基于低排放的贫油预混主动燃烧控制策略与算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51676182
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0601.工程热力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the traction of the major project implementation strategy of “aero- engines and gas turbines” and the significant demand for “energy-saving, emission-reduction and efficiency-improving”, this project focus on great application prospect of active combustion control technology with low emission and high stability, as well as the three major challenges for the lean premixed combustion of the gas turbines, including uneven premix, unstable combustion and excessive emission. The project intends to apply prediction models and test methods of the lean premixed combustion to explore formation mechanism of NOx in the lean premixed combustion, and master the influence of main fuel injection phase and secondary fuel injection on combustion stability and formation of NOx. Furthermore, the project attempts to design a control strategy and algorithm of a three-circuit lean premixed and active combustion. For this purpose, temperature of combustion flame is reduced by controlling fuel-air equivalence ratio, thermoacoustic instability phenomenon is restrained by controlling the initial phase of main fuel, the thermal-oscillation problem in the bulk regions of low-cycle heat release is eliminated by controlling secondary fuel injection, and lowest NOx emission is used as objective function to optimize the algorithm, combined with combustion test results. In general, this project is designed to lay a basis for future development of combustion instabilities suppression, active combustion control technology and low emission combustion technology.
以“航空发动机及燃气轮机”重大专项实施战略为牵引,围绕国家“节能减排增效”的重大需求,针对燃气轮机贫油预混燃烧所面临的“预混不均”,“燃烧不稳定”,“排放超标”三大挑战,以及低排放高稳定主动燃烧控制技术所蕴藏着的巨大应用前景。本项目拟通过贫油预混燃烧预测模型和试验方法探索贫油预混燃烧中NOx生成机理,掌握主燃油注入相位和二次燃油注入量对燃烧稳定性及NOx生成的影响,拟设计一套三回路贫油预混主动燃烧控制策略与算法,通过控制燃油与空气当量比降低燃烧火焰温度;通过控制主燃油注入相位抑制热声不稳定现象;通过控制二次喷油量消除低周热释放循环区热振荡问题,并以NOx排放量最低为目标函数,结合燃烧试验结果优化该算法。希望通过本项目的研究为燃烧不稳定抑制,主动燃烧控制技术,以及低排放燃烧技术的发展奠定基础。

结项摘要

本项目针对航空发动机与燃气轮机贫油预混燃烧所面临的“预混不均”,“燃烧不稳定”,“排放超标”等应用基础问题,开展了高稳定低排放主动燃烧控制策略与算法研究,通过基于贫油预混燃烧预测模型和试验方法获得贫油预混燃烧中NOx生成机理和影响因素,建立了贫油预混燃烧预测模型,阐明了航空发动机与燃气轮机燃烧不稳定影响机理与调控机制,揭示了航空发动机与燃气轮机燃烧过程排放、预混与燃烧不稳定的本质规律,探索了主动燃烧不同控制算法对低排放与燃烧不稳定的影响,设计一套贫油预混主动燃烧控制策略及主动调控方法。在此基础上,提出了三回路主动燃烧控制策略与算法。研究成果为发展具有自主知识产权的高稳定低排放航空发动机与燃气轮机燃烧控制策略与调控方法提供了新的途径。. 研究成果已发表期刊论文11篇,其中SCI 8 篇,授权/申请发明专利7项,培养硕士与博士研究生8人,参过国际会议2次,培养学生多人次获得国家奖学金。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(7)
Characteristics and Kinetic Analysis of Ignition for Different Gasoline Surrogate Fuel Models
不同汽油替代燃料模型的点火特性及动力学分析
  • DOI:
    10.1115/1.4046276
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Journal of Energy Resources Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qinghua Zeng;Detang Zeng;Dong Zheng
  • 通讯作者:
    Dong Zheng
Model reference adaptive control with smooth switching scheme for piecewise linear systems and its application in turbofan engine control
分段线性系统平滑切换方案的模型参考自适应控制及其在涡扇发动机控制中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    SUN peng hui;Wang Xi;Yang Pei;Zeng Detang
  • 通讯作者:
    Zeng Detang
Research on Model-Based Fault Diagnosis for a Gas Turbine Based on Transient Performance
基于暂态性能的燃气轮机模型故障诊断研究
  • DOI:
    10.3390/app8010148
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    APPLIED SCIENCES-BASEL
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zeng, Detang;Zhou, Dengji;Jiang, Baoyang
  • 通讯作者:
    Jiang, Baoyang
锥形旋流器内燃料分布对模型燃烧室近贫熄状态的影响
  • DOI:
    10.13675/j.cnki.tjjs.180756
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    推进技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    申小明;袁怡祥;谭春青;余超;谢鹏福
  • 通讯作者:
    谢鹏福
Study on the Effects of Dome Fuel Distribution Ratio on Lean Blowout of a Model Combustor
圆顶燃料分配比对模型燃烧室稀薄井喷影响的研究
  • DOI:
    10.1007/s11630-019-1146-0
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Journal of Thermal Science
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Shen Xiaoming;Yuan Yixiang;Zeng Detang;Xie Pengfu;Tan Chunqing
  • 通讯作者:
    Tan Chunqing

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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