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基于共焦辐射和光学层析技术重建火焰温度场

燃烧科学与技术 2024年第3期30卷 229-238页

作者：刘兆宇刘石张耀方华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对实际测量中设备观察口有限、对于特定位置或受背景辐射影响较大位置的温度测量问题,设计了一种共焦辐射微孔相机,将共焦技术与光学层析技术相结合,利用格林函数的双调和算子插值算法重建全场火焰温度.首先,介绍了共焦辐射微孔相机... 详细信息

针对实际测量中设备观察口有限、对于特定位置或受背景辐射影响较大位置的温度测量问题,设计了一种共焦辐射微孔相机,将共焦技术与光学层析技术相结合,利用格林函数的双调和算子插值算法重建全场火焰温度.首先,介绍了共焦辐射微孔相机测温的基本原理,对该相机的聚焦位置及聚焦系数进行了实验标定,并用黑体炉标定了共焦辐射微孔相机的测量信号与火焰辐射强度之间的关系;最后通过层析算法和格林函数双调和插值算法对火焰温度场进行重建.结果表明:共焦辐射微孔相机测量重建结果与燃烧温度场的分布趋势大致相同,重建误差不高于10%,具有较好的灵活性和良好的抗噪性.

关键词：共焦辐射微孔相机光学层析算法温度场重建传感器标定插值算法

烟气再循环对1000MW超超临界二次再热锅炉燃烧的影响

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动力工程学报 2019年第8期39卷 611-617页

作者：李永生蔡培戴维葆黄启龙孙俊威阎维平何道远国电科学技术研究院有限公司南京210031 华北电力大学能源动力与机械工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

以某1 000 MW超超临界二次再热锅炉为例,采用数值模拟与炉膛分区段热力计算相结合的方法,研究了不同负荷下再循环烟气量对炉膛内部温度场、各气体组分的浓度场及NOx生成的影响。结果表明:引入再循环烟气后,在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)... 详细信息

以某1 000 MW超超临界二次再热锅炉为例,采用数值模拟与炉膛分区段热力计算相结合的方法,研究了不同负荷下再循环烟气量对炉膛内部温度场、各气体组分的浓度场及NOx生成的影响。结果表明:引入再循环烟气后,在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)负荷下烟气再循环率在0%~15%内每增加5%,可使屏底烟温平均下降约4.7 K,屏底O2体积分数下降4.1%,CO体积分数上升31.81%,NO体积分数下降6.2%;随着负荷降低,在相同再循环率下,屏底烟温下降幅度增大,屏底O2体积分数下降幅度和CO体积分数上升幅度均减小。

关键词：超超临界二次再热锅炉烟气再循环 NO_x

基于声表面波的电站锅炉受热面温度监测传感器研究

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仪表技术与传感器 2022年第2期 16-20页

作者：王鑫雨侯哲帆李鸿源徐鸿华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

为了直接测量电站锅炉高温受热面的温度,对声表面波温度传感器进行有限元模拟及制备,并进行高温实验研究。选择硅酸镓镧(LGS)作为高温压电基底材料,对Au、Pt、Cu三种电极及不同厚度进行模拟分析,最终选择100 nm厚的Au电极。实验结果表... 详细信息

为了直接测量电站锅炉高温受热面的温度,对声表面波温度传感器进行有限元模拟及制备,并进行高温实验研究。选择硅酸镓镧(LGS)作为高温压电基底材料,对Au、Pt、Cu三种电极及不同厚度进行模拟分析,最终选择100 nm厚的Au电极。实验结果表明该传感器谐振频率随温度呈下降趋势,温度灵敏度较好为5.89 kHz/℃,且高温时的测温稳定性较好。

关键词：恶劣环境测温声表面波有限元传感器

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气泡泡壁传质效应及其应用综述

核科学与工程 2021年第6期41卷 1091-1104页

作者：沈钧炜张宇宁冼海珍华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

气泡泡壁传质效应指的是气泡在液体中通过扩散、对流等质量传输机制而生长或溶解的物理过程及相关效应,其在医学、声学、核领域均有广泛的应用。影响传质效应的参数主要包括气泡用于传质作用的界面面积、溶解气体的浓度、周围流场的作... 详细信息

气泡泡壁传质效应指的是气泡在液体中通过扩散、对流等质量传输机制而生长或溶解的物理过程及相关效应,其在医学、声学、核领域均有广泛的应用。影响传质效应的参数主要包括气泡用于传质作用的界面面积、溶解气体的浓度、周围流场的作用等。本文对已有的传质效应及相关物理模型进行了一个较为系统的综述,对传质效应所涉及的传质方程求解、泡壁运动方程求解、阈值条件计算等进行了数学解析求解。此外,对非牛顿流体、液态金属等介质中的传质效应研究以及高浓度模型做了简要的描述与分析。

关键词：泡动力学传质效应整流扩散阈值条件

一种新型富氧焚烧垃圾电站烟气净化工艺流程模拟

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中国电力 2014年第4期47卷 148-152,159页

作者：何雪鸿阎维平赵永明华北电力大学能源与动力机械工程学院教育部电站设备状态监测与控制重点实验室河北保定071003

基于CO2捕集的富氧燃煤烟气联合脱硫脱硝技术,提出一种新型的垃圾焚烧烟气净化工艺,可以在烟气压缩净化流程中联合脱除HCl、SO2及NO等污染物并资源化回收酸液。运用流程模拟软件Aspen Plus对一个350 t/d的回转窑式纯氧熔融焚烧垃圾排烟... 详细信息

基于CO2捕集的富氧燃煤烟气联合脱硫脱硝技术,提出一种新型的垃圾焚烧烟气净化工艺,可以在烟气压缩净化流程中联合脱除HCl、SO2及NO等污染物并资源化回收酸液。运用流程模拟软件Aspen Plus对一个350 t/d的回转窑式纯氧熔融焚烧垃圾排烟的联合脱酸烟气净化过程进行了模拟,得到了主要节点的物质流量、组分和化学反应的参数,以及脱除HCl、SO2和NO的效率。结果表明:该烟气净化工艺脱除HCl和SO2的效率约为100%,脱硝效率也可达93%,每小时可回收质量分数为40%的稀硫酸306 kg和质量分数为15%的稀硝酸51 kg。此外,针对停留时间对脱硫脱硝效率的影响进行了分析。

关键词：富氧燃烧生活垃圾焚烧烟气净化数学模拟 Aspen Plus

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单晶硅表面池沸腾可视化测量及数据分析

化工学报 2019年第4期70卷 1309-1317页

作者：陈宏霞孙源宫逸飞黄林滨华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

针对核态沸腾过程,利用高速摄像机和红外热成像设备对光滑、微坑、均匀微柱和槽型微柱四种不同单晶硅表面的沸腾现象进行了在线可视观测,获得了各表面气泡动力学演变过程及局部温度演变规律,揭露了基于动力学过程的沸腾强化机理。由沸... 详细信息

针对核态沸腾过程,利用高速摄像机和红外热成像设备对光滑、微坑、均匀微柱和槽型微柱四种不同单晶硅表面的沸腾现象进行了在线可视观测,获得了各表面气泡动力学演变过程及局部温度演变规律,揭露了基于动力学过程的沸腾强化机理。由沸腾曲线可知,光滑硅表面,沸腾起始过热度为6℃,而三种微结构表面,起沸过热度为3～4℃;同时,微坑、槽型微柱和均匀微柱表面核态沸腾的CHF较光滑表面分别提高了109%、129%和140%。动力学演变过程则证明了微坑的存在为核化沸腾提供了核化点,有效降低了核化能垒、缩短了壁面蓄能阶段的时长。微柱的存在大幅度增加了气泡核化密度,减小了脱离直径,缩短了脱离时间,促进了沸腾表面温度的均匀化。

关键词：微结构池沸腾气泡动力学局部温度高速红外

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风机群分区调节对空冷岛传热特性的影响

工程热物理学报 2010年第1期31卷 146-148页

作者：杨立军杜小泽杨勇平华北电力大学能源与动力工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

空冷系统轴流风机群分区调节,可削弱环境风的不利影响,改善空冷岛的运行特性。以典型2×300 MW空冷电站为例,对风机群分区调节前后空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同气温、风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算... 详细信息

空冷系统轴流风机群分区调节,可削弱环境风的不利影响,改善空冷岛的运行特性。以典型2×300 MW空冷电站为例,对风机群分区调节前后空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同气温、风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛迎面风速、进口空气温度以及机组背压的变化规律。结果表明:通过增加整个空冷岛外围空冷单元轴流风机群的安装角,可提高不同气象条件下的空冷岛迎面风速,降低空冷岛进口空气温度,减小机组运行背压。轴流风机群分区调节方案,可为空冷岛安全高效运行提供参考。

关键词：空冷凝汽器传热特性轴流风机背压计算流体力学

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电站锅炉管阵列内声传播特性及时延值测量

动力工程学报 2017年第1期37卷 13-20页

作者：安连锁冯强沈国清姜根山张世平王鹏张海宇华北电力大学能源动力与机械工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206 中国城市建设研究院有限公司北京100120

对电站锅炉管阵列内声传播特性及时延值进行研究,利用Fluent软件对非均匀温度场与均匀温度场、不同管排数及不同布置方式的管阵列内声传播特性进行对比,并搭建管阵列实验台,引入快速集合经验模态分解(EEMD)算法对管阵列内时延值进行测量... 详细信息

对电站锅炉管阵列内声传播特性及时延值进行研究,利用Fluent软件对非均匀温度场与均匀温度场、不同管排数及不同布置方式的管阵列内声传播特性进行对比,并搭建管阵列实验台,引入快速集合经验模态分解(EEMD)算法对管阵列内时延值进行测量.结果表明:管阵列内声传播存在声阻带,且在非均匀温度场集合经验模态分解下声阻带向低频段移动,管排数越多,声阻带效应越明显,管道间节距对错列与顺列布置方式下的声阻带有一定影响;基于快速EEMD处理,选用低频段声信号能够获得有效时延值.

关键词：电站锅炉管阵列声传播特性时延值快速集合经验模态分解

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基于化学势的吸收过程热力学分析

工程热物理学报 2010年第3期31卷 377-380页

作者：杨勇平王锡徐二树华北电力大学能源与动力工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

溴化锂浓溶液对水蒸气的吸收与凝结的热力学过程,一般都用浓度梯度这个驱动势(Fick定律)来分析,但这并不完善。而化学势是引起质传递的真正驱动势,本文基于化学势这一理论对水蒸气的被吸收过程进行了热力学分析,得出蒸发器的水蒸气虽温... 详细信息

溴化锂浓溶液对水蒸气的吸收与凝结的热力学过程,一般都用浓度梯度这个驱动势(Fick定律)来分析,但这并不完善。而化学势是引起质传递的真正驱动势,本文基于化学势这一理论对水蒸气的被吸收过程进行了热力学分析,得出蒸发器的水蒸气虽温度低于喷淋溶液的温度,但它的化学势高于溶液中水的化学势,所以被溶液吸收,且溶液温度(浓度)越高化学势差值越大,水蒸气越易被吸收,针对这一特点,本文提出了对吸收器设计的改进意见。

关键词：化学势吸收过程热力学分析