张凯
- 作品数：19 被引量：26H指数：4
- 供职机构：南京航空航天大学能源与动力学院更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项中央高校基本科研业务费专项资金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理更多>>
- 基于聚光分频的全光谱太阳能驱动液态碳氢燃料定向制备系统研究
- 2024年
- 本文提出了一种基于聚光分频的太阳能定向制液态碳氢燃料系统,并对其进行了理论建模和热力学分析。该系统中,聚光太阳能被分频,一方面短波太阳光子被用于光伏发电,所产电能直接驱动质子交换膜电解槽电解制氢,为二氧化碳加氢制甲醇提供氢源,另一方面,长波太阳光子加热换热工质实现储热,为二氧化碳加氢反应提供热能并确保反应期间温度稳定,余热供海水淡化/自来水蒸馏、直接空气二氧化碳捕集等方式获取系统反应原料,从而实现全光谱高效梯级利用的太阳能驱动液态碳氢燃料定向制备。研究结果表明:标准AM1.5G阳辐照条件下,砷化镓光伏板的温度为105℃时系统可获得最大㶲效率,为23.40%,对应产氢量为2.84 L·min^(−1),再循环二氧化碳加氢反应器压力5 MPa,反应温度220℃,碳氢比1:3条件下,氢气转化率68.19%,甲醇产物选择性97.90%,对应甲醇产量为0.91 g·min^(−1),太阳能制甲醇的燃料效率为6.08%。本研究为助力碳减排,促进碳中和提供了重要的技术方案。
- 袁熹张凯宣益民
- 关键词：电解水制氢二氧化碳加氢
- 超/亚声速混合层油雾特征
- 2021年
- 为了获得超/亚声速混合层的油雾特征,开展了试验和数值计算研究。借助粒子图像测速系统的脉冲曝光拍摄功能得到混合层内油雾分布及油滴粒径大小,采用商用Fluent软件模拟混合层内油雾运动并获得油滴粒径分布特征。结果表明,沿着流向油雾空间分布包括横向射流区(含横向破碎段与卷吸转向段),和混合层区(含剪切破碎段和跟随运动段)。流向截面油雾分布由近似圆形发展为椭圆形。油雾粒径分布中,Sauter平均粒径(SMD)由初始400μm降低至65μm,横向破碎段和剪切破碎段为SMD减小的主要区域。超/亚声速混合层内较大的速度梯度对燃油液滴的破碎雾化有较强的促进作用,尤其对于大颗粒油滴。
- 魏杰立何小民黄亚坤张凯金义周毅
- 关键词：粒径分布剪切层
- 狭缝型接受孔对径向预旋系统的影响被引量：5
- 2020年
- 为提高径向预旋系统温降减少系统的流动损失,运用数值模拟方法对比分析不同长宽比的狭缝型接受孔及传统直孔型接受孔对预旋系统温降流阻特性的影响。结果表明,随着狭缝长宽比在1~10范围内增加,接受孔有效流通面积增大,喷嘴出口气流流速及系统无量纲质量流量均增大;当旋转雷诺数大于2.6×10~6时,系统温降随着狭缝长宽比的增加而增加,总压损失随之先增加后趋于稳定。长宽比为6~10的狭缝型接受孔较传统直孔型接受孔有更高的温降及较高的压力损失。当旋转雷诺数等于7.9×10~6,长宽比为10的狭缝式接受孔较传统直孔接受孔系统温降系数增加36.7%,总压损失系数增加2.2%。
- 张凯王锁芳侯晓亭韦光礼
- 翅片位置对复合式减涡器减阻性能影响数值模拟
- 2020年
- 为了探索翅片-管复合式减涡器的翅片安装位置对共转盘腔径向内流压力损失的影响规律,对不同转速、翅片周向位置及安装角度下的去旋系统开展了数值研究,得到了不同工况下共转盘腔径向内流的流场结构及压力损失分布曲线。研究结果表明:减涡管能引导流体径向流入,并降低流体的旋流比;相比于管式减涡器,翅片-管复合式减涡器能明显降低盘腔内的总压损失;在不同旋转雷诺数下,翅片的周向安装位置α及安装角β均存在最佳值;在中、高旋转雷诺数下,最佳值分别为α=9°,β=30°,最佳结构下总压损失较基础模型低40%左右;改变翅片周向位置及安装角度可以明显改变气流进入减涡管的角度,在较优情况下,可以减小流体流入减涡管的阻力及在减涡管内的流动阻力,整体上减小了盘腔内总压损失。
- 侯晓亭王锁芳张凯夏子龙
- 关键词：压气机涡流流场结构总压损失
- 突扩间隙和流量分配对突扩扩压器性能的影响
- 2019年
- 为了研究突扩扩压器性能的影响因素,选取了带有真实头部及旋流器的三维燃烧室模型,采用可实现k-ε两方程模型对相同进口条件下不同突扩间隙和流量分配的扩压器流场进行了数值模拟。分析了突扩间隙和流量分配对扩压器静压恢复和总压损失的影响,验证了最佳相对突扩间隙的存在。最后,总结了最佳相对突扩间隙随流量分配的变化情况。
- 唐继勇何小民张凯周建伟
- 关键词：数值模拟
- 鼓包前缘叶片在环形叶栅中应用的探索被引量：3
- 2016年
- 鼓包前缘叶片具有特殊型式的前缘。本文对所选的初始叶型进行鼓包前缘造型,采用三维CFD数值模拟方法,探究鼓包前缘叶片对环形叶栅气动性能的影响,并初步探寻鼓包前缘叶片对流场的影响机理及规律。计算结果表明:在大攻角的情况下,鼓包前缘叶片可以明显改善环形叶栅的流场结构,减小叶栅分离区范围,可使总压损失系数减小约15%。环形叶栅势流区近S1流面的叶栅损失减小约35%。说明鼓包前缘叶片可以显著提高环形叶栅的气动性能。
- 张凯屠宝锋
- 关键词：环形叶栅数值模拟
- 内膨胀式推力矢量喷管及其性能研究
- 2019年
- 探索了一种新型推力矢量实现方案——内膨胀式推力矢量(IETV)喷管。IETV通过喷管扩张段的单侧向内作动,利用非对称的内流膨胀产生了喷管内的横向压力梯度,受迫的膨胀在出口处卷吸了外部气流产生了横向动量,由此实现了推力矢量。采用数值模拟方法对IETV喷管的可行性进行验证,并分析了其流动特征。结果表明:IETV方案可以实现较大的推力矢量角和良好的内流性能。在4~12的落压比范围内推力矢量角最大可达18.5°,推力系数损失不超过2%。
- 张凯李琦汪明生
- 关键词：喷管推力系数
- 管-隔板复合式减涡器流阻特性被引量：1
- 2020年
- 为了探索管-隔板复合式减涡器结构对共转盘腔径向内流流阻特性的影响规律,对不同转速、管-隔板复合结构下的去旋系统展开了数值研究,得到了不同工况下径向内流共转盘腔的流场结构、总压损失以及沿程总压损失分布曲线。研究结果表明:相对于基础管式减涡器,管-隔板复合式减涡器可以明显降低盘腔内的总压损失。管式减涡器盘腔上游安装隔板的减阻效果要优于盘腔下游安装隔板的减阻效果,且上游隔板和下游隔板存在最佳无量纲长度为0.118和0.065,与基础模型相比,最佳减阻效果分别提高17%和5%。在最佳隔板长度下,管式减涡器上、下游同时安装隔板的减阻效果最好,相比于基础模型,减阻性能提高19%。
- 侯晓亭王锁芳张凯
- 关键词：流阻特性流场结构
- 翅片安装高度对共转盘腔减阻特性影响的数值研究被引量：3
- 2020年
- 为了探索翅片安装高度变化对共转盘腔径向内流总压损失的影响规律,对不同转速、翅片径向安装高度下的去旋系统展开了数值研究,得到了不同工况下径向内流共转盘腔的流场结构及总压损失分布曲线。研究结果表明:翅片安装高度能够影响盘腔内部旋流比分布情况,翅片吸力面流体的旋流比大于压力面侧;随着翅片安装高度的升高,减涡器的总压损失先减小后增大;在所研究工况及结构参数下,翅片下端径向高度与盘腔高度比值为0.476时减涡器的减阻效果最好,压力损失系数降低16%左右;在一定条件下,翅片式减涡器总压损失主要集中在翅片所在盘腔分区;翅片上端和下端盘腔分区总压损失对减阻性能的影响起决定性作用,且上端的影响大于下端的影响。
- 侯晓亭王锁芳张凯
- 关键词：翅片数值模拟总压损失
- 整体涡对跨声速单转子性能和稳定性影响被引量：5
- 2016年
- 为研究整体涡影响轴流压气机性能和稳定性的机理,设计了一种叶片式旋流发生器,并对旋流发生器和跨声速单转子进行了联合数值模拟研究.计算结果表明:反向整体涡导致堵塞点流量、进口攻角和总压比增加,效率和稳定工作范围降低;同向整体涡导致堵塞点流量、进口攻角、总压比和稳定工作范围减小,效率增加;反向整体涡导致50%叶高以上吸力面附面层分离以及叶尖泄漏流堵塞加剧是压气机失稳的主要原因.
- 屠宝锋胡骏张凯
- 关键词：压气机跨声速稳定性
