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锅炉燃烧火焰的脉动频率特征

锅炉技术 2023年第6期54卷 42-46页

作者：黄埔楼波李森浩周达恒华南理工大学电力学院广东广州510641

锅炉燃烧火焰包含信息众多,其中脉动频率和锅炉运行时的效率有着密切联系,进而对锅炉经济运行有实际指导意义。以某660 MW机组锅炉稳定燃烧时炉膛火焰为研究对象,借助于图像处理和频谱分析技术,从火焰面积变化的角度处理得到锅炉稳定燃... 详细信息

锅炉燃烧火焰包含信息众多,其中脉动频率和锅炉运行时的效率有着密切联系,进而对锅炉经济运行有实际指导意义。以某660 MW机组锅炉稳定燃烧时炉膛火焰为研究对象,借助于图像处理和频谱分析技术,从火焰面积变化的角度处理得到锅炉稳定燃烧时火焰平均脉动频率,并结合锅炉运行时工况数据,建立了平均脉动频率与锅炉运行时负荷、热效率、飞灰含碳量之间的关系。在一定范围内,平均脉动频率越大,其对应工况的负荷往往也越大,热效率越高,飞灰含碳量越少。

关键词：锅炉燃烧火焰脉动频率分形维数燃烧效率图像处理频谱分析

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不同膨胀比下气体射流流场结构及脉动频率

煤炭学报 2021年第12期46卷 3883-3890页

作者：陈长江刘勇魏建平汤积仁重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地) 河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

磨料气体射流的破岩情况决定于磨料加速效果,而气体流场的时空特征是决定磨料分布和加速的最重要因素。又根据膨胀比β(射流压力和环境压力的比值)会影响气体流场空间结构及脉动频率。因此,基于膨胀比β研究了超音速气体射流流场的时空... 详细信息

磨料气体射流的破岩情况决定于磨料加速效果,而气体流场的时空特征是决定磨料分布和加速的最重要因素。又根据膨胀比β(射流压力和环境压力的比值)会影响气体流场空间结构及脉动频率。因此,基于膨胀比β研究了超音速气体射流流场的时空演化规律。为研究气体射流流场时空特征,采用纹影试验获取了不同膨胀比下气体流场的灰度照片,并通过建立灰度值与密度值转换模型,计算了流场密度,得到了流场空间结构。又通过对纹影照片进行时域与频域转换,获取了流场频谱,得到了流场的脉动频率。结果表明:膨胀比β可显著影响超音速气体射流流场的空间结构及脉动强度。当膨胀比β=1时,气体射流处于完全膨胀状态,流场核心段没有明显的波节结构,气流密度变化平缓,脉动频率集中于100 Hz;随着膨胀比β增加至1.12时,超音速气流出现轻微的膨胀-压缩,气流密度沿射流轴线方向变化加剧,流场核心段出现明显波节结构,等速核长度较长,此时,流场脉动强,同时存在多个脉动主频率;继续增加膨胀比β至2时,气流密度沿射流轴线方向交替出现剧增、剧降,等速核长度快速衰减,但此时,流场的脉动受到抑制,脉动频率迅速减小。再继续增加膨胀比β,气体出喷嘴后,密度会迅速衰减为环境密度值,流场振荡性减弱,脉动频率再次稳定于100 Hz。

关键词：气体流场脉动频率膨胀比纹影试验密度场

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层叠式三片串联压电俘能器的设计与实验

液压与气动 2024年第1期48卷 31-37页

作者：孙振菊赵海霞刘航史伟杰罗小辉青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

针对液压系统中低功耗电子元件使用电池供电时,存在续航短、更换困难等弊端,提出了一种收集压力脉动能量的层叠式三片串联压电俘能器。针对该压电俘能器,实验分析了静态压力、脉动频率、负载电阻等参数对俘能特性的影响。结果表明,频率... 详细信息

针对液压系统中低功耗电子元件使用电池供电时,存在续航短、更换困难等弊端,提出了一种收集压力脉动能量的层叠式三片串联压电俘能器。针对该压电俘能器,实验分析了静态压力、脉动频率、负载电阻等参数对俘能特性的影响。结果表明,频率与静态压力相同时,输出电压会随着负载电阻的增加而增大,最终趋于平缓,而且输出电压在电阻相同时会随着频率的增加而增大,频率为100 Hz,压力为3 MPa时,800 kΩ处输出电压最高可达9.52 V;输出功率先增大后减小,即存在最佳电阻使输出功率达到最大,且不同频率下使俘能器达到最大输出功率的负载电阻不同,频率为100 Hz,压力为3 MPa时,100 kΩ处输出的平均功率最大可达368.45μW。

关键词：压电俘能串联连接压力脉动脉动频率负载电阻

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脉动水力压裂频率与流量对裂隙演化的作用

中国矿业大学学报 2021年第6期50卷 1067-1076页

作者：李全贵武晓斌翟成胡千庭倪冠华闫发志徐吉钊张跃兵重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266510

脉动水力压裂能够通过强化煤体的疲劳损伤破坏有效改善煤层渗透特性,脉动频率和流量是影响脉动水力压裂煤岩致裂效果的关键参量,但是针对脉动频率和流量对煤岩水力压裂裂隙演化的影响机制研究还不够充分.依托研制的可以持续产生一定频... 详细信息

脉动水力压裂能够通过强化煤体的疲劳损伤破坏有效改善煤层渗透特性,脉动频率和流量是影响脉动水力压裂煤岩致裂效果的关键参量,但是针对脉动频率和流量对煤岩水力压裂裂隙演化的影响机制研究还不够充分.依托研制的可以持续产生一定频率脉动压力波的脉动水力压裂实验系统,开展了不同脉动频率和流量的脉动水力压裂物理相似实验,分析了静压压裂与脉动压裂压力曲线、声发射能量率、累积能量以及试件宏观破裂形态.结果表明:相同流量时,和静压压裂对比,脉动压裂在增压阶段和峰值阶段表现出不同的特征,其压力上升趋势呈"内凹"特征,后期增速高于前期,且疲劳作用时间长,破裂压力低,裂隙扩展形态复杂,随着脉动频率降低,这些特征更加明显;相同脉动频率时,流量越小,疲劳作用时间长,破裂压力低,裂隙越发育.在作用效果上,脉动频率和流量有一定的相似之处,脉动频率和流量越高,压裂效果越接近静压压裂,而在作用机理上,脉动频率改变了单位时间内的脉动波对试件的冲击次数,流量则是通过脉动波的幅值改变脉动压裂的疲劳效应.结合两个参量组合特点,提出了脉动频率与流量协同控制的脉动压裂工艺.

关键词：脉动水力压裂脉动频率流量裂隙演化

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燃气流量对脉动燃烧运行频率的影响

农业机械学报 2011年第3期42卷 115-119,124页

作者：王莉婷崔峰刘相东中国农业大学工学院北京100083

利用Helmholtz型脉动燃烧器,进行了不同燃气流量条件下的脉动燃烧运行实验,在3组不同尾管长度条件下,运行频率都随燃气流量的增大而增大。探究了燃气流量对脉动燃烧频率的影响,根据理论值与实测值的差异,提出Helmholtz型脉动燃烧器频率... 详细信息

利用Helmholtz型脉动燃烧器,进行了不同燃气流量条件下的脉动燃烧运行实验,在3组不同尾管长度条件下,运行频率都随燃气流量的增大而增大。探究了燃气流量对脉动燃烧频率的影响,根据理论值与实测值的差异,提出Helmholtz型脉动燃烧器频率计算的修正公式,并对修正后的公式进行检验,实验值与理论值吻合度较好。

关键词：脉动燃烧脉动频率燃气流量烟气分析修正公式

不同膨胀比下气体射流流场结构及脉动频率的研究

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煤炭学报 2021年

作者：陈长江刘勇魏建平汤积仁重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地) 河南理工大学安全科学与工程学院

磨料气体射流的破岩情况决定于磨料加速效果，而气体流场的时空特征是决定磨料分布和加速的最重要因素。又根据膨胀比PR（射流压力和环境压力的比值）会影响气体流场空间结构及脉动频率。因此，本文基于膨胀比PR研究了超音速气体射流流... 详细信息

磨料气体射流的破岩情况决定于磨料加速效果，而气体流场的时空特征是决定磨料分布和加速的最重要因素。又根据膨胀比PR（射流压力和环境压力的比值）会影响气体流场空间结构及脉动频率。因此，本文基于膨胀比PR研究了超音速气体射流流场的时空演化规律。为研究气体射流流场时空特征，采用纹影实验获取了不同膨胀比下气体流场的灰度照片，并通过建立灰度值与密度值转换模型，计算了流场密度，得到了流场空间结构。又通过对纹影照片进行时域与频域转换，获取了流场频谱，得到了流场的脉动频率。结果表明：膨胀比PR可显著的影响超音速气体射流流场的空间结构及脉动强度。当膨胀比PR=1时，气体射流处于完全膨胀状态，流场核心段没有明显的波节结构，气流密度变化平缓，脉动频率集中于100 Hz；随着膨胀比PR增加至1.12时，超音速气流出现轻微的膨胀-压缩，气流密度沿射流轴向变化加剧，流场核心段出现明显波节结构，等速核长度较长，此时，流场脉动强，同时存在多个脉动主频率；继续增加膨胀比PR至2时，气流密度沿射流轴向表现为剧增，剧降，等速核长度快速衰减，但此时，流场的脉动受到抑制，脉动频率迅速减小。再继续增加膨胀比PR，气流出喷嘴后，密度会迅速衰减为环境密度值，流场振荡性减弱，脉动频率再次稳定于100 Hz。

关键词：气体流场膨胀比纹影实验密度场脉动频率

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航空煤油池火脉动频率试验研究

安全与环境学报 2016年第4期16卷 76-81页

作者：江平沈阳航空航天大学安全工程学院沈阳110036

为比较液体燃料池火与前人研究的气体燃料扩散火焰脉动频率的差异,对圆形航空煤油池火的脉动规律进行了试验研究。使用的油盘直径分别为0.1 m、0.15 m、0.2 m、0.3 m、0.4 m和0.5 m 6种。使用电子天平实时记录油盘内燃料质量的变化,作... 详细信息

为比较液体燃料池火与前人研究的气体燃料扩散火焰脉动频率的差异,对圆形航空煤油池火的脉动规律进行了试验研究。使用的油盘直径分别为0.1 m、0.15 m、0.2 m、0.3 m、0.4 m和0.5 m 6种。使用电子天平实时记录油盘内燃料质量的变化,作为对油池火是否进入准稳定状态的判断依据。之后应用自编的基于亮度阈值法的Matlab程序,首先对CCD摄像机所记录的准稳定状态下连续火焰图像序列中每一张图像的每一个像素点是否为火焰区域进行判断,完成火焰图像的二值化处理;再由火焰图像二值图计算瞬时火焰高度;最后对火焰高度随时间的变化结果进行快速傅立叶变换(FFT),获得火焰脉动的频域分布。在利用无量纲特征数Strouhal数St和Richardson数Ri分析火焰脉动频率与不同影响因素之间定量关系的基础上,应用试验数据,对油池火焰脉动频率预测方程进行了最佳拟合,得到了油池火脉动频率与油盘直径的经验关系式。对相同尺度的池火而言,依据此关系式计算所得的火焰脉动频率略小于前人以气体为燃料进行研究所得到的结果,且二者之间的差异随油池尺度增加而逐渐缩小。结合火焰形状动态演化的周期性特征对此现象进行了定性分析。因为油盘中的液体燃料接收火焰辐射传热需要一定的时间,导致燃料蒸发延迟,而使火焰脉动频率略有下降。

关键词：安全工程航空煤油池火火灾危险脉动频率火焰图像序列

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受限空间正庚烷油池火火焰脉动频率研究

消防科学与技术 2020年第12期39卷 1649-1651页

作者：聂磊安徽省消防救援总队安徽合肥230061

利用光电二极管接收火焰辐射光强,将光信号转换为电信号的原理,研究了受限空间内正庚烷油池火的火焰强度和脉动频率随时间的变化规律。结果表明:在一定的时间内,随着正庚烷油池火点燃后,开始一段时间内,受限空间内氧气充足,油池火燃烧... 详细信息

利用光电二极管接收火焰辐射光强,将光信号转换为电信号的原理,研究了受限空间内正庚烷油池火的火焰强度和脉动频率随时间的变化规律。结果表明:在一定的时间内,随着正庚烷油池火点燃后,开始一段时间内,受限空间内氧气充足,油池火燃烧强度迅速增大,当达到一定时间和强度后,由于燃料减少,受限空间内氧气不足,火焰强度开始逐渐减弱;从实验中观察到油池火燃烧前期阶段,火焰并未有波动,当燃烧一段时间后,受限空间内供氧不足,需要外界提供氧气,火焰开始波动,火焰脉动频率迅速增大,最大值达到1.5 Hz左右,火焰脉动频率与油盘直径的拟合结果为f=1.06 D-0.5。通过利用低成本的光电二极管实现监测受限空间内油池火火焰脉动频率,有利于受限空间内火灾探测技术发展。

关键词：受限空间油池火脉动频率火焰强度火灾探测

基于CFD-DEM的流态化速冻影响因素研究

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计算机仿真 2024年第2期41卷 380-385页

作者：唐福波武凯倪俊南京理工大学江苏南京210094

利用Fluent多孔介质理论建立了速冻流化床等效流域模型;以表观气速、入口温度、脉动频率为试验因素,根据CFD-DEM数值模拟方法对典型颗粒形状物料的流态化和冻结进行单因素试验分析,探究了各试验因素对物料冻结的影响规律;基于单因素试... 详细信息

利用Fluent多孔介质理论建立了速冻流化床等效流域模型;以表观气速、入口温度、脉动频率为试验因素,根据CFD-DEM数值模拟方法对典型颗粒形状物料的流态化和冻结进行单因素试验分析,探究了各试验因素对物料冻结的影响规律;基于单因素试验结果,以平均降温速率为评价指标,进行三因素、四水平的正交试验,试验结果表明,在进风量一定的情况下,影响程度由强到弱依次为入口温度、脉动频率、表观气速。以期分析结果对脉冲气流式速冻工程实践具有一定的参考作用。

关键词：计算流体力学-离散单元法速冻流化床冻结温度脉动频率