二甲醚均质充量压燃简化机理研究

通过对二甲醚燃烧的详细化学动力学的研究以及温度敏感性分析,构建了一个涉及31种组分、49个基元反应的简化机理。该简化机理包括低温阶段、NTC区子机理、甲酸生成与消耗子机理和高温阶段子机理。通过分析过量空气系数、进气温度、压缩比对二甲醚均质压燃的影响以及重要组分的变化过程,验证了简化机理在缸内压力、温度、燃烧始点和NTC区等与详细机理的一致性。     

二甲醚柴油机HCCI变参数运行的数值研究

运用二甲醚HCCI简化机理,利用计算流体动力学软件对ZS1100柴油机燃用二甲醚进行了仿真研究,分析了进气温度、燃空当量比、压缩比对燃烧和排放的影响.研究表明:提高进气温度、增大燃空当量比,最高压力和温度均上升,HC和CO排放降低,NO排放增加;增大压缩比,燃烧始点、峰值压力均提前.     

尾气余热制氢汽油机的燃烧机理构建与简化

为了对尾气余热制氢汽油机的缸内燃烧进行仿真,发展了适合这一燃烧形式的反应机理.分析了重整气的组分,选用甲烷机理GRI 3.0和汽油替代燃料机理,构建了包含334种组分和1672步反应的可用于汽油/重整气燃烧仿真的详细机理,并通过直接关系图法对构建的详细机理进行了简化,最后得到了包含40种组分和171步反应的简化机理.通过一维汽油机模型对该简化机理进行了验证,验证内容包括缸内平均压力、压力误差、缸内平均温度、温度误差、放热率、放热率误差以及OH的摩尔分数,验证了简化机理的有效性.     

甲烷HCCI燃烧反应机理简化与分析

通过分析系统温度变化与主要中间产物生成率,以敏感度分析为基础对GRI-MECH3.0机理进行简化,最后得出一个包含25种组分、36个反应的简化机理。此简化机理适用于天然气HCCI模式燃烧着火相位研究,与详细机理在着火点预测上吻合良好。经验证,在较广的初始压力、温度、转速、压缩比、空燃比变动范围内可以保证与详细机理相近的精度。同时在简化过程中梳理出着火延迟期的关键反应。     

基于DRGEPSA方法的甲烷燃烧简化机理的构建及验证

采用耦合误差传播和敏感性分析的直接关系图(DRGEPSA)法,对甲烷燃烧详细反应机理(Gri-Mech 3.0机理)进行了简化,构建出了一套含有23种组分和110步基元反应的简化机理。为验证该简化机理的合理性和可靠性,采用充分搅拌反应器模型和一维层流预混反应器模型分别对甲烷燃烧反应过程进行模拟,并对温度和组分摩尔分数分布进行了对比分析。结果显示:利用简化机理分析得到的预测数据与详细机理吻合良好。结合该简化机理,建立了二维数值模型对带伴流的甲烷/空气Flame D进行数值模拟仿真研究,流场的温度和组分分布均与实验值吻合度较好,进一步表明所提甲烷燃烧简化机理具有较高的模拟精度。     

进气温度对质子交换膜燃料电池性能影响的试验研究

为了研究不同进气温度对质子交换膜燃料电池性能的影响.首先分析了质子交换膜燃料电池反应的基本原理;其次建立了一个质子交换膜燃料电池性能测试平台,通过控制空气和氢气侧压力为0.1 MPa、燃料电池工作温度为60℃时,同时改变阴极和阳极侧进气温度来对一个由十片单电池组成的电堆进行实验.实验结果表明:质子交换膜燃料电池性能受进气温度影响较大,在燃料电池进气压力和工作温度一定的情况下,随着进气流量的增加,进气温度随之升高,电池性能也将得到明显改善;其次,通过比较同一进气压力、进气温度和工作温度下电堆的一致性,得出第十片单电池性能衰减较快.     

基于着火特性的甲烷-正庚烷混合燃料化学动力学机理简化

采用直接关系图法(Directed Relation Graph,DRG),基于着火特性对甲烷-正庚烷混合燃料的化学动力学机理进行了简化,构建了一个包含35种组分、179个基元反应的高温简化机理。利用该简化机理计算了不同初始条件下混合燃料的着火延迟时间,并与详细机理的模拟结果相对比,结果表明,在高温范围内两者具有良好的一致性。     

柴油机燃用二甲醚的HCCI特性模拟分析

用化学动力学软件,对二甲醚柴油机HCCI燃烧模式进行变参数模拟计算.结果表明,进气温度、进气压力、压缩比、转速和EGR率都对HCCI的燃烧过程有比较明显的影响.模拟结果有望在柴油机燃用二甲醚的研究工作中得到广泛应用.     

进气温度对甲醇均质压燃燃烧特性的影响

在一台快速压缩机上模拟甲醇HCCI的燃烧过程,通过缸压曲线和活塞位移曲线等数据进行计算分析,研究了进气温度对甲醇均质压燃燃烧特性的影响规律。结果表明,当其他边界条件一定时,随着甲醇混合气进气温度的增加,甲醇HCCI的燃烧始点提前,缸内压力升高率峰值增加,放热率峰值增加,燃烧持续期缩短。     

甲烷/空气预混合气在定容燃烧室内的燃烧试验

为研究进气温度、进气压力、当量燃烧比、射流引燃、压燃(自燃)等对甲烷燃烧的影响,以提高点燃式天然气发动机的性能,在定容燃烧室(CVCC)内进行甲烷/空气预混合气的燃烧试验,通过火焰高速摄影和气体压力测量等手段,获取试验结果并进行分析.试验发现,在燃烧室内安装带通孔的横隔板后,有利于加快火焰传播速度、提高燃烧峰值压力和燃烧的稳定性,在某些试验条件下,下燃烧室会出现混合气压燃(自燃)现象.     

甲烷空气混合气在定容燃烧弹内的射流引燃

提出一种适用于气体燃料燃烧的横隔板式定容燃烧弹系统,在此系统中进行了甲烷空气射流引燃的实验研究.通过对压力曲线及火焰传播纹影图片进行分析,探究孔径、初始压力和当量比等初始条件对射流引燃过程的影响.研究结果表明,一定范围内,增大孔径可以提高甲烷燃烧速率;随着当量比的增加,压力峰值升高并且对应出现时刻提前;在不同当量比和孔径下,初始压力增大,压力峰值随之增加.     

利用单频时间掩模函数降低OFDM的功率峰均比

为了减小正交频分复用(OFDM)系统信号功率的峰均比(PAR),在对PAR分析的基础上,首先给出了子载波初始相位分配方案,得到了最优相位解,它比传统的相位方案减小0.4 dB.同时证明了在子载波数>100时,信号的峰值功率出现的时间位置除了有较小的“漂移”外几乎固定不变,提出了一种基于单频时间掩模函数的PAR降低方案.先利用本文给出的初始相位分配方案抑制PAR,再利用掩模函数屏蔽掉功率峰值出现的时刻,使系统的PAR显著降低.为了保证信号的连续性,在掩模时间段内将所有信号都调制到一个频率点上.仿真结果证明:当掩模时间与信号持续时间之比为0.05时,该方法在误码率和PAR之间达到最优折衷,在用户数>100时,PAR可收敛到1.5 dB.     

A numerical simulation of the influence initial temperature has on the propagation characteristics of,and safe distance from,a gas explosion

A model roadway with a cross-sectional area of 80 mm × 80 mm and a length of 100 m was used to estimate the overpressure, the temperature, the density, and the combustion rate during an explosion. AutoReaGas software was used for the calculations and the initial temperatures were 248, 268, 308, or 328 K. The methane–air mixture had a fuel concentration of 9.5% and the tunnel had a filling ratio of 10%. The results show that the safe distance necessary to avoid harm from the shock wave increases with increasing initial temperature. The distance where the peak overpressure begins to rise, and where the maximum value occurs, increases as the initial temperature increases. These are almost linear functions of the initial temperature. At locations before shock wave attenuation has occurred increasing the initial temperature linearly increases the maximum temperature at each point following along the tunnel. At the same time, the peak overpressure, the maximum density, and the maximum combustion rate decrease linearly. However, after the shock wave has attenuated the attenuation extent of the peak overpressure decreases with an increase in initial temperature. The influence of the initial temperature on the explosion propagation depends on the combined effects of inhibiting and enhancing factors. The research results can provide a theoretical guidance for gas explosion disaster relief and treatment in underground coal mines.     

水力耦合作用下裂纹扩展演化机理的试验和颗粒流分析

在地应力不断变化的过程中,裂隙水压力的作用机理会变得十分复杂,为阐述裂隙水压力对裂纹扩展规律的影响,基于离散元理论和室内试验,研究了含单裂隙的水泥砂浆试件在单轴压缩和内水压共同作用下的裂纹演化机理。结合岩石颗粒低渗透性的特点,修正了流体与颗粒之间相互作用的计算法则,并改进了流体域参数的计算方法,提出了一种更加适用于脆性岩石的流固耦合模型。研究结果表明：当裂隙倾角为450,内水压为1MPa时,翼裂纹在初始萌生阶段时会沿着最大应力降方向扩展,其扩展方向基本与裂隙平面垂直,并在扩展的过程中使裂纹尖端附近的拉应力消散。试样轴向应力达到峰值后,次生裂纹大量萌生,微裂纹数目随轴向应变增加呈指数关系增长,同时预制裂隙尖端的压应力场得到释放。与传统水压致裂机理不同,水压力并不会沿着萌生的新裂纹一直扩散,在恒定内水压作用下,由于裂隙尖端一直存在部分压应力场,水压力只会沿着翼裂纹扩散,并没有扩散到已经贯通的次生裂纹中。在轴向应力不断变化的情况下,颗粒之间的孔径处于动态变化之中,反过来对水压力的变化规律产生影响,从而形成了3种不同类型的水压变化规律,类型Ⅰ：水压力随轴向应变增加至峰值后迅速下降,但下降幅度不大,之后水压会随轴向应变增加而上升;类型Ⅱ：水压力随轴向应变增加一直增加;类型Ⅲ：水压力随轴向应变增加至峰值后迅速跌落至0MPa,水压力最终消散。     

基于响应面法的杭州海相软土固化强度模型

为了综合考察土初始含水量、土有机质含量、水泥掺量比及固化剂CX-13掺量对固化效果的影响,对不同土体提出固化方案,以有机质含量、初始含水量、水泥掺量、CX-13掺量作为4个自变量,以固化土28 d无侧限抗压强度作为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验.利用响应面法对试验结果进行回归分析,建立各自变量与强度响应间的量化模型.考察各自变量间的交互作用关系,并从机理上对各交互关系进行探讨.结果表明：固定初始含水量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的有机质含量随水泥掺量的增大而减小;固定有机质含量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的初始含水量随水泥掺量的增大而增大;固定有机质含量与初始含水量,水泥的最佳掺量与CX-13掺量呈正相关关系.     

塑身内衣对人体生理影响的测试实验

以服装压力对人体生理影响理论为基础,采用Power lab系统,穿着胸腰腹三合一束衣对人体皮肤温度、体核温度、手指脉搏和呼吸率等生理指标进行测试实验,并利用Excel进行数据分析.研究表明,塑身内衣压力小于3 370Pa以下,一定的压力会使皮肤表面温度升高,且升高值与压力增加值成正比;当压力值大于或等于3 743Pa,过大的压力会使皮肤表面温度降低,降低值与压力增加值也成正比.另外实验用塑身内衣压力在4 000～6 600Pa之间,此区间压力会导致人体体核温度降低,手指脉搏和呼吸率升高.     

预冷流模式下混凝土箱梁水化热场时程分布与计算方法

推导了混凝土水化热预冷流复合降热方程,建立了混凝土水化热预冷流模式。采用大型空间有限元程序AN-SYS,对浇注箱梁墩顶块混凝土水化热场进行时程分析,分析了温度峰值和温差峰值的时程变化规律,提出了实用计算公式。结果表明:预冷流模式可明显降低浇注混凝土的水化热温度峰值和温差峰值,缩短最大温度峰值出现的时间,而不改变温差峰值发生的时间。实用计算公式简单明确。     

活性二氧化氯处理含硫模拟废水

研究了活性ClO2处理含S^2-和S2O2^3-模拟废水,考察了反应温度、反应时间、搅拌速度、废水初始质量浓度、pH值、摩尔比等对处理效果的影响。实验结果表明：ClO2处理含S^2-和S2O2^3-废水时,搅拌速度在50r/min时,两反应物就能充分混合;对含S^2-废水,反应温度基本无影响,15min反应就完成,强碱性时处理效果会降低,初始质量浓度100mg/L时适宜的摩尔比是1.47∶1;对含S2O2^3-废水,25min后反应就完全,溶液酸性有利于废水的处理,初始质量浓度220mg/L时适宜的反应温度是45℃,摩尔比是0.32∶1。活性ClO2处理含S^2-和S2O2^3-废水速度快、效果好。     

基于快速压缩机的甲烷着火延迟期的研究

为了研究甲烷( CH4)的燃烧特性,在初始温度288 K、驱动压力0.25~0.65 MPa、初始压力0.06~0.10 MPa、当量比0.57~1.33的实验条件下,利用快速压缩机( RCM)研究了驱动压力、初始压力和当量比对CH4/O2/Ar混合气着火延迟期的影响.利用CHMKIN软件进行了上止点温度对CH4/O2/Ar混合气着火延迟期影响及与实验相同初始压力、当量比条件下的模拟计算及敏感性分析.结果表明：一定驱动压力范围内,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期在较小范围内波动,驱动压力过高时,混合气着火延迟期略有延长,而驱动压力过低时,混合气着火延迟期明显延长;随上止点温度升高,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期呈缩短趋势;不同当量比下,随初始压力的增加, CH4/O2/Ar混合气着火延迟期均呈缩短趋势;不同初始压力下,随当量比的增加,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期均呈延长趋势.