【摘 要】
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采用计算流体力学(CFD)软件对煤粉颗粒在平面扩散火焰系统中的着火和燃烧过程进行了详细的数值模拟,测量了不同热协流气氛(O2/N2、O2/CO2)、温度(1400～1800 K)和氧气体积分数(10％～30％),特别是高温低氧(1800 K,10％O2)环境下的气体温度场和颗粒温度分布,获得了MILD燃烧工况下煤粉颗粒着火和燃烧特性.结果表明,在高温低氧环境下,煤粉颗粒的着火距离明显缩短,气体温度场更加均匀.1800 K协流温度下,随着氧气体积分数每提高10％,其着火距离缩短12％～14％,氧气体积分数为
【机 构】
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上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所,上海200240
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采用计算流体力学(CFD)软件对煤粉颗粒在平面扩散火焰系统中的着火和燃烧过程进行了详细的数值模拟,测量了不同热协流气氛(O2/N2、O2/CO2)、温度(1400～1800 K)和氧气体积分数(10％～30％),特别是高温低氧(1800 K,10％O2)环境下的气体温度场和颗粒温度分布,获得了MILD燃烧工况下煤粉颗粒着火和燃烧特性.结果表明,在高温低氧环境下,煤粉颗粒的着火距离明显缩短,气体温度场更加均匀.1800 K协流温度下,随着氧气体积分数每提高10％,其着火距离缩短12％～14％,氧气体积分数为10％时的烟气温度波动系数比氧气体积分数为20％时下降9％.与O2/N2气氛相比,在O2/CO2气氛中相同热协流温度和20％氧气体积分数下,着火距离增加了2.7～3.4 mm,烟气平均温度降低了168～183 K.
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从燃气轮机的滑油系统原理出发,针对燃气轮机运行过程中出现的滑油异常消耗故障进行分析,建立故障树检查排除燃气轮机外围滑油系统故障,通过燃气轮机分解检查及滑油密封空气系统分析,认为滑油主要从动力涡轮滚珠轴承密封石墨环处泄漏,造成异常消耗,同时提出了应加快石墨环材料的研究,提升其寿命,并优化石墨环工作环境.研究成果可为燃气轮机滑油异常消耗故障诊断提供参考.
采用实测法获得了适用于热解半焦的单方程热解动力学参数:E=230 kJ/mol,k0=4×1011s-1,并建立了携带流条件下热解半焦颗粒的瞬态着火模型,研究了氧体积分数和环境温度对热解半焦颗粒着火特性的影响.结果表明:提高氧体积分数和环境温度可使热解半焦的着火提前;随氧体积分数增加,着火模式由均相着火向联合着火模式转变;在环境温度为1600～1800 K范围内,5％～15％氧体积分数下为均相着火模式,20％～30％氧体积分数下为联合着火模式;同一氧体积分数下,环境温度由1600 K增加到1800 K时不
使用热流量法测量了汽油替代物PRF90燃料(包含体积分数90％异辛烷+10％正庚烷)与空气在0.1 MPa,不同初始温度和不同当量比下的层流火焰速度.测得实验结果与反应动力学模拟进行了对比,发现使用的两个反应动力学机理中,Luong等人机理更接近实验结果.使用实验与模拟结果推测了层流火焰速度的温度系数α,发现此系数在富燃区当量比1.5附近有一明显拐点;以此温度系数还推算了总包反应的活化能,并外插得到了更高初始温度下的层流火焰速度.
通过先前在Hele-Shaw平板装置实验中观测到的预混火焰振荡传播现象的激励,本文利用数值模拟方法研究了半闭口狭窄通道内低马赫数火焰的传播过程,观察到火焰的振荡和稳态传播模式.热膨胀率和通道宽度被作为影响火焰动力学特性的主要参数进行研究.结果表明气体热膨胀率和通道宽度会对火焰面形状和传播速度的稳定性产生影响.此外,狭槽内压力场沿长度方向的变化揭示了压力与火焰速度的耦合机制.
近些年金属有机框架MOFs材料由于其诸多优点在吸附脱除挥发性有机化合物VOCs领域得到了广泛关注.论文基于巨正则系综蒙特卡罗法对NU-1000吸附典型VOCs(苯、甲苯、乙苯、甲醛)以及二氧化碳和水的吸附性能进行了研究.分析了不同吸附质在NU-1000孔道内的吸附过程,包括吸附能、吸附量、吸附能概率密度分布、吸附质的低能构象和吸附质密度分布等.结果表明,NU-1000对苯、甲苯和乙苯具有较好的吸附效果,甲醛其次,二氧化碳和水较少.苯、甲苯和乙苯更容易吸附在连接配体附近,而甲醛、二氧化碳和水则更容易吸附在金
研究了在竖直贴壁、平行幕墙和凹型槽3种受限结构下保温材料EPS垂直向下火蔓延传播特性规律.分析了火焰结构、火焰高度、质量损失速率、火焰温度、火蔓延速度等特性参数的变化规律.实验结果发现:在竖直贴壁情况下,火焰燃烧以液体聚集池火区为主;平行幕墙情况下,以黏性液体墙火区和液体聚集池火区共同作用形成贴壁燃烧;而对于凹型槽,黏性液体墙火区和液体聚集池火区共同燃烧形成偏移式的火焰.火焰高度、质量损失速率、火焰温度以及火蔓延速度等参数变化基本上遵循如下的规律特点:平行幕墙>凹型槽>竖直贴壁.由于平行幕墙和凹型槽对于空
有机泥炭土的阴燃是地球上尺度最大的燃烧与火灾现象,可导致大量温室气体的排放,并对生态系统造成严重的破坏.因此,学术界急需开展大量的实验研究,以深入了解泥炭阴燃火灾动力学特性并提出有效的预防和灭火措施.小尺度的阴燃实验可视为一个简化的生态系统,可以通过控制变量法探究阴燃林火的机理和特性,因此在文献中被大量地推广和普及.然而,如何针对实验研究的内容进行合适的实验设计,目前仍缺乏科学的参考和指导.本文从点火、火蔓延、熄火和排放4个方向梳理和总结了一些文献中较为常用的阴燃泥炭火实验装置和方法,讨论装置的优缺点并列
采用数值模拟研究了热解半焦、气化残炭和烟煤在旋风炉中的混燃特性和NOx生成规律.模拟结果表明:降低旋风筒过量空气系数会抑制NOx生成但也会降低燃烧效率,并在降低至0.8时效果减弱;由于旋风炉中热力型NOx生成量较多,削弱了混合燃料间燃料氮转化的交互影响,混合燃料的NOx生成规律基本满足线性叠加;三元掺混时混合燃料的NOx生成特性基本随热解半焦质量占比增加呈线性变化.本文研究工作可为实现烟煤与热解半焦、气化残炭在旋风炉中的高效清洁混燃提供理论指导.
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