微细直管内甲烷燃烧的数值模拟研究

采用计算流体力学方法对二维微细直管内甲烷和空气的预混燃烧进行了数值模拟,研究了燃烧器尺寸、壁面导热系数、对流换热系数、壁面厚度以及粗糙度对于燃烧的影响。模拟结果显示,燃烧器内径的变化、壁面导热系数、对流换热系数和壁面厚度的变化影响了热量在壁面内的传递和流体内径向温度的传递,使得燃料点燃和燃烧稳定性受到影响,甚至导致燃烧停止。壁面粗糙度增加了燃烧器内流体的扰动,增强了流体与壁面和流体内的换热,导致燃烧稳定性受到影响。模拟结果为设计和开发高效稳定的燃烧器提供了参考。     

甲烷／氧气在微细直管内的燃烧和散热研究

为了解微细直管燃烧器的工作特点,采用内径2 mm和1.4 mm的微细不锈钢管和陶瓷管进行氧气和甲烷气体的燃烧实验,研究了氧气和甲烷在微细管内的燃烧特点以及微细管的散热损失.研究结果表明,当量比小于1时,由于CH4没有完全被氧化,生成了大量的H2和CO气体,减小了燃烧反应的放热量.当量比等于1时,CH4被完全氧化为CO2和水蒸气,此时的放热量最大,同时管壁的散热量也最大.不锈钢管的散热量最大,是发热量的22%,陶瓷管的散热量最大达到了16%.不锈钢管的壁面发射率较大,辐射损失所占的比例较大,最大达到总散热量的70%.由于陶瓷管的导热系数比不锈钢管小,沿轴线方向的壁面温度梯度比不锈钢管大,这样不利于轴向的传热,以及火焰的稳定.     

预混天然气小尺度燃烧特性的CFD研究

运用计算流体力学（CFD）二维模型研究预混天然气在小尺度空间内燃烧及墙壁的导热系数、外部的热损对燃烧特性的影响。研究表明，墙壁的导热系数和外壁面的热损直接影响着火焰的点燃、稳定及氮氧化物的生成。对于预混气体。仅存在一个很小的流速区间能维持通道内的燃烧。最后分析了轴向及径向的温度梯度对燃烧器的影响，找到了在模拟条件下最佳的热力条件，并以此达到优化小尺寸燃烧器的目的。     

壁面厚度和材料对微通道内H_2/空气燃烧特性影响的数值模拟

通过数值计算对二维平板微燃烧器内H_2/空气的预混燃烧特性进行研究,讨论了壁面厚度和材料对火焰位置、外壁面温度、燃烧效率、热循环比和散热损失比的影响.结果表明:平板的热导率越高、平板厚度越大,火焰的稳定性就越好,吹熄极限和偏斜极限就越大;平板厚度越大、热导率越高,火焰位置越靠近燃烧器的上游,且平板外壁面温度分布更加均匀,燃烧效率和热循环比更高;燃烧器的散热损失比受到火焰温度的影响,并随着火焰温度的升高而降低,但是当进气速度达到偏斜极限时,燃烧效率和火焰温度开始下降,从而导致燃烧的散热损失比开始急剧下降.     

扩散过滤燃烧的数值模拟研究

通过二维双温模型,使用甲烷详细的化学反应机理,设计了甲烷与氧气扩散燃烧器模型,并与实验值进行对比验证了其有效性。分析了小球直径,燃料质量分数等对火焰高度的影响。结果表明:火焰高度随着入口流速和甲烷质量分数的增大而增大;随着小球直径、固体导热系数、分子扩散系数和质量弥散系数的增大而减小。与预混气体过滤燃烧相比,扩散过滤燃烧的反应区域的气体和固体的温度分布是不同的,二者之间的最大温差达到188 K。     

多孔介质微小燃烧器的传热特性分析

采用计算流体力学软件Fluent,对H_2/空气预混气在全填充多孔介质平板微燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟.研究了多孔介质导热系数、壁面导热系数、当量比、孔隙率对微燃烧器回热循环的影响规律.模拟结果表明:预热区对流回热效率、多孔介质导热效率与多孔介质导热系数呈正相关趋势;壁面导热系数增大会使预热区对流回热效率下降,壁面对流回热效率上升;预热区对流回热效率、壁面对流回热效率与当量比呈负相关趋势;多孔介质孔隙率是影响回热效率的重要因素,随着孔隙率的增大,预热区对流回热效率下降,壁面对流回热效率上升.     

微细圆管中的稳定火焰传播

研究了火焰在有壁面散热的微细圆管中的传播过程.流动马赫数很小时,假定流体满足理想气体状态方程,采用详细化学反应机理.火焰面形状由壁面散热和流场共同决定.壁面散热增大时会导致熄火.引入二维流场使维持火焰稳定传播的壁面散热范围扩大.计算结果表明,微细圆管燃烧器内较大的火焰面曲率能促进燃烧.     

甲烷在过量焓燃烧器内的燃烧特性

设计了一个通道截面为7 mm x0.6 mm的等速螺线过量焓微燃烧器,并在其中完成了CH4/空气预混气的燃烧实验.通过数据采集系统得到了微燃烧器端面的温度分布,使用气相色谱法分析了烟气成分.实验结果表明,过量焓燃烧器能够通过逆流换热有效地实现热量回收,提高可燃预混气进入燃烧区前的温度,有利于微尺度火焰的稳定,并在较宽的空气过量系数范围内实现甲烷/空气预混气在燃烧器的中心稳定燃烧.当空气过量系数大于1时,甲烷可以实现完全燃烧;当空气过量系数小于1时,烟气中存在H2和CO,但无残留的甲烷.     

低热值C2H4-AIR-N2预混气体在多孔介质内的燃烧特性研究

利用自行设计的多孔介质实验台,对C_2H_4-AIR-N_2预混气体在多孔介质燃烧器内的燃烧特性进行了实验研究,分析燃料当量比、预混气体流速以及N_2稀释比对预混气体的可燃极限、火焰传播方向、火焰温度分布以及污染物排放的影响。研究表明:随着稀释比的上升,预混气体的可燃极限范围缩小,火焰向上游传播的工况逐渐减少;燃烧器内最高火焰温度与当量比以及气体流速正相关,与稀释比负相关;CO的排放量随着稀释比的上升而增加,与当量比以及气体流速负相关;实验中的NO排放量小于20 mg/m~3。     

提升反应温度对微尺度火焰稳定性的改善

本实验对微尺度燃烧器内部使用电热丝向反应物加热,提高其温度,减少散热影响,从而实现微尺度火焰稳燃.燃烧器为石英直圆管,长82.mm,通流面积3.33.mm2.氢气/空气混合气体流量为0.12.L/min、0.2.L/min、0.4.L/min,电热功率分别为0.W、1.05.W4、.70.W.实验结果显示,提高电热功率抑制熄火;提升燃料混合气体总流量也有助于抑制熄火;但高流量同时带来吹脱问题.测量燃烧器壁面温度,结合数值模拟研究内部燃烧过程.结果显示,随电热功率上升,反应温度和OH质量分数上升,证明电加热强化反应,抑制了热熄火.比较壁面散热,电热功率0.W,流量由0.12.L/min上升到0.2.L/min时,壁面散热占总能量份额由84.8%降低至81.1%.因此,在一定范围内提升燃料流量亦可抑制热熄火.     

Unerroric of control of mutual compliance of the efficiency of hydrogen engines of unmanned vehicles in the conditions of mass production

The issues related to the reliability of hydrogen engines of unmanned vehicles and increasing the efficiency of using hydrogen as fuel when using the method of its production during the decomposition of hydrogen-containing molecules of liquid-phase organic compounds in a plasma discharge under the action of intense ultrasonic exposure are considered. Experiments have shown that as a result of decomposition in the acoustoplasma discharge of liquid hydrocarbons, solid-phase carbon-containing products are formed, chemical transformations occur in the liquid phase and hydrogen-containing combustible gas is formed. Hydrogen-containing gas can be used as fuel immediately after synthesis, i.e. it does not require separation, since in addition to hydrogen it contains only impurities of CO₂ and water vapor. The purpose of the study is to formalize the basic conditions for tightening the control of mutual compliance with the efficiency of hydrogen engines of the same series in the conditions of their mass production. Methods of mathematical statistics and hardware-software modeling were used in the study. The term “unerroric of quality mutual compliance control” is introduced to describe a set of hardware and software tools for such control. The principle of in-depth testing of the technical condition of such engines of one series is described in a multidimensional formulation of the quality control problem for three of their operating parameters at once. The conditions for increasing the mutual correspondence of the measured values of such parameters in the conditions of serial production of hydrogen engines are formalized.     

汽油机活塞的环槽阳极氧化

随着汽车工业的发展，发动机的工况趋向于高压、高速改进。对发动机心脏零件之一的活塞也有越来越高的要求。在保留传统铝合金材料的同时，通过表面处理来改善和提高铝合金材料在发动机工况下的性能是一种非常重要的手段。     

投标方建筑施工绿色性预评价研究

为适应建筑业可持续发展的需要,提出了对投标方进行施工绿色性预评价的观点,即通过分析招标控制价(或标底)和投标报价,计算出投标方施工节约资源能源的预算费用值,利用该值可进行资源能源消耗预评价;同时,通过分析投标技术资料判断其施工环境保护措施的合理性、有效性,进而对施工环境影响进行打分评价,借助于建筑安装工程费中的环境保护费,可将打分转换为施工环境保护的费用当量值,利用该值可进行环境影响预评价;将两种费用值相加即可得到施工绿色性费用当量值,利用该值可实现对施工资源能源消耗和环境影响的统一评价,有助于选择绿色施工水平较高的承包商.     

煤焦混烧时粉尘化学成分和比电阻对静电除尘效率的影响

文章介绍了在煤焦混粉燃烧的情况下，粉尘化学成分和粉尘比电阻的变化对静电除尘器效率的影响。     

分选机制砂对混凝土性能影响试验研究

平江抽水蓄能电站泵送混凝土使用的花岗岩为主的人工细骨料,云母含量较高.通过分选工艺降低游离云母的机制砂配制混凝土,性能试验结果表明:分选后机制砂混凝土拌和物混凝土用水量减少,混凝土工作性能提高,混凝土的抗冻性能得到改善.     

关于发展天然气电厂的讨论

世界发电燃料结构在不断的转换过程中。18世纪60年代从薪柴转到煤炭,19世纪到20世纪初大量发展燃煤电厂;20世纪20年代又从煤炭转向石油和天然气,20年代上半叶又大量发展燃油电厂;20世纪末由于天然气生产的发展,天然气因环境影响小,受到工业发达国家的青睐,加速发展天然气电厂。我国70年代初和90年代曾两次发展燃油电厂,由于石油危机和石油价格暴涨而受到制约,不得不实行以煤代油,改造燃油电厂。现在似乎认为燃油电厂不能再搞,但又出现发展燃气电厂的热流,发展燃气电厂确实是当今的世界潮流,但是同当年发展燃油电厂一样,要研究是否符合中国的国情?     

小型锅炉烟尘测试时锅炉出力的计算

锅炉烟尘测试时，必须对锅炉出力进行测试。但监测中，许多小型锅炉往往不具备相关的计量装置和仪表，为解决这一问题，文章提出了用烟气量和空气过剩系数来计算锅炉的出力的公式，在实际使用中，该方法简单易行，其结果和实测值具有很好的一致怀。     

气门锁夹槽位置检测

气门圆弧形锁夹槽中心至杆端面以及至盘锥面量规线的距离(如图1中L、H). 在过程检验中如用普通量具难以测量,如用仪器测量则速度慢,效率低.为便于生产过程控制,确保工序质量,我们采用锁夹槽定位,用标准件比较测量的专用检具(如图2)进行测量.为保证锁夹槽定位准确以适应不同型号的气门,并防止气门测量时轴向窜动和左右摆动,采用了V型定位叉,使锁夹槽以四点定位,V型叉口的宽度,根据锁夹槽圆弧半径大小确定:约为圆弧的三分之二处(图3,图4).     

Variation of activation energy of hydrogen absorption of vanadium as a function of aluminum

Hydrogen absorption kinetics of vanadium–aluminum alloys in the temperature range of 624–924 K have been studied. These alloys were prepared by the aluminothermy process and refined by electron beam melting. The data of instantaneous reacted fractions at four different temperatures were obtained using the pressure drop method and these data were linearly fitted to a suitable reaction mechanism function. Three-dimensional diffusion appears to be the intrinsic rate limiting step of the hydrogen absorption. The rate constants were obtained from the slope of the linearly fitted curves. Apparent activation energies were calculated using the Arrhenius equation. The activation energies were increased linearly with aluminum content resulting in a decrease in the hydrogen absorption rate. The variation in standard entropies and enthalpies of vanadium–hydrogen solid solution has been studied as a function of aluminum content.     

混流式水轮机功率异常波动成因分析

石门坎水电站混流式水轮机组在部分负荷下运行时，机组有功功率波动过大导致该电站无法并网发电。采用SST湍流模型对该电站水轮机在偏工况下的三维不稳定流动进行了仿真计算，重点分析了尾水内部压力脉动特性，研究发现：尾水管空腔涡带振动频率与发电机自振频率发生共振是引起机组有功功率摆动过大的主要原因。