点火方式对平板狭缝中预混火焰形状的影响

模拟了预混乙炔-空气绝热火焰在平板狭缝中的传播,针对平面点火和火花点火对火焰形状的影响进行了重点讨论.计算结果显示,采用平面点火时,火焰在较小的狭缝通道中会形成蘑菇形状,而在较大的狭缝通道中会形成郁金香形状.而采用火花点火时,在两种通道条件下,火焰都倾向于形成蘑菇形状.根据计算结果可知,采用平面点火方式有利于郁金香状火焰的形成,而在火花点火条件下,更倾向于形成蘑菇状火焰.此结论对郁金香状火焰形成机理研究是必要的补充.     

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以沁水盆地等煤样品煤孔隙分析和等温吸附试验研究为基础,通过煤吸附气体动力学过程和吸附理论模型分析,从物理化学层面对煤吸附气体的固气作用机理进行了深入探讨。认为：煤吸附气体动力学过程包括渗流阶段、表面扩散阶段、体扩散阶段和吸着阶段;煤—煤层气吸附体系的吸附力和吸附能决定了不同煤级煤对不同气体吸附量的大小;扩散对煤吸附气体的动力学过程有重要控制作用;煤—甲烷吸附体系应存在多元化的吸附模型,当压力8~10 MPa以上时,Langmuir单分子层吸附模型的适应性受到限制,凝聚—吸附孔隙发育和气体凝聚是制约Langmuir单分子层吸附模型的主要原因。     

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对预混可燃气体在圆形管道内的爆炸过程进行了实验研究，根据实验结果将超压的变化过程分为4个阶段，将气体燃烧的变化过程分为3个阶段。得出了计算火焰传播速度的经验公式。随着火焰的传播，火焰传播速度不断加快，且测点处的火焰传播速度越快、测点距点火处越远，燃烧时间就越短。对前驱冲击波与火焰面的相对时间及相对位置关系进行了分析。对爆燃转爆轰过程（DDT）进行了初步研究，观察到此过程中前驱冲击波阵面仍然行进在火焰面的前方，但二者的间距在减小。火焰面紧跟在激波前缘的后面，二者同速传播，超压峰值的位置与火焰面重合。     

障碍物对石化罐区重质气体泄漏扩散影响的探讨

在油库模拟实验平台上开展了罐区障碍物对重质气体二氧化碳泄漏扩散规律影响的实验。通过改变障碍物的形状和大小,研究不同工况下重质气体的泄漏扩散过程。结果表明,二氧化碳气体在有障碍物阻挡的条件下发生泄漏扩散时,在障碍物前会造成气体聚集沉降,形成高浓度,且不易扩散;几何图形相同的障碍物,正截面长度大的,障碍物背面的气体浓度减少,障碍物高度的增加对其背面气体浓度的分布没有显著影响;障碍物几何形状(长方体和圆柱体)对二氧化碳气体泄漏扩散的阻碍作用差别很小,因此在实验条件下障碍物尺寸的影响要大于几何形状对泄漏扩散的影响。     

天然气管道孔口泄漏危险域的研

天然气管道的泄漏严重威胁到泄漏点附近的生命财产安全，管道泄漏造成的最大危险是火焰热辐射和气体爆炸。为此，通过建立泄漏率模型、气体喷射扩散模型和火焰热辐射数学模型，研究了非等温天然气管道孔口泄漏的危险范围。根据气体的着火下限和目标的热毁伤阈值得到了气体喷射和火焰喷射的危险距离，分析了输气压力、管径、泄漏率和泄漏点位置对危险距离的影响，为管道的安全建设提供了理论依据。     

氢气-空气预混气体火焰在管道阻火器内传播特性试验研究

通过建立试验装置，对氢气-空气预混气体火焰在不同管径波纹管道阻火器中的传播特性进行了试验研究。试验结果显示，氢气-空气预混气体在管道阻火器内的爆炸过程分为等压燃烧、压力快速上升和压力振荡3个阶段。爆炸过程中压力剧烈波动，随着管径的增大压力波动愈发明显，而火焰传播速度没有明显的变化规律。管径15 mm管道阻火器内压力上升速率急剧增大，升压持续时间仅0.5 ms。随着长径比的增大，阻火速度呈近似线性增大趋势。长径比为30时，阻火单元能使火焰淬熄，长径比增大到40时部分阻火器阻火失败。在相同的氢气体积分数下，火焰传播速度沿管道长度方向基本呈递增趋势，最大火焰传播速度发生在氢气体积分数为30%时。当阻火单元厚度增大到原阻火单元厚度的2倍时，虽然爆炸压力略有增大，但火焰传播速度呈现递减趋势，阻火器的阻火能力明显提高，双层阻火单元下的火焰淬熄效果明显优于单层阻火单元。     

测试燃烧器放喷流动及燃烧特性数值模拟

针对气井测试大流量放喷时燃烧产生的高热辐射和噪声对人员及设备造成的危害问题,采用RSM湍流模型、简化的甲烷-氧气2步反应组分输运模型、离散坐标法辐射传热模型、宽频噪声及F-W-H噪声模型对页岩气测试燃烧器大流量放喷燃烧过程进行了数值模拟,考察了大流量放喷时放喷流场及噪声传播规律。分析结果表明:测试燃烧器放喷为扩散燃烧方式,燃烧效率较低,燃烧不完全易冒黑烟,同时扩散燃烧形成上浮火焰形态,火焰根部距离套筒出口较近,形成的高温热辐射使燃烧器本体受热变形而失效;燃烧器内放喷头径向喷孔流速过高导致高射流噪声,进而产生高燃烧噪声,严重威胁人员和设备安全;采用提高燃气和空气混合效果的预混燃烧方式,并合理设计喷孔流速可以抑制现有燃烧器缺陷。所得结果可为大流量测试放喷燃烧器结构改进提供理论指导。     

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运用地质构造活动论和地壳演化阶段论的观点，分析、研究了南沙海域区域构造演化的历史及其与盆地形成的关系。研究表明，南沙海域为东亚大陆边缘的一个组成部分，在其形成、演化过程中具有明显的旋回性和阶段性。依其地球动力学背景及演化过程，将南沙海域分为两大演化旋回，即盆地形成前演化旋回和盆地形成演化旋回。前者相对单一，后者又可分为三个演化阶段，即晚白垩世—中始新世裂谷—断陷阶段、晚始新世—中新世断坳反转阶段和晚中新世—第四纪热沉降阶段。与之相对应，形成了13个沉积盆地。在这些盆地中，蕴藏着极其丰富的油气资源，是我国海域油气勘探的又一新领域。     

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高吸水性树指—丙烷—水三元共混体系稳定性研究的目的是寻求一种在较低压力和较高温度下保持气体水合物的途径。通过研究网络高分子包裹下气体水合物的稳定性，探索网络高分子对于作为气体水合物储运稳定剂的可行性和方式。在－22 ℃、0.2  MPa条件下由高吸水性树脂、丙烷、水三元共混体系生成了气体水合物，研究该体系在常压下0 ℃和5 ℃的稳定情况，发现高吸水树脂提供了三维网络体系，且其具有包裹气体水合物的作用，使得已生成的气体水合物在同样条件下更稳定，但却不利于气体水合物的生成，即对水合物的生成有抑制作用。     

燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响

利用数值模拟方法,选用标准的K-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型、离散坐标辐射传热模型,研究了燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响,主要考察了不同燃烧器喷孔直径、喷孔角度和旋流角度下速度、温度、火焰形状等参数的变化规律.结果表明, 喷孔直径越小,喷孔出口速度越大,速度峰值也越大,射流的影响区域越大,燃料与空气的混合越好,燃烧速率越高,燃烧的火焰越短、越窄;喷孔角度和旋流配风也可以增强混合、强化燃烧,但其对火焰形状及长度和炉内整体的温度分布影响很小.因此,若要提高辐射传热效率,只能从配风和火道形状的优化入手,开发新结构的高效燃烧器.     

天然气部分预混燃烧的火焰离焰特性实验

天然气组分变化时,末端用户（如民用大气式燃烧器）易出现火焰离焰等燃烧不稳定情况,研究部分预混燃烧器的火焰离焰燃烧特性,对于确保天然气的互换性非常重要。为此,以市场上常见的燃气灶设计参数统计结果为依据,实验设计了一台基准燃烧器,以测试不同天然气组分下的火焰离焰燃烧特性,着重讨论火焰离焰与燃烧器头部温度的关系以及天然气组分对火焰离焰特性的影响。预混燃烧火焰发生离焰时,头部温度与火焰离焰程度互为因果关系;火焰离焰极限值曲线仅由燃烧器结构和气源特性决定,当气源特性一定时,在燃烧器上的火焰离焰极限值曲线即已确定,不存在同一燃烧器上同一气源的不同温度火焰离焰极限值曲线;测试预混燃烧器火焰离焰极限值曲线时,必须保证头部温度恒定,但不需要保证每次测试都在同一温度情况下进行。结论认为：贫组分天然气较之富组分天然气气源更易出现火焰离焰,且出现火焰离焰时头部温度更低;贫气置换富气时,会导致严重的火焰离焰互换问题。     

Fuel rich and fuel lean catalytic combustion of the stabilized confined turbulent gaseous diffusion flames over noble metal disc burners

Catalytic combustion of stabilized confined turbulent gaseous diffusion flames using Pt/Al₂O₃ and Pd/Al₂O₃ disc burners situated in the combustion domain under both fuel-rich and fuel-lean conditions was experimentally studied. Commercial LPG fuel having an average composition of: 23% propane, 76% butane, and 1% pentane was used. The thermal structure of these catalytic flames developed over Pt/Al₂O₃ and Pd/Al₂O₃ burners were examined via measuring the mean temperature distribution in the radial direction at different axial locations along the flames. Under-fuel-rich condition the flames operated over Pt catalytic disc attained high temperature values in order to express the progress of combustion and were found to achieve higher activity as compared to the flames developed over Pd catalytic disc. These two types of catalytic flames demonstrated an increase in the reaction rate with the downstream axial distance and hence, an increase in the flame temperatures was associated with partial oxidation towards CO due to the lack of oxygen. However, under fuel-lean conditions the catalytic flame over Pd catalyst recorded comparatively higher temperatures within the flame core in the near region of the main reaction zone than over Pt disc burner. These two catalytic flames over Pt and Pd disc burners showed complete oxidation to CO₂ since the catalytic surface is covered by more rich oxygen under the fuel-lean condition.     

Study on flame propagation of premixed N2O–NH3/N2O–NH3–C3H8 in cylindrical vessels

The flame propagation behavior of premixed N₂O–NH₃/N₂O–NH₃–C₃H₈ was experimentally investigated in elongated vented cylindrical vessels with central ignition. The effect of vessel diameter and propane concentration ([C₃H₈] = 1.96–7.41 wt.%) on the process of flame acceleration was studied and discussed. The results revealed that the maximum value of flame acceleration rate was found in the cylindrical vessel with an inner diameter of 7 mm, followed by 5 mm, 10 mm, and 15 mm. At a constant vessel diameter, the rate of flame acceleration was noticeably improved by adding propane ([C₃H₈] = 1.96–3.85 wt.%) to the premixed N₂O–NH₃. However, a further increase in the propane fraction up to 5.66%, caused a decline in the flame acceleration rate, probably as a consequence of a combined effect between the reduction of oxygen and greater dilution of the ammonia in the total concentration.     

管道内预混气体爆燃过程的实验研究

对预混气体在圆形管道内的爆燃过程进行了实验研究 ,根据实验结果将超压的变化过程分为前驱冲击波、升压、降压、余压四个阶段 ,将气体燃烧的变化过程分为未燃、燃烧、已燃三个阶段 ,并对各阶段中超压和火焰传播状况进行了分析。通过实验结果得到了燃烧时间与火焰传播速度之间成直线关系 ,以及实验中反应区的宽度要远大于湍流燃烧理论中的反应区宽度的结论。对二次反冲的研究也为管道内爆炸的预防提供了参考     

低甲烷浓度煤层气部分预混式旋流燃烧器燃烧特性的实验研究

针对低甲烷浓度煤层气的特点,设计了150kW部分预混式旋流燃烧器,实验研究了燃烧器结构对低甲烷浓度煤层气燃烧的影响,考察了低甲烷浓度煤层气在燃烧器内的速度分布特性、旋流强度及甲烷浓度变化对温度分布的影响规律。结果表明:加装钝体结构的旋流燃烧器在燃用甲烷体积分数为20%的煤层气时,火焰长度降低,射流刚性增强,燃烧高效稳定;Z轴的逆轴向速度梯度范围随着直旋配风比的增加逐渐增大,射流刚性提高,中心回流区域变大;R轴的逆轴向速度梯度范围随着距离燃烧器喷口距离的增加逐渐缩小,回流区域变小,卷吸高温烟气的能力下降,不利于高效稳定燃烧;燃烧器喷口中心处的旋流强度随热负荷的增加而逐渐增大;当热负荷增加到50%以后,旋流强度随过量空气系数的增大而小幅度波动;当煤层气中甲烷体积分数为20%~30%时,随着甲烷浓度的增加,燃烧器出口的火焰形状呈现出变短变窄的趋势,燃烧稳定性提高,出口温度不超过1 000K,可以有效避免喷口被烧坏。     

多层丝网结构抑制管内气体爆炸的试验

建立了管内可燃气体燃烧爆炸和爆炸抑制的试验研究系统，该系统测试响应时间小于0.001秒，测量精度为0.5%。化学计量浓度的乙炔/空气充满整个管道，管道一端封闭一端开敞，在封闭端中心点火，研究了不同丝网层数和丝网目数对火焰传播速度和火焰淬熄的影响。研究结果表明，被丝网淬熄的临界火焰速度与丝网层数呈线性关系；将丝网层数、目数和丝网直径的乘积定义为丝网几何参数，根据试验结果得出了丝网几何参数与能够被丝网淬熄的临界火焰速度之间的关系。     

石油气体管道阻火器阻火性能测试系统研制

目前国内外关于阻火器阻火性能的测试研究主要集中在某一特定条件下的火焰传播规律方面,缺乏较为系统的阻火性能测试研究及装置研制。依据国内外阻火器测试研究成果,自行设计加工了一套石油气体管道阻火器阻火性能测试系统,制定了测试方案。采用该测试系统对阻爆燃和阻爆轰阻火器分别进行了13组实验测试和分析。在阻爆燃测试中,引爆段火焰传感器监测到爆燃火焰,火焰平均传播速度处于爆燃阶段。而保护段未监测到火焰信号,火焰未通过阻爆燃阻火器。在阻爆轰测试中,引爆段火焰传感器监测到爆轰火焰,火焰平均传播速度达到爆轰阶段,火焰无法通过阻爆轰阻火器进入保护段,阻火器能够有效使用。实验测试分析证明该测试系统可以有效可靠地检测石油气体管道阻火器的阻火性能。     

Systems analysis and generalization of bench test data for gas centrifugal compressors

Variations in gas-dynamic characteristics of NTs-16/76-1.44 compressor due to technological deviations and special features of conventional certified (rated) gas-dynamic characteristics of turbocompressors and their stable internal gas-dynamic and specific head characteristics are discussed. An algorithm is recommended for the determination of true characteristics.