张志
- 作品数：9 被引量：74H指数：7
- 供职机构：清华大学机械工程学院热科学与动力工程教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程更多>>
- 生物质气化燃气耦合煤粉低氮燃烧的CFD数值模拟被引量：14
- 2018年
- 针对生物质气化耦合煤粉低氮燃烧发电技术,考虑该技术包括煤粉和生物质气化燃气两类燃料特点,开发基于ED湍流燃烧模型的CFD数值模拟框架,建立了新型焦炭燃烧与气化模型和气相组分燃烧模型,进一步讨论了煤焦燃烧气化模型中离散项与连续相之间的质量、组分、动量和热量的耦合方法。在此基础上,通过编写UDF将新模型添加到商业CFD计算软件Fluent平台上,并对模型进行了验证。然后将所开发的模型和数值方法应用于600MW超临界对冲火焰锅炉的生物质气化耦合煤粉低氮燃烧的数值模拟,计算结果表明,新的模型可以非常合理的计算旋流燃烧器区域及炉膛前后墙、侧墙上的温度及浓度分布。文中所开发的CFD数值模拟框架、焦炭燃烧气化模型和气相组分燃烧模型以及数值实现方法,可以用于生物质气化耦合煤粉低氮燃烧发电技术的设计与优化。
- 李振山陈登高张志张定海孔红兵韦耿
- 关键词：数值模拟
- 基于CPD模型数据的煤粉单步热解模型被引量：7
- 2016年
- 基于化学逾渗脱挥发分(CPD)煤热解模型数据,以单步热解模型为基础建立了煤热解新单步模型.新模型的特点是指前因子与活化能随煤粉颗粒升温速率的变化而变化,而不再是常数;实际挥发分析出量同样与升温速率和热解温度相关联.利用实验数据对新模型进行了验证,并离线计算、比较了新模型与现有单步模型的计算结果.在此基础上,通过编写UDF将新模型添加到商业CFD计算软件Fluent平台上,利用新模型对煤热解实验结果进行了模拟与对比.结果表明,与Fluent默认单步模型相比,模拟得到的挥发分析出量及热解速率与实验结果更接近.
- 陈登高张志李振山蔡宁生
- 关键词：FLUENT
- 利用固态胺连续捕集二氧化碳的双流化床实验研究被引量：7
- 2013年
- 低温固态胺吸收剂分离CO2是一种非常有潜力的CO2分离技术,利用双流化床反应器实现连续高效CO2分离是此技术走向应用的关键。以商业硅胶颗粒为载体,以聚乙烯亚胺(PEI)为活性成分,通过浸渍法制备固态胺吸收剂,采用双流化床作为反应器,连续分离气体中的CO2。实验结果表明,所采用的双流化床反应器能够实现两反应器间固态胺颗粒的连续稳定循环,长期连续分离CO2的效率为84.4%;吸收反应器通入约1%的水蒸气后,捕集效率提高到约97%。
- 赵文瑛张志李振山蔡宁生
- 关键词：CO2
- 固态胺CO_2吸收剂再生过程特性被引量：1
- 2013年
- 利用TGA研究了TEPA/Q-10固态胺CO_2吸收剂在不同温度、不同气氛下的再生特性。结果表明,吸收剂在N_2气氛下很容易再生,110℃下8 min即可完全再生;气氛中含有CO_2时,平衡再生程度随CO_2浓度增加而减小;为得到合理的工作吸收能力,必须提高再生温度。实验发现纯CO_2气氛下140℃是最佳再生温度。在140℃、CO_2气氛下再生存在两个难题,即尿素生成问题与热稳定性问题。采用通水蒸气的方法可以在一定程度上减缓尿素的生成,担载高分子量的胺可提高热稳定性。
- 张志王丽香赵文瑛李振山蔡宁生
- 关键词：尿素
- 焦炭燃烧模型的改进及其Fluent实现与实验验证被引量：18
- 2015年
- 为了在煤粉燃烧全过程中准确模拟焦炭转化率的沿程变化,在Fluent中缺省的焦炭燃烧反应/扩散联合控制模型的基础上,加入对高温热失活现象、灰分抑制作用的定量描述,建立了一个新的焦炭燃烧模型。通过编写用户自定义函数的方法将开发的模型在Fluent平台上进行了实现,对比测试结果表明程序的编写正确无误。通过沉降炉实验台获得了2种烟煤在整个燃烧过程中的燃烧特性并据此对新的焦炭燃烧模型进行了验证。模拟的结果表明:新的焦炭燃烧模型要明显优于Fluent中缺省的联合控制模型,其预测的焦炭转化率在整个燃烧过程中的准确性有明显提高,预测偏差在±10%以内。此外还讨论了模型参数与煤种特性之间的关系。
- 张志李振山蔡宁生
- 关键词：FLUENT
- 煤粉燃烧中NOx的预测：参数数据库及CFD实践被引量：10
- 2016年
- 在前期工作中开发了新的煤粉燃烧NO_x预测模型,使用CO,H2浓度表征碳氢化合物含量来刻画NO_x的均相还原,编写程序以UDF的形式将NO_x模型、包含气化反应的焦炭燃烧模型嵌入Fluent中,实现新的NO_x模型与先进湍流、辐射换热模型的耦合计算。在此基础上,进一步改造完善沉降炉、一维炉实验平台,开展不同煤种、不同工况下的燃烧实验,获得高质量的实验数据。使用新的NO_x预测模型对各工况进行模拟、对比,建立适用于不同煤种的模型参数数据库。最后将新的NO_x模型及参数数据库应用于四角切圆锅炉、对冲火焰锅炉以及W火焰锅炉的CFD计算中。结果表明新的NO_x模型可以合理预测不同煤种、不同炉型、不同运行条件下NO_x的生成与还原,这就为锅炉、燃烧器的低NO_x设计、改造与优化奠定了基础。
- 李振山陈登高张志蔡宁生冉燊铭王锦生张定海韦耿林山虎周武孔红兵
- 关键词：煤粉燃烧
- 煤粉燃烧H2S预测模型在对冲燃烧锅炉的CFD应用被引量：8
- 2018年
- 新的煤粉燃烧H2S预测模型包括基于实验的硫释放子模型与参数优化后的气相硫组分总包反应机理。通过编写用户自定义函数将新模型在Fluent平台上予以实现,并通过一维炉中的煤粉燃烧实验进行了对比验证。在此基础上,新的H2S预测模型被成功应用于1000 MW超超临界对冲火焰锅炉的CFD数值计算中。计算结果表明,新的模型可以非常合理的计算出旋流燃烧器区域及炉膛前后墙、侧墙区域的H2S浓度分布。这表明新的H2S预测模型可为旨在减缓高温腐蚀的锅炉运行优化与设计优化提供有力的理论指导。
- 张志陈登高李振山蔡宁生张定海韦耿
- 关键词：煤粉燃烧CFD计算
- 煤粉燃烧中NO_x的预测:模型开发及Fluent实现被引量：18
- 2016年
- 开发了新的煤粉燃烧NO_x预测模型,模型考虑了热力型,快速型和燃料型NO_x的生成以及已生成NO_x的异相,均相还原。通过不同煤种的大量热解实验建立了燃料N在挥发分,焦炭中分配比例的经验公式。为解决欠氧还原区NO_x均相还原的定量描述问题,提出以CO,H_2浓度来间接表征气相碳氢化合物含量的方法。利用Fluent提供的用户自定义函数(UDF)接口,加入焦炭与CO_2,H_2O的气化反应,准确计算CO,H_2在燃烧全过程的衍化规律。编写程序将NO_x模型以UDF的形式嵌入Fluent中,实现新的NO_x模型与先进湍流,辐射换热模型的耦合计算。与原有模型相比,新的NO_x预测模型可以自适应不同燃烧条件(常规燃烧,空气分级燃烧)下NO_x迥异的生成与还原特点,从而有助于评判不同结构设计,运行条件对NO_x排放的影响。
- 李振山张志陈登高蔡宁生冉燊铭王锦生张定海韦耿林山虎周武孔红兵
- 关键词：煤粉燃烧气化反应FLUENT
- 煤粉燃烧中焦炭燃烧模型的比较与分析被引量：8
- 2014年
- 对已有的焦炭燃烧模型进行归纳总结,对常用的简化处理如单膜/双膜模型、忽略斯蒂芬流、忽略气化反应等带来的计算偏差进行了细致的分析比较.结果表明,与双膜模型相比,单膜模型的计算精度高;忽略斯蒂芬流会造成表面温度、燃烧速率的计算偏差,但可以通过对传质系数KD的简单修正进行改进;焦炭与CO2和H2O的气化反应不能忽略,否则会使得表面温度的计算明显偏高,而燃烧速率偏低,且偏差在富氧燃烧条件下更为明显.
- 张志李振山蔡宁生
- 关键词：气化反应
