2018年第33卷第7期文章目次

陈士柏

2018, 33(7).

[摘要](210) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](44)

摘要:
摘要：运用数值模拟的方法，通过求解非线性联立的质量、动量、能量及组分守恒偏微分方程组，借助多物理场祸合软件Comsol和模拟软件FLUENT模拟出竖式炉内气体流动，换热特性以及料层阻力特性。模拟结果表明：冷却段高度是影响竖式炉内气固流动换热的因素之一，高度增加，烧结矿温度降低，冷却风的温度升高，空气出口携带火用值先增加后趋于平缓，气固比也影响着竖式炉内气体流动和换热，气固比增加，烧结矿的出口温度和循环空气的平均出口温度逐渐降低，热空气携带的火用值先增加后减小；竖式炉直径也是影响因素之一，但相比于冷却高度和气固比影响不是很大。由模拟的结果给出的冷却段高度为7 m，气固比1 400 m3/t，竖式炉直径12 m时，竖式炉炉内的气固换热最强，与现场实际的结构参数和操作参数比较吻合。

2 变流量制冷系统循环性能稳定性的实验研究

何俊

2018, 33(7):1-6.

[摘要](218) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
摘要：针对变制冷剂流量（Variable Refrigerant Flow,VRF）空调系统中过热度、制冷量及性能系数（Coefficient of Performance，COP）等参数的不稳定现象，利用R32变流量制冷循环实验台，研究过热度振荡对系统参数稳定性的影响。结果表明：随着系统内制冷剂流量的增加，蒸发器内制冷剂流型迅速变化，引起换热方式的交替，过热度进入最小稳定过热度线（Minimal Stable Superheat,MSS）的不稳定区间，从而产生了过热度振荡；当过热度处于不同运行频率下的最小稳定点时，系统性能达到最佳，控制难度得到优化；系统定压比运行下，频率的增大对压缩机耗功有更直接的影响，因而导致COP与频率成反比。

3 三角形微通道饱和沸腾传热系数的预测

董静兰

2018, 33(7):7-11.

[摘要](234) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](52)

摘要:
摘要：基于以丙酮为工质的三角形截面微通道饱和沸腾传热的实验数据，通过最小二乘法对实验数据进行参数拟合，得到一组新的经验参数,结合Thome提出的预测圆形截面微通道饱和沸腾传热系数的三区模型，对微通道饱和沸腾的传热系数进行了预测。结果表明：该三区模型可以较好地预测出传热系数随着干度的变化趋势，并得到90.04%的实验值和预测值误差在30%之内，吻合度较好。

4 变频滚动转子式压缩机变工况性能的实验研究

虞中旸

2018, 33(7):12-18.

[摘要](160) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](58)

摘要:
摘要：以R32变频滚动转子式制冷系统为研究对象，通过改变电子膨胀阀开度、压缩机运转频率、蒸发温度和吸排气压比，研究压缩机在不同工况尤其是不同吸气状态下的运行性能，结果表明：在过热段，压缩机容积效率基本不随过热度的变化而变化；在两相段，容积效率随吸气干度的减小呈线性下降趋势，且各工况斜率基本相同。蒸发温度基本不影响压缩机容积效率，而压比越高，容积效率越低；压缩机电效率在过热段和两相段分别随过热度和吸气干度的减小而线性减小，且两相段斜率大于过热段斜率。在相同蒸发温度下，压比越高，电效率越小；在相同压比下，蒸发温度越高，电效率越小；在各工况下，系统COP在过热段基本不变，在两相段随干度减小而减小。吸气干度0.90处的COP比吸气饱和点的COP平均降低了5.5%；容积效率随压缩机频率的提高而增大，电效率和系统COP随压缩机频率的提高而减小。

5 利用波形槽改善气膜冷却效率的数值研究

皮骏

2018, 33(7):19-24.

[摘要](194) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](60)

摘要:
摘要：为研究具有波形槽结构的冷却孔出口和波形槽扩散角对涡轮叶片气膜冷却效率的影响，设计了3种不同的扩散角波形槽结构，采用数值模拟方法研究了波形槽的下游速度场、温度场及壁面的气膜冷却效率，分析了波形槽及其扩散角对气膜冷却效率的影响。结果表明：在同一吹风比M=1.5时，与标准圆柱孔相比，波形槽结构的展向平均气膜冷却效率提高200%～300%；与横向槽相比，波形槽结构展向平均气膜冷却效率提高60%～120%；小吹风比条件下， 3种扩散角波形槽结构的平均气膜冷却效率差别不大，大吹风比条件下，小扩散角波形槽结构具有较高的平均气膜冷却效率。

6 透平端部非定常流动及传热的数值研究

班宇

2018, 33(7):25-31.

[摘要](248) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
摘要：基于E3 透平第一级模型，通过将动叶放大对级进行约化，数值分析非定常下透平级内涡系结构的发展。静叶出口的涡系结构受下游动叶周向运动的影响，通道涡呈现抬升趋势。静叶出口总压损失比定常相对高1.22%。静叶出口的通道涡在下游动叶内传播，与动叶内的二次流涡系结构发生干涉，静叶出口的通道涡对动叶内的通道涡产生排挤作用。受非定常效应的影响，端壁上摩擦系数的分布呈周期性变化，其中吸力面前缘角区与分离线下游区域变化尤为突出。相比于定常计算的结果，非定常条件下端壁传热的平均水平提高，但是变动幅度降低。

7 叶轮与隔流板间隙对射流式自吸离心泵性能的影响

文海罡

2018, 33(7):32-36.

[摘要](189) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](52)

摘要:
摘要：为分析射流式自吸离心泵叶轮与隔流板间隙对其性能的影响，采用数值模拟的方法得到了5种该间隙下泵外特性曲线、自吸过程泵内部气液两相分布及流动情况，分析表明：随间隙增大，泵的扬程和效率上下波动较小；叶轮内含气率、导流器出口及泵体出口的气相质量流率随间隙增大而下降。兼顾考虑外特性、自吸性能、加工及装配工艺，确定叶轮与隔流板的间隙为1.0 mm最为理想。样机试验表明：设计点扬程34.21 m，效率55.29%；自吸高度为5 m时，自吸时间45 s，满足设计要求。

8 基于分层多维故障识别的核电站主管道预警系统研究

钱虹

2018, 33(7):37-43.

[摘要](210) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)

摘要:
摘要：为提高对核电站主管道破裂识别的及时性和准确性，提出一种分层多维故障识别方法，建立主管道的预警系统，在事故初期对小破口主管道破裂进行故障定位和故障程度评估，提高核电站的运行安全。根据核电的机理模型、测试和专家经验等综合确定故障集合、征兆集合和各识别规则，在核电模型中人为引入不同故障位置和不同故障程度的小破口主管道破裂，并利用该预警系统进行识别。结果表明，可在事故初期对微小程度的主管道破裂进行准确的故障定位和故障程度评估，为核电站操作人员提供更完整的多维故障识别结果，从而验证了主管道预警系统的有效性和可行性。

9 基于正交试验的纸浆泵叶轮排气孔参数设计及试验

叶道星

2018, 33(7):44-48.

[摘要](639) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
摘要：采用正交试验的方法对纸浆泵叶轮上排气孔参数进行设计。通过数值模拟性能预测、研究分析，确定排气孔参数对性能影响的主次关系。采用综合性能评价函数确定排气孔参数最佳方案：排气孔个数Zd 为8，直径D为20 mm，径向距离R1 为130 mm，周向位置θ为15°。如通过样机试验得到优化后纸浆泵的性能特性，研究发现流量在0.8Q、1.0Q、1.2Q时，优化后的扬程、水力效率和气液分离效率分别提高了5%、7%和20%，排气孔参数优化后气液分离效果尤为明显，满足设计要求。

10 基于PSO-LSSVM模型的火电厂烟气含氧量预测

李建强

2018, 33(7):49-55.

[摘要](206) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](52)

摘要:
摘要：锅炉烟气含氧量是机组运行最重要的参数之一，为了准确测量氧量，在支持向量机（SVM）的基础上，提出最小二乘支持向量机（LSSVM），并结合粒子群算法（PSO）对模型参数（C，g）进行寻优,从而建立锅炉输入和输出变量之间的关系模型。将该方法应用到某电厂600 MW燃煤机组中，用训练后的模型进行预测，并与SVM模型预测结果进行比较。结果表明：采用LSSVM方法，能够辨识出多个变量与氧量之间的复杂关系，对锅炉氧量的预测误差为±0.03；并且PSO-LSSVM预测精度比PSO-SVM模型高，PSO-LSSVM模型具有预测精度高、泛化能力好、鲁棒性强和训练时间较短等优点。

11 切圆燃烧直流锅炉低氮改造后汽温动态特性试验研究

王小华

2018, 33(7):56-63.

[摘要](179) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](72)

摘要:
摘要：直流锅炉机组在自动发电控制（Automatic Generation Control,AGC）投入时存在负荷调节响应慢、主汽压力波动大、反应延迟等问题，尤其是低氮改造后，锅炉升降负荷过程中易出现蒸汽温度大幅波动、管壁超温的现象。以某600 MW超临界机组和1 000 MW超超临界机组直流锅炉为研究对象，分析了升降负荷过程中蒸汽温度大幅度波动的原因，并运用“稳态燃烧调整+动态汽温特性+控制参数修改”的调整方法，控制参数优化设置后，600 MW超临界机组在升降负荷过程中蒸汽温度波动在12 ℃以内，1 000 MW超超临界机组在升降负荷过程中蒸汽温度波动幅度在24 ℃以内，较优化前明显改善，优化成效显著。

12 不同富氧配风方式下墙式切圆锅炉低负荷燃烧特性数值模拟

赵星海

2018, 33(7):64-69.

[摘要](148) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
摘要：针对某660 MW超临界墙式切圆燃烧直流煤粉锅炉在30%负荷下无法长时间稳定燃烧的问题，选取多种富氧配风方式对其进行低负荷下富氧燃烧改造的数值模拟研究，对比分析该电厂30%负荷下空气工况及改造后3种富氧配风工况下炉内速度场、温度场和氧浓度场等各项模拟参数。结果表明：在30%负荷下，通过开启不同层一、二次风喷口及在中间层通入富氧二次风的配风方式，使得煤粉燃烧特性得到明显改善，煤粉在炉内停留时间增加，燃烧器浓、淡侧煤粉气流都能及时地着火燃烧，主燃烧器区温度维持在1 750 K以上，较初始工况提高了近200 K，为锅炉低负荷稳定燃烧提供了有利条件，工况三是该墙式切圆锅炉低负荷下较为理想的运行工况。

13 竖式石灰窑煅烧过程动态建模及特性分析

马尚策

2018, 33(7):70-79.

[摘要](277) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)

摘要:
摘要：采用数值仿真的方法对石灰窑煅烧过程进行研究。基于煅烧过程的物理机理建立竖式石灰窑的数学模型，该模型相比于以往模型，将窑内堆积的石灰石视为球形堆积床式非惰性多孔介质，考虑煅烧过程中各参数的时变性，以及气、固移动和反应引起的组分、能量变化；在此基础上，分别进行燃料量变化静态仿真实验和燃料量、进料量、冷却风扰动仿真实验，得到了几个主要位置的特性参数及传递函数。结果表明：以燃料量为控制参数，煅烧带固体温响应的放大系数K为0.75，其他监测位置的放大系数也为最大，表明其调节作用显著；以冷却风量为控制参数，过程响应无纯滞后，且煅烧带固体温度响应的时间常数T为195.25，其他监测位置的时间常数均较小，表明以冷却风为控制变量的调控效果比较灵敏；以进料量为控制参数，控制效果适中，但会引起产量变化。

14 圆管内三角波脉动流强化除垢性能分析

林纬

2018, 33(7):80-86.

[摘要](186) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](45)

摘要:
摘要：对圆管层流三角波脉动压力下的流体速度分布进行理论求解，结合牛顿粘性定律得到圆管管壁处切应力的解析解。通过计算发现，三角波脉动压力下壁面剪切应力与脉动压力的振幅和频率密切相关。讨论当脉动半个周期的流量保持恒定时的壁面剪切应力变化规律，存在一个临界值频率w*=265使得壁面剪切应力之比为1，当频率大于临界值时，所产生的平均切应力的值就大，强化除垢的效果更加明显。

15 百万机组塔式炉脱硝供氨系统优化设计应用研究

黄飞

2018, 33(7):95-99.

[摘要](221) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](63)

摘要:
摘要：针对国内某百万千瓦机组塔式炉选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）烟气脱硝装置两侧反应器喷氨量无法独立调节而造成喷氨不均的问题，结合现场测试数据，采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）数值模拟方法进行双母管供氨优化改造方案的设计及校核。结果表明：相同出口NOx排放浓度时，两侧反应器脱硝效率偏差由改造前的19.0%下降到2.9%，平均氨逃逸浓度由3.7 mg/m3 降低到2.3 mg/ m3，局部氨逃逸浓度由6.2 mg/ m3 降低到2.6 mg/ m3 ，两侧反应器出口NOx 浓度均值偏差得到消除。供氨系统优化改造不仅提升了脱硝装置整体性能，还降低了局部氨逃逸浓度峰值，减轻了空气预热器硫酸氢铵（Ammoniu Bisulfate，ABS）堵塞风险。

16 煤泥燃烧动力学特性的非等温热重分析

申甲

2018, 33(7):100-105.

[摘要](194) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](49)

摘要:
摘要：采用综合热分析仪STA409PC研究不同升温速率下煤泥燃烧反应的动力学参数。运用单一扫描速率CR法和多重扫描速率K-A-S法与F-W-O法对煤泥活化能 E 与指前因子 A进行计算。结果表明，煤泥燃烧存在动力学补偿效应，随着转化率的增大，动力学参数趋于稳定。单一扫描速率法受升温速率影响较大，多重扫描速率法能很好地反映出煤泥不同燃烧阶段的动力学特性。

17 雾霾颗粒在绝缘子表面积污规律的研究

罗俊杰

2018, 33(7):106-113.

[摘要](182) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)

摘要:
摘要：为了研究雾霾天气下，颗粒在绝缘子表面上的积污规律，本文设计搭建了绝缘子人工雾霾试验平台，并且利用此平台对0~10 μm的细颗粒在不同风速下的沉积进行试验研究。研究结果表明：2.5~10μm范围内的颗粒浓度降低幅度最大；0.6~2.5μm范围内的颗粒浓度降低幅度次之；0~0.6μm范围内的颗粒浓度降低幅度很小，相对于前两者，可以忽略其沉积量；0~10μm的颗粒在低风速（v≤1.5 m/s）下的浓度降低比率近似相等，在高风速（v≥2.5 m/s）下的浓度降低比率也近似相等，二者遵循不同的积污规律。

18 叶片实度对建筑增强型垂直轴风力机气动性能的影响

朱海天

2018, 33(7):114-121.

[摘要](172) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
摘要：采用数值模拟的方法对建筑环境中具有不同实度的建筑增强型垂直轴风力机进行模拟。对NACA0021翼型作为叶片截面的三叶片原始直线翼垂直轴风力机周围流场进行数值模拟并与实验值进行比较，且进行了网格无关性验证，验证了计算模型的合理。结果表明：随实度的增加，建筑增强型风力机气动性能与自启动性能得到大幅改善，风力机平均力矩增大，风能利用率最大提升至4.47倍，但其载荷波动也非常剧烈，对结构安全性与可靠性提出更高的要求。实度过小则无法有效地捕获风能；实度过大则叶片之间的干扰增加，最大风能利用率增幅可降低至3.11倍。

19 基于风速时间序列分形与传统插值对比研究

张俊伟

2018, 33(7):122-127.

[摘要](298) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](57)

摘要:
摘要：风速时间序列具有波动强烈、数学上处处连续、处处不可导特征，为解决风速时间序列的插值问题及提高其精度，采用数学分形学理论的分形插值方法，基于Kaimal和NWTCUP湍流风谱模型进行风场模拟。从得到的风速时间序列中随机抽取数据作为初始点，将分形插值方法与三次样条和Hermite传统插值方法进行对比。结果表明：分形插值方法不仅具有保持原始风速时间序列所具有的本质和内在联系，如自相似性、长程相关性和标度不变性等非线性动力学系统特征信息，而且比三次样条和Hermite传统插值方法更适合剧烈震荡的风速时间序列的插值。

20 独立式太阳能-空气源热泵热风供暖系统的设计

魏毅立

2018, 33(7):128-134.

[摘要](203) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
摘要：为改善传统太阳能供暖质量低、能耗高等问题，设计一套独立式太阳能-空气源热泵热风供暖系统。基于可发电的太阳能平板集热器，按照能源的梯度等级逐级利用集取太阳能。吸收的热能经热泵用于室内采暖，光伏电能经微电网控制和存储，输出的高品质电能维持系统中用电设备的运行，并以混合储能元件均衡微电网中因供暖系统用电功率改变引发的母线电压波动。采用模糊控制对压缩机、电子膨胀阀等设备进行调节，确保系统的稳定性和可靠性，最后构建实物平台。结果表明：太阳能-空气源热泵热风供暖采暖质量达到国家标准要求且平均制热性能系数可达3.47，节能减排效果较为显著。

21 风速时间序列混沌判定方法比较研究

袁全勇

2018, 33(7):135-144.

[摘要](187) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)

摘要:
摘要：混沌识别是对非线性时间序列进行混沌预测的前提。针对时间序列风速确定性与随机性相结合的复杂非线性特征，研究了不同的混沌识别方法，并对风速时间序列进行混沌特征识别。应用随机噪声、周期运动及经典混沌系统的时间序列对所选方法进行可靠性验证。对美国国家风能研究中心M2测风塔实测时间序列风速数据进行非线性混沌特征识别。结果表明：风速时间序列具有明显的混沌特征；各风速时间序列表现出不同程度的混沌特征；各混沌识别方法对风速时间序列混沌特征的表达形式不同，互为补充，相互验证。

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