才能实际应用。

关键词：微型燃气轮机燃烧室氨气/氢气混合燃料掺氢比数值模拟 NOx排放

对转盘腔轮缘斜向密封几何对燃气入侵影响的数值研究

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航空动力学报 2023年

作者：宋彦庆隋秀明佟鑫宋权斌赵巍赵庆军中国科学院轻型动力创新研究院长沙理工大学能源与动力工程学院中国科学院工程热物理研究所中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联供系统北京市重点实验室中国科学院大学航空宇航学院

采用数值模拟方法研究了高压轮缘斜向密封几何对燃气入侵的影响，结果表明：小封严冷气流量下，高压轮缘末端径向扩张引起轮缘间隙内压力梯度减小，延缓了低压轮缘边界层分离，而高压轮缘径向扩张引起下端区主流流速增大，流体抵抗逆压... 详细信息

采用数值模拟方法研究了高压轮缘斜向密封几何对燃气入侵的影响，结果表明：小封严冷气流量下，高压轮缘末端径向扩张引起轮缘间隙内压力梯度减小，延缓了低压轮缘边界层分离，而高压轮缘径向扩张引起下端区主流流速增大，流体抵抗逆压梯度能力增强，上述因素综合作用导致轮缘间隙内封严涡涡核径向位置上移，受封严涡卷吸而发生的燃气入侵程度减弱，封严效率因而提升46.95%；随着封严冷气流量的增大，盘腔内封严冷气压力逐渐提升，冷气出流能力增强导致封严效率逐渐提升，高压轮缘径向扩张诱发的封严涡涡核径向上移作用效果弱于冷气流量增大对封严效率的影响，因而随着冷气流量的增加，封严效率的提升幅度逐渐减小。

关键词：燃气入侵对转涡轮对转盘腔斜向轮缘密封封严效率

重型合成气燃气轮机掺烧高氢弛放气的实验研究

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工程热物理学报 2010年第2期31卷 327-330页

作者：宋权斌房爱兵张彦徐纲中国科学院先进能源动力重点实验室工程热物理研究所北京100190 兖矿国泰化工有限公司山东滕州277527

中国首座煤气化之多联产示范工程已经运行2年多,基于该系统迄今累积的运行实践,计划将甲醇合成过程产生的弛放气掺入合成气中供给燃气轮机作为燃料,以达到优化工艺流程和节能减排的目的。燃气轮机燃料的改变,需要修改合成气喷嘴并进行... 详细信息

中国首座煤气化之多联产示范工程已经运行2年多,基于该系统迄今累积的运行实践,计划将甲醇合成过程产生的弛放气掺入合成气中供给燃气轮机作为燃料,以达到优化工艺流程和节能减排的目的。燃气轮机燃料的改变,需要修改合成气喷嘴并进行燃烧室性能试验,本文在中压全尺寸燃烧室试验台上,对该型合成气燃烧室(修改型)掺烧高氢弛放气进行了燃料耐受性试验。试验结果表明,燃烧室头部锥罩温度和火焰筒壁温都位于允许的范围,燃烧室出口温度场品质有略微降低,燃烧稳定性有略微改善,NO_x排放浓度呈现增加趋势。

关键词：燃气轮机燃烧室合成气弛放气

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合成气稀态预混燃烧器设计

工程热物理学报 2012年第6期33卷 1061-1064页

作者：邢双喜房爱兵宋权斌徐纲聂超群中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100190

稀态预混燃烧技术是实现合成气超低污染物排放利用的一条较为有前景的途径,然而预混燃烧中的燃烧稳定性问题是威胁燃气轮机安全运行的关键问题。为了研究合成气稀态预混燃烧过程的燃烧不稳定性问题,本文设计了一个模型燃烧试验器,并采... 详细信息

稀态预混燃烧技术是实现合成气超低污染物排放利用的一条较为有前景的途径,然而预混燃烧中的燃烧稳定性问题是威胁燃气轮机安全运行的关键问题。为了研究合成气稀态预混燃烧过程的燃烧不稳定性问题,本文设计了一个模型燃烧试验器,并采用详细化学反应模型进行了数值计算,对其流场特性、预混效果及NO_x排放特性进行了详细分析。

关键词：燃气轮机预混径向旋流器数值模拟

射频等离子体压力传感器及其在动态压力测量中的应用

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南昌大学学报（理科版） 2022年第2期46卷 256-265页

作者：宋权斌莫辛李帆杜娟罗海云聂超群长沙理工大学湖南长沙410114 中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室北京100190 中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190 中国科学院轻型动力创新研究院中国科学院中国科学院大学北京100190 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

为精确测量高温高压严苛环境下的动态压力数据,本文设计了一种基于射频等离子体原理的压力传感器,并研究了该传感器在不同电源输出功率时对气压变化的响应规律,及不同温度环境下的工作特性,最后利用该传感器在低速轴流压气机实验台上进... 详细信息

为精确测量高温高压严苛环境下的动态压力数据,本文设计了一种基于射频等离子体原理的压力传感器,并研究了该传感器在不同电源输出功率时对气压变化的响应规律,及不同温度环境下的工作特性,最后利用该传感器在低速轴流压气机实验台上进行了叶顶动态压力场的测量。实验结果表明,射频等离子体压力传感器电极间隙为220μm时,气压从0.4 atm升高到4.5 atm,灵敏度为0.22 V/kPa;标准大气压下环境温度从25℃上升到400℃时,传感器两端维持电压基本不变,说明该传感器在此温度范围下不具有温度敏感性;低速轴流压气机叶顶动态压力场测量实验结果表明,等离子体压力传感器和Kulite压阻式传感器具有同样捕捉叶片通过频率和叶顶泄漏流的自激非定常特征频率的能力。

关键词：射频等离子体压力传感器温度敏感性动态测量

不同喷嘴结构合成气燃烧室动态特性的实验研究

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工程热物理学报 2011年第6期32卷 1053-1057页

作者：宋权斌房爱兵徐纲徐燕骥邢双喜黄伟光中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所) 北京100190 中国科学院研究生院北京100080

通过中压全尺寸燃气轮机燃烧室测试平台的合成气燃烧试验,对单喷嘴和多喷嘴燃烧室的动态特性进行了比较分析。在本文的测试工况下,燃烧室没有产生强烈的热声振荡,所有的燃烧过程都很稳定,说明喷嘴的设计是合理的。多喷嘴燃烧室在相似工... 详细信息

通过中压全尺寸燃气轮机燃烧室测试平台的合成气燃烧试验,对单喷嘴和多喷嘴燃烧室的动态特性进行了比较分析。在本文的测试工况下,燃烧室没有产生强烈的热声振荡,所有的燃烧过程都很稳定,说明喷嘴的设计是合理的。多喷嘴燃烧室在相似工况下动态压力幅值比单喷嘴燃烧室要小一半以上,功率谱曲线相对平滑,说明多喷嘴燃烧室确实能降低燃烧噪声。单喷嘴和多喷嘴燃烧室在某些工况下都出现了低于10 Hz的极低频压力振荡,且振荡功率相对较大,可能会产生较大的危害,需要进一步研究其产生的机理和抑制方法。本文的研究结果为高氢燃气轮机的设计和改造提供了参考。

关键词：燃气轮机燃烧室合成气热声振荡动态特性

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周向畸变条件下压气机失速先兆分布特征

航空动力学报 2021年第7期36卷 1356-1366页

作者：李继超雷建伟刘洋杜娟卢绪祥宋权斌中国科学院轻型动力创新研究院北京100190 中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室北京100190 中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 长沙理工大学能源与动力学院长沙410114

在低速单转子轴流压气机实验台上开展了周向插板式畸变实验研究,通过安装在叶顶前缘的动态压力传感器和转子出口的梳状五孔探针获取不同插板高度下畸变进气失速特性,结合实验及数值模拟,并采用时域分析法和一维连续小波方法对失速先兆... 详细信息

在低速单转子轴流压气机实验台上开展了周向插板式畸变实验研究,通过安装在叶顶前缘的动态压力传感器和转子出口的梳状五孔探针获取不同插板高度下畸变进气失速特性,结合实验及数值模拟,并采用时域分析法和一维连续小波方法对失速先兆传播特性及失速先兆尺度进行了分析。研究结果表明,失速先兆总是在叶顶前缘位置首先出现,然后由叶顶前缘沿轴向传播至转子出口叶顶位置,之后沿径向传播由叶顶向叶根发展直至失速团占据整个径向叶高。同时,随着畸变强度增加,失速先兆传播速度逐渐增加,且尺度不断增大,从突尖型失速先兆变为长尺度型失速先兆。

关键词：周向插板式畸变失速特性失速先兆失速团畸变强度

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贫燃料预混燃烧的回火特性研究

工程热物理学报 2006年第5期27卷 871-874页

作者：田颖徐纲宋权斌崔玉峰房爱兵聂超群中国科学院工程热物理研究所北京100080

回火问题是贫燃料预混燃烧面临的主要问题之一。本文采用计算和实验相结合的方法研究甲烷与富氢合成气贫预混燃烧的回火现象,得到不同燃料、不同稳定方式之间的回火特性。研究结果表明,回火极限可以关联为丕雷数模型,环形稳定器的回火... 详细信息

回火问题是贫燃料预混燃烧面临的主要问题之一。本文采用计算和实验相结合的方法研究甲烷与富氢合成气贫预混燃烧的回火现象,得到不同燃料、不同稳定方式之间的回火特性。研究结果表明,回火极限可以关联为丕雷数模型,环形稳定器的回火稳定性最好,其次为杆稳定器,旋流稳定器的稳定性最差;环形稳定的甲烷预混火焰的回火过程为边缘稳定,适当加入边缘空气同轴射流后变为中心回火,且同轴射流速度存在最佳范围可以提高回火稳定性。

关键词：预混燃烧回火富氢合成气丕雷数模型