LPP低污染燃烧室冷态流场与油雾特性
内燃机原理 各章重点内容

《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。
前期:1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功,在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来,实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin),采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机,成为近代蒸汽机的直接祖先。
1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机,热效率不到1%。
| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机,发明了水汽分离冷凝器,大大完善了蒸汽机,热效率达3%,开始了蒸汽时代,掀起了第一次工业革命浪潮。
1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理,首次提出燃料与空气混合的原理。
1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。
| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。
1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机,摆脱了真空发动机的影响,直接利用燃烧压力推动活塞作功。
1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机,第一次实现了爆发作功。
1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。
1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。
诞生:1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。
1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理,造出第一台车用汽油机。
1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上,发明了第一部汽车。
通过冷态空气动力场试验浅谈水平浓淡燃烧器

通过冷态空气动力场试验浅谈水平浓淡燃烧器摘要:水平浓淡燃烧器因其良好的稳燃性和抑制NOx生成的效果在国内四角切圆煤粉锅炉中得到了广泛的应用,本文通过某工程哈锅350MW锅炉冷态空气动力场试验,根据自模化理论,模拟锅炉热态时一次风和二次风在炉内速度场分布,讨论其与常规的直流煤粉燃烧器的不同点,并得出此工程锅炉水平浓淡燃烧器在实际燃烧时一些配风及调整的方向性指导。
关键词:水平浓淡燃烧器;350MW锅炉;空气动力场;配风及调整引言随着国内电力行业的发展进步,对机组调峰能力和NOx排放要求越来越高。
水平浓淡煤粉燃烧器相对于常规的直流燃烧器更加有利于锅炉在低负荷阶段稳燃并能通过分级燃烧,降低NOx排放量,因此广泛应用于四角切圆煤粉锅炉。
本文某工程哈锅350MW锅炉冷态空气动力场试验分三种工况,工况一:单投一次风;工况二:单投二次风;工况三:一、二次风混合。
三种工况试验,使用网格法分别测量燃烧器喷口速度,使用飘带法观察炉内气流分布及切圆情况并使用热线风速仪测量浓淡燃烧器形成的速度场,记录并分析试验数据,讨论并总结水平浓淡燃烧器实际运行时配风和调整的一些指导性、方向性意见。
1 冷态空气动力场试验原理锅炉动力场试验是根据流体动力学相似原理,在自模化区内用冷风模拟锅炉燃烧时的空气动力状态来预测锅炉燃烧工况,为热态燃烧调整提供依据和参考。
本工程试验根据自模化理论,将最下层一次风按设计风速得出冷态时一次风自模化风速,然后根据设计一、二次风动量比得出冷态时自模化的成比例的二次风风速,并计算验证试验所测量的每种工况下炉内气流均达到了自模化条件。
经计算,试验一次风速30.06m/s,试验二次风速37.8m/s。
2 试验工况一2.1试验结果调整试验层水平浓淡燃烧器对应磨煤机出口粉管风速均为30m/s左右,在炉内燃烧器喷口用网格法测量风速,浓侧平均风速42m/s;淡侧平均风速12m/s,由此,热态时,浓相和淡相风速相差近20m。
含蒸发式稳定器模型燃烧室的液雾两相燃烧数值模拟

含蒸发式稳定器模型燃烧室的液雾两相燃烧数值模拟
黄金智;徐天赐;周杰;宋亚恒;叶桃红
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】带蒸发式稳定器的燃烧室通过向稳定器蒸发管内供油的方式,改善稳定器下游的油雾分布,在低压和低油气比等极限工作条件下提高燃烧室的燃烧性能。
然而由于蒸发管内存在燃油雾化、液滴碰壁飞溅以及蒸发等过程,难以直接对蒸发管内的物理过程进行数值模拟得到稳定器下游的油雾场分布。
对于燃油蒸发管内部复杂的物理过程,根据蒸发管内部流动特性提出蒸发管雾化简化模型,并在欧拉-拉格朗日框架下,采用PaSR湍流燃烧模型结合动态自适应建表(ISAT)方法,对含蒸发式稳定器模型燃烧室在低压条件下的流动及两相燃烧开展数值模拟,得到的燃烧室横截面燃气温度以及燃烧效率的模拟结果和实验接近,表明提出的简化蒸发管雾化模型能够给出合适的稳定器下游燃油分布以及燃烧场计算。
【总页数】6页(P14-19)
【作者】黄金智;徐天赐;周杰;宋亚恒;叶桃红
【作者单位】中国科学技术大学热科学和能源工程系;西安航天动力研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TK16
【相关文献】
1.内外函混合加力燃烧室扩压器内液雾湍流两相流场和浓度场数值模拟
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5.双侧进气突扩燃烧室内液雾燃烧的数值模拟
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浓缩型双调风旋流燃烧器

项目 空气干燥基水份 灰份 碳 氢 氧 氮 全硫 低位发热量 干燥无灰基挥发分 哈式可磨系数 2)着火特性 可燃基挥发份 固定碳/应用基挥发份 着火指数 通用着火特性指标 普华着火稳定性指数 普华燃烬指数 Vr 判别结论 Cgd/Vy 判别结论 Td 判别结论 F 判别结论 Rw 判别结论 Rj 判别结论
3
冷态模化试验
3.1 模化原则及计算 冷态模化实质上是以冷态模拟热态,但由于只研究燃烧器出口近场,根据经验,采用纯几 何相似的方法比较合适。这时,模型设计应保证以下条件[3,4] : (1)模型与实物几何相似;
(2)模型与实物边界条件相似(具体即为模型与实物的各次风的动量流率比相等) ; 5 (3)必须保证气流运动状态进入自模化区(一般保证 Re≥10 ,具体试验时也可根据测量 结果确定 Re)。 本试验的虚拟原型燃烧器按龙山设计煤种。 在几何相似以及试验各次风温相等的情况下,按照模型与实物各次风的动量比相等,计算 确定模型尺寸。 试验室风机流量约为 5780m3/h,风温 25℃,此时粘性系数ν=1.57×10-5 m2/s。根据计算 结果,并考虑模型制作工艺方面的因素,采用 1:4 的试验模化比例来进行试验。选取在模化比 为 1:4 的情况下各次风的雷诺数情况见表 3.1。 表 3.1 模型的各次风速度及雷诺数参数表 一次风 流通面积 m2 当量直径 m 雷诺数(105) 0.0083 0.1025 1.30 内二次风 0.0329 0.1225 1.12 外二次风 0.0239 0.0575 1.08
浓缩型双调风旋流燃烧器冷模试验研究
赵 静 (北京巴威公司) 摘要:针对燃用贫煤的河北龙山电厂2x600MW锅炉机组项目采用的一种新型旋流燃烧器即浓 缩型EI-DRB低NOx双调风旋流燃烧器,分析了该燃烧器实现着火稳燃低NOx的机理,依据模化 原理计算按设计原型的1:4在实验室建立模型进行冷态模化试验,通过正交及单因素试验了 解燃烧器出口流场特性等。分析研究四个可调因素对流场的影响程度和规律。为龙山项目 的设计提供正确的理论依据和有用的试验数据,同时为我国在旋流燃烧器燃烧低挥发分煤 方面的研究提供宝贵经验。 关键词:低挥发分煤 低NOx 双调风旋流燃烧器 冷态模化 1 前言
航空发动机燃烧室点火研究概述

航空发动机燃烧室点火研究概述
刘正艺;陈溯敏;周孙宇
【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》
【年(卷),期】2021(34)6
【摘要】航空发动机燃烧室的点火性能决定着发动机的稳定工作范围。
点火性能研究始于20世纪70年代,涉及经验公式提出、关键参数预测、数值模型构建、全环点火过程观测等,并随着高速摄像、粒子图像测速系统、相位多普勒粒子分析仪等测试手段的介入,使得点火研究范围越来越宽泛。
本文概述了燃烧室点火研究成果,总结了影响燃烧室点火性能的主要因素,提出了点火性能改善方案,可为航空发动机燃烧室点火设计提供参考。
【总页数】5页(P51-55)
【作者】刘正艺;陈溯敏;周孙宇
【作者单位】中国航发四川燃气涡轮研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V231.2
【相关文献】
1.一种航空发动机点火装置点火能量测试方法的研究
2.微油点火燃烧器一级燃烧室点火性能数值模拟研究
3.航空发动机单头部低污染燃烧室试验研究
4.微油点火燃烧器一级燃烧室点火性能试验研究
5.航空发动机燃烧室光学可视模型试验件及其流场测量研究进展
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第5章 燃烧室

2、气动喷嘴
3、蒸发喷嘴
3、蒸发喷嘴
3、蒸发喷嘴
4、甩油喷嘴
5.2燃烧室基本构件的结构 5、点火器
间接点火:能量大,复杂,重 直接点火:高能电嘴 电嘴:气体放电电嘴 电蚀电嘴 半导体电嘴
5.3排气污染及减少排气的主要措施
(一)污染物的生成
NOx,CO,HC,微粒,SO2及光化学烟雾等
5.1燃烧室的基本类型
功用:将燃油化学能转化为热能,将压气机增压后的高压空 气加热到涡轮前允许的温度,以便进入涡轮和排气装置内膨 胀做功。 工作环境:高温、高负荷,热应力,热腐蚀 要求:稳定工作范围大、效率高、容热强度大、可靠 性高、维修性好、燃烧充分、污染小等。 组成:扩压器,壳体,火焰筒,喷嘴,点火器
无叶片式:喇叭形
径向叶片式
5.2燃烧室基本构件的结构
3、火焰筒
(3)火焰筒筒体的进气和冷却 火焰筒筒体:头部,筒体,燃气导管 头部:加速混合器的形成,保持稳定的火源,需要局部略 为富油,因此只有一小部分空气从头部进入 筒体:主燃区,加快油气混合气的燃烧过程,保证完全燃 烧 燃气导管:降低高温燃气的温度,使涡轮能够承受,并形 成均匀的温度场;改变环管式燃烧室的气流通道 冷却: 气膜冷却 进气孔冷却
5.1燃烧室的基本类型
基本类型: 3. 环形燃烧室
结构特点:燃烧室的内、外壳构成环形气流通道,通
道内安装的是一个由内、外壁构成的环形火焰筒,因而 燃烧室在环形的燃烧区和掺混区内进行。 分类
带单独头部的环形燃烧室 全环形燃烧室 折流式环形燃烧室 回流式环形燃烧室
典型的环形燃烧室
典型的环形燃烧室
燃烧室气流分配
四通道低NOx燃烧器冷态模拟与试验研究的开题报告
四通道低NOx燃烧器冷态模拟与试验研究的开题报告一、选题背景随着汽车和工业生产的不断发展,排放的NOx成为环境中的主要污染物之一。
因此,开发低NOx燃烧器成为当今社会亟需解决的环保问题。
四通道低NOx燃烧器具有运行稳定、NOx排放低等优点,但其设计与优化需要依赖计算机模拟和试验研究。
二、研究内容及目的本文将采用计算机模拟和试验研究相结合的方法,对四通道低NOx燃烧器进行冷态模拟与试验研究。
主要研究内容包括:1. 基于CFD计算方法进行四通道燃烧器的冷态模拟,探究燃料喷射参数对其燃烧效果的影响;2. 建立四通道低NOx燃烧器的试验平台,进行实际的试验研究,探究不同工况下燃烧器的NOx排放和燃烧效率;3. 通过对模拟和试验结果的分析比较,得出改进设计方案的建议,提高燃烧器的效率和降低NOx排放。
通过以上研究,旨在实现对四通道低NOx燃烧器的深入理解和优化设计,为环保和工业生产做出贡献。
三、研究方法1. 建立四通道低NOx燃烧器的三维CFD模型,对其进行冷态模拟分析,研究不同燃料喷射参数下的燃烧效果;2. 构建四通道低NOx燃烧器的试验平台,进行不同工况的试验研究,测试其NOx排放和燃烧效率;3. 通过对模拟和试验结果的分析比较,提出改进设计方案,通过模拟验证和试验实验验证方案的有效性,优化四通道低NOx燃烧器的设计,提高燃烧效率和降低NOx排放。
四、研究意义1. 探究四通道低NOx燃烧器的燃烧机理,为其后续优化设计提供理论依据和技术支撑;2. 通过对四通道低NOx燃烧器的设计优化,提高其燃烧效率和降低NOx排放,实现环境保护和节能减排目标;3. 推动燃烧器技术的不断发展和创新,为工业生产提供更加可靠、高效、环保的解决方案。
五、研究计划本研究计划分为以下四个阶段:1. 文献调研与资料收集:调研已有的四通道低NOx燃烧器研究成果,收集相关技术资料和论文文献;2. 建立四通道低NOx燃烧器的CFD模型,并对其进行冷态模拟分析,评估其燃烧效果;3. 构建四通道低NOx燃烧器的试验平台,进行不同工况下的试验研究,测试其NOx排放和燃烧效率;4. 通过对模拟和试验结果的分析比较,提出改进设计方案,验证其有效性,为燃烧器的优化设计提供科学依据和技术支撑。
第八章加力燃烧室PPT课件
主燃烧室
80~250 500~800
120~170 (0.2~0.3)
约40 120~200
21% 0.002~0.003
33~2.2 1000~1500 周向分布尽可能均匀分布径向分布 有特殊要求 0.95~0.99
约20
加力燃烧室
20~30 700~1000
350~450 (0.5~0.7) 120~180 250~400 14%~17% 0.002~0.07
• 8.2 加力燃烧室主要部件和工作原理
加力式主要部件:扩压器、供油装置、点火器、 火焰稳定器、防震(隔热)屏和加力室筒体等。
WP13加力燃烧室外形
WP9加力燃烧室立体图
一、扩压器(混合器)
加力燃烧室的扩压器是由中心鼓筒和外壳构成,按面积的 扩压比一般在2左右,其目的是将高速气流减速,并使压力 有所提高,这将有利于组织燃烧和减少阻力。中心鼓筒由 若干个整流支板支承,支板有一定的偏斜度,以扭正涡轮 排气的旋转气流动(整流),有利于使稳定器截面处的流场 均匀。 加力燃烧室扩压器一般是做成大扩张比和小扩张角,这有 利于减小压力损失,但这要受直径和长度的限制,为了减 小可能产生的气流分离,扩张角一般不宜太大,为了工艺 简单,中心鼓筒或外壳常做成直线截锥形,也有做成特型 曲面的。
复燃加力(reheating):即通过在已燃气中喷燃油, 提高排气温度来增加推力。在地面台架状态,加 力推力较最大状态推力可增加25~50%,在高速或 超音速飞行是增加更多,可达100%以上。对于涡 扇发动机加力推力增加比例更大,地面台架状态 可达70%以上,超音速时可达150%以上。
8.1 加力燃烧室特点及对发动机性能的影响
加力燃烧室点火和主燃烧室点火有类似之处,也是靠 外加点火源先将局部可靠,点火范围宽广。
RQL燃烧室燃烧特性数值研究
1 引言
富油燃 烧 一淬 熄 一贫 油 燃 烧
fQ ) R L燃烧 室 是下 一 代高 效 节 能 、 低 污染 ( N 放 )燃烧 室 之 低 O排
一
Ke d :r h qu n h Ia ; o b sin c arce it ; D n me ial ywors i — e c —e n c m u t h a tr i CF u r c o sc c
在贫油区中剩余 的燃料与掺混空
染燃烧室相 比,Q R L燃 烧 室 具 有 稳定性 高 和安全性 高 的特点 , 而且
可 以适 应各种不 同组 分 的燃油 , 例 如生物燃 油 、 热值燃 料 等 。在能 低
源 紧 缺 的今 天 , Q R L燃 烧 室 技 术
室, 与燃 气 快 速 、 效 地 混 合 变 为 有
贫 油 状 态 后 进 入 下 游 的贫 油 区 ,
及分 析技术。
cn utdi tesvne u a n er i . h e ida a s ftetm ea rfe od ce h ee q i l c a o T ed t l n l i o e p r ue l n ve t s ae ys h t d i
Wl cn utdi edfrn q ia ner i, n eot z ino u aec ai f od ce t iee t u l c ao adt pi a o e i lner o 8 nh f e ve t h mi t f qv t W So t nd A h pi zdeuvlner i tee etftearo ir uinO a ba e . teot e q i ec ao h f c o i w d tbt H i t mi a t , f h f l si o
基于Fluent软件炉内冷态空气动力场数值模拟研究
基于 Fluent软件炉内冷态空气动力场数值模拟研究摘要:采用Fluent软件数值模拟某660MW电厂塔式锅炉炉内冷态空气动力场特性,分析了炉内整体流场分布规律、流场切圆分布规律的原因及炉顶受热面速度偏斜产生的原因。
通过数值模拟能够从宏观上掌握锅炉炉内的流场特性,从而为锅炉安全经济运行提供技术支持。
关键词:直流锅炉;热效率;试验内容;试验方法引言近几十年来,随着CFD商用软件的引入与计算机的快速发展,采用Fluent 软件进行电站锅炉数值研究已经非常成熟,Fluent软件数值模拟研究实际锅炉特性有周期短、成本低、适用范围广、精度高等特点[1-5]。
煤粉炉切圆燃烧在我国燃煤电厂运用广泛,本文采用Fluent软件模拟新疆某660MW四角切圆燃烧方式的炉内空气动力场特性。
1 设备系统新疆某(2×660MW)电厂直接空冷火电机组超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,锅炉型号为SG-1997/25.4-M5505,采用单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、一次再热、紧身封闭布置锅炉。
锅炉的变截面塔式布置,炉膛分上下两部分,下部分燃烧室区域为20.355m×20.355m,在燃尽风上部由前墙向后墙截面渐缩,上部分受热面区域20.355m×16.445m。
燃烧系统主风箱设有6层一次风煤粉喷嘴共24只,每相邻一次风喷嘴之间设有二次风喷嘴共32只,上部布置有两级燃尽风共24只。
2 数值模拟流体湍流运动具有复杂性和随机性,目前还未能有一种模型能够精确描述各种流动,尽管如此工程上利用κ-ε双方程模型进行模拟计算较为广泛。
因此本文采用标准κ-ε双方程模型,模拟恒联塔式炉内湍流流动,分析炉内流场的分布情况。
以恒塔式炉为对象,利用Gambit软件建立1:1物理模型。
四角切圆布置网格划分复杂,对燃烧区域采用Paving体网格方式划分,其他部分以六面体网格划分,锅炉几何模型网格划分为43万。
燃烧器喷嘴设为速度入口,出口设为压力出口。
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L P P低 污 染燃 烧 室冷 态 流 场 与 油 雾特 性
邓 远 灏 朱 嘉 伟 颜 应 文 马存 祥 徐 华 胜 张 靖周
( 1 . 南 京 航 空 航 天 大 学 能 源 与 动力 学 院 , 南京 , 2 1 0 0 1 6 ; 2 . 中国 燃 气 涡轮 研 究 院 , 成都 , 6 1 0 5 0 0 )
t i on s of p i l o t a t o mi z e r o n f ue l s p r a y c h a r a c t e r i s t i c s a r e s t u di e d whe n o nl y p i l o t a t omi z e r o r p r i ma r y a t —
v e s t i g a t e d b y u s i n g p a r t i c l e i ma g e v e l o c i me t r y( PI V) ,a n d e f f e c t s o f d i f f e r e n t f u e l a l l o c a t i o n s a n d p o s i —
摘要 : 为 了研 究 某贫 油 预 混 预 蒸 发 ( L e a n p r e mi x e d p r e v a p o r i z e d , L P P ) 低 污 染 燃 烧 室 冷 态 流 场 和 油 雾特 性 , 本 文
采 用 粒 子 图像 测 速 仪 ( P a r t i c l e i ma g e v e l o c i me t r y,P I V) 首 先试 验 研 究不 同进 口空 气流 量 对 燃 烧 室 冷 态 流场 的影
第4 5 卷 第 2期
2 0 1 3年 4月
南 京 报
S t r Onaut i cs
Vo 1 . 4 5 No . 2
Ap r .2 01 3
Uni v e r s i t y of Ae r on a ut i c s J o u r n a l o f Na n j i n g
2 . Chi na Ga s Tur bi ne Es t a bl i s hm e nt ,Ch e ng du,61 0 50 0,Ch i n a )
Ab s t r a c t : I n or d e r t o s t ud y c o l d f l o w f i e l d s a n d f u e l s p r a y c h a r a c t e r i s t i c s o f a l e a n pr e mi x e d pr e v a p or i z e d ( LPP)l ow e mi s s i o n c ombu s t or ,e f f e c t s o f d i f f e r e nt i n l e t c o nd i t i o ns o n c ol d f i e l ds a r e e x pe r i me nt a l l y i n —
关键词 : 贫 油预 混预 蒸发 ; 低污染燃烧室; 冷 态流 场 ; 油 雾场 ; 粒子 图像 测 速 仪
中 图分 类 号 : V 2 3 1 . 2
文献 标 志码 : A
文章编号 : 1 0 0 5 — 2 6 1 5 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 1 6 2 — 0 8
响, 其 次 分 剐在 单 开值 班 级 喷 嘴 、 主级 喷 嘴 以及 同 开主 级 和 值 班 级 喷嘴 时 , 分 析 了燃 油 流 量 分 配和 值 班 级 喷 嘴 位 置对 燃 烧 室油 雾特 性 的 影 响 。 试 验 结 果表 明 : 在L P P燃 烧 室 头部 流 场 存 在 中 心 回 流 区 、 角 落 回 流 区和 唇 口 回流 区, 中 心 回 流 区 宽度 随 着距 燃 烧 室 头部 距 离的 增 加 先 逐 渐 增 加 , 而后逐渐减少, 且 进 口空 气 流 量 对 燃 烧 室回 流 区 形状影响 不大; 单 开值 班 级 喷 嘴 时 , 供 油量 增 加 , 燃烧室油雾特性 变差; 单 开主级喷嘴 时, 主级供 油量增加 , 燃 烧 室 油 雾特 性 得 到 改 善 ; 主 级 和 值 班 级 喷 嘴 同时 打 开 时 , 随 着主 级 供 油 量 增 加 , 值 班 级 供 油量 减 少 , 燃 油 雾 化 特 性 得 到 改善 ; 值 班 级喷 嘴 位 于喉 道 处 时燃 油 雾 化 效 果 优 于 值 班 级 喷嘴 在 旋 流 器 出 口处 。
& CO l d Ho w Fi e l d a n d Fu e l
Y Ch a r a c t e r i s t i c o f LPP L o w Emi s s i o n Co mb u s t o r
学 A
De n g Y u a n h a o 。Zh u Ji a we i ,Y a n Yi n gwe n ~,M a Cu n x i a n g ,Xu Hu a s h e n g ,Zh a n g Ji n gz h o u
( 1 .Co l l e g e o f E n e r g y a n d Po we r En g i n e e r i n g,Na n j i n g Un i v e r s i t y o f Ae r o n a u t i c s& As t r o n a u t i c s ,Na n j i n g,2 1 0 0 1 6 ,Ch i n a ;