李智明 作品数:19 被引量:51 H指数:4 供职机构: 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院 更多>> 发文基金: 中央高校基本科研业务费专项资金 黑龙江省博士后基金 国家科技重大专项 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 航空宇航科学技术 理学 更多>>
氢气/空气非预混旋转爆轰波形成与传播特性 被引量:2 2021年 针对非预混旋转爆轰波的形成与传播问题,本文通过三维数值模拟分析了氢气与空气的冷态掺混特性、爆轰波传播模态的演变规律和结构特点及其对进气过程的影响。计算结果表明:由于回流区的存在,燃料与氧化剂能够快速掺混均匀,在燃烧室进口附近,内壁面的当量比大于外壁面。透射激波多次对撞后最终形成一道压力较高的激波。爆轰波的传播方向与透射激波对撞后的切向速度和反应速率有关。爆轰波稳定传播时沿外壁面传播,内壁面为激波,气体受激波压缩,温度高于爆轰波后气体的温度。爆轰波使氧化剂与燃料喷注存在时间差,从而影响气体掺混特性。 金杉 孟庆洋 赵宁波 郑洪涛 李智明关键词:掺混 喷注 当量比 流场特性 数值模拟 连续旋转爆轰燃烧室的性能 被引量:7 2015年 利用二维可压缩欧拉方程数值研究了当量氢气/空气在连续旋转爆轰燃烧室(CRDC)中的流场情况,主要考查了不同CRDC周向尺寸下燃料入流总压对增压比、燃烧效率、容积热负荷及其NOx排放等性能的影响.结果表明:当CRDC周向尺寸为150mm时,随着燃料入流总压的提高,增压比基本保持不变,燃烧效率和容积热负荷均呈线性增长;当CRDC周向尺寸为250mm时,随燃料入流总压的提高,爆轰波头数加倍,容积热负荷仍呈线性增长,但是增压比及燃烧效率均出现转折性下降.与传统的等压燃烧室相比,CRDC具有更高的性能.当计算域为250mm×40mm时,增压比高达2.706,大大提高了燃气的做功能力;容积热负荷达到2.18×1010 W/m3;而NOx排放质量浓度为0.692mg/m3,保证了低排放的要求. 刘倩 郑洪涛 李智明 陈曦关键词:燃气轮机 增压比 两级闪蒸-化学回热系统的热力性能试验研究 被引量:2 2018年 化学回热循环是一种先进的燃气轮机循环方式,可以有效地解决简单循环燃气轮机的热效率低和污染物排放量高的问题。基于柴油燃料燃气轮机燃烧室,搭建了化学回热系统试验台,设计了双燃料燃烧室喷嘴、柴油蒸汽催化反应器和紧凑式多级高压闪蒸器,进行了高压闪蒸-化学回热系统的热力性能试验研究。研究表明:在化学回热系统进口燃气温度为465.6℃时,柴油的当量低热值提高10.13%;在化学回热系统进口燃气温度为558.0℃时,柴油的当量低热值提高18.53%,并且使42.30%补给水转化为淡水。 杨仁 杨晓红 郑洪涛 李智明 杨洪磊关键词:燃气轮机 冲击-气膜式蒸汽冷却叶片数值模拟研究 被引量:1 2013年 在纯气膜蒸汽冷却叶片结构基础上,在其前腔设计加装了冲击冷却套筒,目的是对纯气膜冷却中叶片出现的高温区采用射流冲击冷却方式来进一步降低高温区的温度,强化了换热效果。为得到叶片内部流道的流动情况和叶片外表面压力分布、温度分布情况,借助ANSYS CFX软件对其进行流热固耦合数值模拟,并对其进行对比分析。结果表明,采用冲击-气膜组合冷却方式与传统气膜冷却方式相比,可使叶片高温区最多再降低150K,整体冷却效率可达到60%。 李岩 杨洪磊 游洋 李智明 杨仁关键词:蒸汽冷却 射流冲击 数值模拟 燃气轮机双燃料燃烧室流场对比数值研究 被引量:6 2009年 针对燃气轮机环管型双燃料燃烧室分别燃用庚烷和裂解气燃料的情况,采用CFD(computa-tional fluid dynamics)技术对其燃烧流场进行对比研究.数值模拟采用了RNGk-ε湍流模型、化学平衡条件下的快速化学反应系统和简单概率密度函数(PDF)燃烧模型、液体燃料的喷雾模型以及SIMPLE算法.模拟对比分析了两种燃料燃烧下的温度分布、燃烧效率、流量分配、壁面冷却效果、空气过量系数等参数,以及它们随工况变化的趋势.所得结论如下:①不同燃料燃烧时,流场内的流量分配基本保持一致;②裂解气燃料燃烧时,其燃烧效率高出燃油状态约1%,但出口温度均匀性较差;③在加入相同化学焓值的燃料进入燃烧室时,裂解气燃料的头部空气过量系数α较大,所得到的出口平均温度低于燃油状态约20~40 K. 穆勇 郑洪涛 李智明 杨家龙关键词:燃气轮机 数值模拟 裂解气 滴谱特征对环形燃烧室燃烧性能的影响 2013年 滴谱特征会对燃气轮机环形燃烧室的燃烧性能造成重要影响。通过数值模拟,研究了不同初始平均粒径及喷雾半角下形成的不同滴谱特征对燃烧室燃烧效率、火焰长度、燃料驻留时间等性能参数的影响规律。结果表明:燃烧效率随初始平均粒径的减小先增大后减小,随喷雾半角的增大逐渐增加。火焰长度和燃料驻留时间随初始平均粒径的增大而增大,随喷雾半角的增大而减小。 张智博 李智明 杨洪磊 杨仁 郑洪涛关键词:环形燃烧室 燃烧性能 当量比对连续旋转爆轰燃烧室特性的影响 被引量:2 2018年 为了探究当量比对甲烷-空气连续旋转爆轰燃烧室(CRDC)特性的影响,利用二维可压缩欧拉方程对CRDC进行了数值研究,分析了爆轰波的发展过程和贫燃熄火过程,对比了不同工况下CRDC特性参数的变化情况。结果表明:CRDC起爆后燃烧场在由不稳定状态到相对稳定状态的过程中发生了2次碰撞,当进气当量比较低时,CRDC未能完全发生2次碰撞过程就已经熄爆。随着进气当量比的降低,爆轰波传播速度、轴向平均速度、出口平均温度、出口平均总压均呈下降趋势;增压比随当量比降低而减小的根本原因在于旋转爆轰燃烧过程和等压燃烧过程的熵增差减小,使吉布斯自由能增量差减小。CRDC的燃料驻留时间处于亚毫秒量级,燃烧热效率保持在99%以上。 祁磊 赵宁波 郑洪涛 孟庆洋 李智明关键词:当量比 熄火 增压比 吉布斯自由能 聚焦腔型面对环形激波聚焦起爆的影响 2020年 为研究聚焦腔型面对起爆过程的影响和作用规律,以恰当比氢气/空气为反应物,对具有相同深度的半圆形、抛物线形和锥形3种型面聚焦腔诱导的起爆过程进行数值模拟研究。研究结果表明:与半圆形和抛物线形聚焦腔相比,锥形聚焦腔的诱导起爆距离分别缩短33.5%和12.1%。在3种型面聚焦腔内均发生了激波聚焦对撞和隔板反射造成的2次聚焦现象,其中,半圆形聚焦腔的一次聚焦压力最大,但是其回传压力损失也最大,这使得半圆形聚焦腔在一次聚焦后的火焰速度明显落后于其他结构。抛物线形和锥形聚焦腔内波系演变过程中的腔壁反射激波具有加强二次聚焦的作用,腔壁反射激波越强聚焦诱导的起爆越早。 陈祥 赵宁波 郑洪涛 李智明 贾雄斌 杨家龙关键词:爆轰 激波聚焦 起爆 数值模拟 湍流燃烧模型在燃气轮机燃烧室模拟中的运用与对比 被引量:11 2010年 利用Fluent商业软件,对燃气轮机燃烧室C16H29非预混燃烧流场进行数值模拟。针对燃烧室的额定工况,分别采用简单概率密度函数模型、涡耗散模型、涡耗散概念模型的2步反应和5步反应过程,对湍流燃烧流场进行对比数值分析,同时,考察燃烧室Thermal和Prompt NOx排放性能。通过比较发现,有吸热反应过程的EDC-5步模型所得流域内燃烧区温度较低;出口温度均匀性最好,最大不均匀度28%;NOx排放量最少。结果表明,该模型能够更合理地预测燃烧室的流场分布。 郑洪涛 穆勇 李智明 谭智勇关键词:燃气轮机燃烧室 湍流燃烧模型 数值模拟 柴油天然气双燃料燃烧室燃料切换过程研究 2025年 双燃料燃烧室运行过程中,气/液燃料混合燃烧过程中易出现燃烧室性能恶化问题,本文采用数值模拟方法,针对海上油气平台使用的双燃料燃气轮机燃烧室燃料切换过程进行了研究,分析了三种切换策略下的燃料切换过程中,气/液燃料比例对燃烧室常规性能的影响;对比了不同燃料供给策略下燃料切换过程性能波动的差异,得到了稳定切换的控制策略,最终选择了快开型为最优切换策略,并通过全过程切换模拟验证了策略的合理性。 陈毅 冉军辉 赵铁铮 李江恒 李智明 刘潇关键词:双燃料 燃气轮机燃烧室 数值模拟