液态纳米燃料在船用燃气轮机中的雾化与燃烧特性研究

基本信息
批准号:51709059
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:赵宁波
学科分类:
依托单位:哈尔滨工程大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑洪涛,王志涛,祁磊,郭虹伯,孙放,刘翼腾
关键词:
液态纳米燃料船用燃气轮机强化燃烧雾化特性排放控制
结项摘要

As a kind of special liquid-solid mixture consisting of nanoparticles and fuel base fluid, liquid nanofuel has a potential application in the fields of combustion enhancement and pollutant emission control of marine gas turbine because of its high heat transport capability, good catalytic combustion performance and low pollutant emission. However, the small size characteristic of nanoparticle makes the heat and mass transport mechanism and chemical reaction of liquid nanofuel very complex, which leads that the atomization and combustion characteristics of liquid nanofuel in marine gas turbine are still unclear. To solve this problem, the effects of different typical factors on the thermophysical parameters of liquid nanofuel are measured firstly in the present project. And the neural network models will be proposed to predict the related thermophysical parameters. Then, the initial atomization characteristics of liquid nanofuel in marine gas turbine nozzle are investigated experimentally. Besides, the numerical analysis is performed to study the coupling effects of different thermophysical parameters on the second atomization characteristics of liquid nanofuel. On this basis, the combustion characteristic and pollutant emission of liquid nanofuel under the actual working condition of marine gas turbine are discussed in detailed by using visualization experiments. The results of this project can play the important roles in promoting the improvement of liquid nanofuel combustion theory and the development of liquid nanofuel in the field of marine gas turbine.

作为一种由纳米颗粒与燃料基液组成的特殊液-固两相混合物,液态纳米燃料具有热传输能力强、催化助燃性能好、污染物排放低等特点,在船用燃气轮机高效强化燃烧与污染物排放控制领域有着重要的应用前景。然而,纳米颗粒的小尺寸特征使得液态纳米燃料的热、质输运机理与化学反应过程极其复杂,导致液态纳米燃料在船用燃气轮机中的雾化与燃烧特性至今尚不明确。为解决这一问题,本项目首先对典型因素影响下的液态纳米燃料热物性参数变化规律进行测量分析,建立基于神经网络的热物性参数预测模型;然后通过实验阐明液态纳米燃料在船用燃气轮机喷嘴中的初次雾化特性,数值模拟揭示不同热物性参数对液态纳米燃料二次雾化特性的耦合作用机制;在此基础上,结合可视化实验研究液态纳米燃料在船用燃气轮机实际工作条件下的燃烧特性与污染物排放规律。研究成果对于完善液态纳米燃料的燃烧理论和推动液态纳米燃料在船用燃气轮机领域的发展具有重要的促进作用。

项目摘要

液态纳米燃料是一种由纳米颗粒与燃料基液组成的特殊液-固两相混合物。本研究围绕液态纳米燃料应用于船用燃气轮机面临的雾化和燃烧基础问题,开展了柴油基液态纳米燃料制备和典型热物性参数实验研究,分析了不同因素对纳米颗粒悬浮稳定性和热物性参数的影响,建立了基于神经网络的热物性参数预测模型;结合实验与数值模拟分析了纳米颗粒作用下离心喷嘴的燃油初次雾化特性、二次雾化单液滴变形与破碎特征,掌握了不同热物性参数的耦合作用机制;数值分析了典型工况条件下纳米颗粒对船用燃气轮机环管燃烧室冷热态流场结构、火焰形态等的影响规律,设计了燃烧室多物理场在线同步测试系统,研究了CO和NOx的污染物排放规律。相关研究成果可为船用燃气轮机高效清洁燃烧室设计提供一定参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
3

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
4

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
5

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021

赵宁波的其他基金

批准号:61575142
批准年份:2015
资助金额:16.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

液态燃料在高速气流中的雾化、蒸发和燃烧

批准号:11372265
批准年份:2013
负责人:温志湧
学科分类:A0903
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
2

高超音速气流中液态氢燃料射流的雾化燃烧研究

批准号:19582006
批准年份:1995
负责人:韩肇元
学科分类:A0903
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
3

液态碳氢燃料动力装置中闪蒸机理及其燃烧特性的实验研究

批准号:50976094
批准年份:2009
负责人:范玮
学科分类:E0604
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
4

燃气轮机燃烧室中低热值富氢燃料无焰燃烧特性研究

批准号:50706054
批准年份:2007
负责人:崔玉峰
学科分类:E0604
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目