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。     

不同品质煤的着火动力学参数研究

主要针对水泥分解炉内的燃烧工况对不同煤质的煤的着火动力学参数进行了研究。结果表明：从无烟煤、贫煤、烟煤，其反应速率越来越大，着火活化能越来越低。干燥无灰基固定碳含量增加，其着火活化能逐渐升高，反应速率逐渐降低。     

煤矸石在流化床燃烧器中着火特性的试验研究

介绍在小型流化床燃烧器中进行的煤矸石着火过程试验研究。以沸腾着火指数为指标定量描述了不同粒度煤矸石在不同床温下的着火特性，寻找了最低着火温度，为该种煤矸石流化床燃烧器提供了设计依据。     

污泥燃烧动力学特性的研究

在空气气氛下应用热重-质谱联用仪（TG-MS）研究污泥燃烧的动力学特性。结果表明,污泥热解失重过程可分为干燥、半挥发分析出、可降解挥发分析出、不可降解挥发分析出和焦炭燃尽5个阶段。通过对试验结果的计算得出了污泥燃烧各阶段的动力学参数。     

焦粉与秸秆混合成型燃料等温燃烧特性研究

利用自制的恒温热重实验装置对焦粉与秸秆混合成型燃料进行等温燃烧试验,分别研究了焦粉与秸秆掺混比为90∶10、85∶15、80∶20、75∶25、70∶30时,在800 ℃、900 ℃、1 000 ℃下的燃烧特性,并根据等温燃烧法得到成型燃料的反应动力学参数。结果表明:温度上升和秸秆比例增加都会使燃料的燃烧速度加快,燃尽时间显著减少;5种混合成型燃料等温燃烧的反应级数在0.9~2.0;反应活化能和指前因子都随着秸秆掺混比例的增加而降低,从25%增加到30%时两者会有一个大幅度降低的突变。     

阻燃沥青的燃烧特性及动力学分析

以石油沥青作为原料,无机、有机阻燃剂和温拌剂作为添加料,混合制备阻燃沥青,并对样品进行表征和动力学分析.结果表明：当2种阻燃剂的掺加量分别从沥青质量分数由5%升高到10%,沥青的阻燃性能均得到提升,添加有机阻燃剂10%的阻燃沥青的燃烧残余量最高,总热释放量和总烟释放量最少.从动力学角度分析,沥青燃烧可分成3个阶段,无机阻燃剂在燃烧后期通过提高活化能明显降低沥青的燃烧速率,有机阻燃剂能明显提高第一阶段的活化能来有效延迟沥青的着火点.     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

介质阻挡放电辅助甲烷蒸汽重整的动力学分析

为了发展可用于等离子辅助甲烷蒸汽重整的详细反应机理,采用数值模拟和实验研究相结合的方法,系统分析了停留时间、水蒸气/甲烷摩尔比及其反应温度对甲烷转化率和产物产量的影响规律。结合一组实验数据,发展和评估了等离子体辅助甲烷蒸汽重整的详细反应动力学机理。与实验结果对比表明:该动力学机理可以准确预测甲烷转化率及其各产物产量的变化趋势。路径流分析表明CH3基再结合是CH4转化为CO的主要限制步,O基是影响CO生成的关键组分。并列式协同催化实验中有效碳回收率达到100%,该结果初步证实了路径流分析结果的正确性。所做研究明确了等离子体催化甲烷重整的特性,为非平衡等离子体与催化剂协同催化甲烷蒸汽重整的机理研究奠定了基础。     

1,2-环己二醇合成反应动力学的研究

研究了环己烯在酸性催化剂作用下合成1,2-环己二醇的反应动力学,建立了动力学模型.在酸性介质下,以过氧化氢作为氧化剂进行氧化环己烯的反应,表观的动力学方程为一级,其反应式为:rA=dcAdt=1 59442×105exp(-4810 18386T)cA,该反应的表观活化能为39.992kJ·mol-1,并对提出的动力学模型进行了实验验证,二者符合较好.     

UF微胶囊合成反应的动力学研究

以脲醛树脂(urea-formaldehyde,UF)为囊壁,双酚A型环氧树脂E-51为囊芯,采用原位聚合法合成UF环氧树脂微胶囊.根据化学反应动力学,得到脲醛树脂预聚体及微胶囊囊壁合成反应过程中的速率方程.测定不同温度下甲醛浓度随时间变化的曲线,确定不同温度下的速率常数k和反应级数;应用最小二乘法对实验k与温度T进行回归,计算出化学反应活化能E.研究反应温度、甲醛和尿素物质的量比对反应速率的影响,对脲醛树脂/环氧树脂微胶囊反应条件进行优化.     

压燃式双燃料发动机爆震的模拟

本文对直喷式双燃料柴油机爆震现象的模拟进行了某些探索性的研究,该项研究以甲烷为主要燃料,同时顾及引燃油对燃烧过程的影响,并通过改善热力学和化学反应动力学模型及选用合理的参数,取得与试验较为一致的满意结果,初步达到了预测爆震的目的。     

双燃料发动机燃烧过程的模拟

本文建立了用于描述双燃料发动机中气体燃料燃烧过程的气相反应理论体系，结合引燃油的多区燃烧模型和辐射传热计算，实现了对双燃料发动机燃烧过程的模拟．通过对一单缸四冲程直喷柴油机上台架性能的实测比较，预测精度完全符合工程需要．     

双燃料直喷式柴油机燃烧模型及性能预测

本文探索了一种适合于甲烷柴油双燃料直喷式柴油机的燃烧模型,用含有14种化学成份的32个化学反应方程来模拟稀薄和接近理想甲烷氧气混合比时的燃烧过程。计算和实测结果表明,此模型能较满意地预示双燃料柴油机的性能,又为设计和研制新型双燃料柴油机提供有价值的信息。     

甲醇喷射定时对甲醇柴油双燃料压燃式发动机性能的影响

将甲醇作为主燃料,用柴油作为点火燃料,研究了不同甲醇喷射定时对压燃式发动机性能的影响。结果表明:引燃柴油在上止点前21℃A喷射条件下,在上止点前23℃A喷射甲醇时发动机的经济性最佳,缸内的统计最大压力在小负荷时随着甲醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着甲醇喷射定时提前而提高。双燃料发动机的最大压力标准方差随着甲醇喷射定时提前而增大,在上止点前26℃A喷射甲醇时发动机的动力性最佳,气缸内压力波动随甲醇喷射定时提前而变大,当在上止点前29℃A喷射甲醇时点火柴油不能把甲醇燃料可靠点燃。     

缸内双直喷系统压燃式试验机的开发

为了研究多种燃料在压燃式发动机上的应用,在T1115单缸卧式直喷柴油机基础上增加一套独立的直接喷射系统,开发成双直喷系统压燃式试验机。详细论述了喷油泵的安装和驱动、喷油器的布置、气缸盖和摇臂座的改造以及气缸压力传感器、曲轴转角信号光栅盘轴的安装。该机可作为研究压燃式发动机同时燃烧两种燃料或柴油掺入助燃剂对发动机动力性、经济性、排放性影响的试验平台。试验运行表明:所开发的试验机工作可靠,并获得了一些有价值的试验成果。     

过贫当量比下贫预混旋流燃烧室点火燃烧特性

为确保贫预混旋流燃烧室能在过贫当量比条件下具有良好的点火性能,基于不同的点火燃料比,对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比为0.013~0.502条件下的点火燃烧特性进行了实验研究.结果表明:在点火燃料比为10%、15%和20%条件下,贫预混旋流燃烧室能够分别在当量比区间为0.063~0.251、0.042~0.377和0.050~0.502内成功点火,并通过实验结果拟合计算出最小点火当量比分别为0.063、0.039和0.011;而燃烧室在点火燃料比为5%条件下均点火失败;随着当量比的减小,由于空气流量的增加而导致燃烧室出口温升逐渐减小,燃烧室烟气排放中CH4和CO浓度增加,燃烧效率也随之降低;虽然燃烧室在高点火燃料比时能够在更贫的当量比条件下点火成功,但由于过多的空气流量而导致燃烧室燃烧效率降低和污染物排放增多.保持一定的点火燃料流量对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比条件下高效快速启动十分有利.     

火花点燃对乙醇HCCI燃烧稳定性的影响

针对实现均质压燃(HCCI)燃烧的难点之一:着火和燃烧的控制,在一台由柴油单缸机改造而成的乙醇燃料HCCI燃烧单缸试验机上实现了HCCI燃烧,研究了火花点燃对HCCI燃烧稳定性的影响。结果表明:HCCI燃烧方式的燃烧循环变动比火花点火燃烧低,燃烧速度快,热效率高,NOx的排放大幅降低。在HCCI临界温度工况下引入火花辅助点燃能提高燃烧稳定性,减少失火循环的产生;随着缸内温度逐渐高于混合气的临界着火温度,火花点燃对HCCI燃烧的影响逐渐减弱。     

Investigation on extremal and critical characteristics of ignition time for H_2/O_2 combustion system and their applications

The L,H and C curves in P-T phase are proposed to describe the minimal,maximal and critical char-acteristics of ignition time of H2/O2 combustion system,respectively.The features of H2/O2(Air) com-bustion system,including explosion or not as well as the time delay to achieve its explosion status,can be well shown by explosion limits and these proposed curves.These curves can be described by 1.2k1=ks[Ms],(k11/k10+1)k1=ks[Ms],and 2k1=ks[Ms],respectively,which provide a physical explanation for these curves an...     

基于超声雾化的柴油/汽油混合燃料液滴群燃烧特性

利用超声雾化多液滴制备系统,制成了柴油/汽油混合燃料多液滴群,其中液滴直径、液滴浓度、液滴速度等参数均可独立调节,以模拟内燃机缸内喷雾的实际流动及其与空气的混合状态。将该多液滴群引入可控活化热氛围燃烧器中,并对其稳定燃烧后的燃烧特性进行了研究。结果表明:改变混合燃料掺混比、燃料进给速度、空气流量等参数后,多液滴群自燃火焰形状随之发生显著改变,随着燃料中柴油所占比例的增大,火焰起升高度增加,火焰宽度减小;燃料进给速度和空气流量的改变,影响了混合燃料的燃空当量比及中央射流出口速度,进而影响到燃料的燃烧特性。