液体燃料在地毯（多孔介质）上的燃烧速度（上）

1引言从上世纪60年代开始,地毯在火灾中的作用就引起了消防研究人员兴趣,许多用来评定火灾中地毯燃烧性的实验方法也得到了发展。这些实验方法一般都涉及了地毯的引燃和火焰传播。其中一个非常重要而且具有实用价值的内容是,纵火引燃地毯上的液体燃料。在这种特殊情况下,地毯的燃烧性并不是最重要的问题,重要的是液体燃料燃烧时地毯的作用。液体燃料和地毯的结合会造成比燃料或地毯单独燃烧更大的危害。液体在地毯上燃烧时,虽然多孔介质会影响到燃烧过程中不同传播方式的传播程度,但是,由于液体燃料的燃点较低,火会表现得像油池火一样。Jou…     

燃气在多孔介质中预混燃烧的研究现状与前景

从燃气在多孔介质中预混燃烧的换热特性、燃烧稳定性、燃烧速度、烟气排放、多孔介质材料和相关数值模拟等方面论述了国内外对多孔介质燃烧的理论与实验研究现状,指出了其中的不足,对今后的研究方向和研发前景作出了展望。     

液体燃料在水面上的燃烧

1简介 液体燃料在水面上燃烧对禁火地区是一种严重的潜在危险。虽然燃料燃烧本身与单成分燃料的燃烧相差不多,但水的存在则可引发某些特殊的效应,这些效应都是由燃料热传到其下的水中所导致的。这种深层热传递可使水发生沸腾和飞溅,这种现象通称喷溅（也称扬沸或沸喷）。     

多孔介质燃烧技术现状

介绍了多孔介质燃烧技术的概念及其在国内外的发展,并着重阐述了该技术的试验研究和数值模拟情况,以及该技术在工业方面的应用。多孔介质燃烧技术具有显著的低排放、高燃烧强度、节能、结构紧凑、可燃用低热值燃气等优势。由于其特殊的结构形式,在处理低热值气体方面具有广阔的前景。     

天然气多孔介质预混燃烧污染物排放实验研究

对天然气在双层多孔介质燃烧器中预混燃烧烟气中污染物(一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳)体积分数进行实验测量,实验采用不同的热功率(5.0、6.0、6.5 kW)、当量比(0.40～0.91)、粒径组合(1.0 mm与3.0 mm、1.5 mm与3.0 mm).根据实验结果,对热功率、当量比、粒径组合对多孔介质预混燃烧烟气中污染物体积分数的影响进行了分析.     

干湿混纺地毯燃烧性能研究

为研究火灾初期自动喷水灭火系统作用时对铺地材料燃烧性能的影响,利用火焰传播量热仪,以混纺地毯为例,分别研究了干态、含水率50%、全浸泡3 种状态下水对其燃烧性能的影响。试验结果表明：随着含水率的升高,混纺地毯的引燃时间增长,含水率高的混纺地毯不易被引燃;含水条件下峰值热释放速率比干态条件下大,火灾规模较大,火焰燃烧持续时间内总热值较小;含水条件下,总烟气生成量及组成成分峰值出现时间后移。     

循环温度边界条件下含湿量对固结多孔介质传热影响试验研究

为了讨论含湿量对固结多孔介质传热的影响,利用试验设备,对混凝土等级为C30的有限长度圆柱体,一端施以循环温度边界条件,一端施以恒定温度边界条件,设计了圆柱体内为干燥(s=0)、含湿(s=0.33)和饱和(s=1)情况,在2个循环周期内,分别测试了等间距圆柱体内12组瞬时温度值,分析了湿度变化对于循环温度边界条件下有限长度固结多孔介质体内的温度波动影响。试验表明:在干燥和饱和情况下,沿着圆柱轴向深度,各层的温度均响应为同样的周期性波动,其频率与边界面处温度的频率相等;且它们之间均存在一定的延迟,其相位相应滞后;随着深度的增加,其波幅不断衰减;但是对于含湿情况下其频率降低,波长增大。在计算非饱和多孔介质的传热传质时,必须考虑水的相变作用。     

重力对饱和多孔介质中颗粒输运特性的影响

利用室内土柱试验研究重力对饱和多孔介质中颗粒输运特性的影响,包括渗流方向自上向下和自下向上两种不同的试验系列,每个系列中进行了5种不同渗流速度的试验。研究结果表明,渗流方向自上向下时的流出液中颗粒的浓度峰值要大于自下向上时的浓度峰值,并且前者的浓度峰值出现的也快。同一渗流方向条件下,渗流速度越大,流出液中颗粒的浓度峰值越大。其次,渗流自上向下时,随着渗流速度的增加,弥散度的值随之减小,但在渗流自下向上时,渗流速度的变化对弥散度的影响很小。另外,同一渗流方向中,随渗流速度增大,沉积系数逐渐减小,回收率逐渐增大,并且沉积系数在渗流自下向上时较渗流自上向下时的要大。可见,重力和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越小,重力的作用越明显。     

分形多孔介质的传热研究

多孔介质的传热特性在许多研究领域都是值得关注的热点问题,为了更好的描述多孔介质结构以及明确其传热特性,文中介绍了多孔介质以及分形理论的概念,阐述了国内外学者结合分形理论研究的几种重要理论模型与数值模拟方法,并对其进行对比分析,归纳总结出其优缺点以及适用范围,提出现有研究中存在的问题以及未来的研究方向,为后续多孔介质传热特性的研究提供借鉴与参考。     

多孔金属板燃气灶燃烧性能数值模拟

应用FLUENT软件对影响多孔金属板燃气灶燃烧性能的多个参数进行了控制变量的数值模拟,对各参数进行归一化处理与敏感性分析,探讨各参数对灶具燃烧性能的影响。简化模拟计算,取多孔金属板上的一个单火孔的一半作为数值模拟对象并划分网格进行模拟。得出以下结论:火焰中心位置随板面表面发射率的增大而上升,表面发射率的增大使氮氧化物体积分数峰值出现下降,降幅约7.9%。表面发射率的增大在维持火焰温度基本不变且氮氧化物排放降低的情况下,提升了火焰位置,因此为提升灶具热效率,应将主要优化方向集中在通过表面处理以提高板面的表面发射率。灶具热负荷和火孔内直径的增加对上板面温度的提升有明显的促进作用,当热负荷从3.1 kW增加至3.9 kW时,火焰中心温度增幅为5.3%,同时氮氧化物排放量随之增大。内直径对上板面温度的提升作用在其值大于1.10 mm后开始显现,内直径的增加会明显提高氮氧化物的排放。因此在适当考虑烟气中氮氧化物排放的范围内,可提高灶具的热负荷和火孔内直径。在灶具热负荷较小时,孔隙率不可过大,但随着热负荷的增加,孔隙率可适当增大。鉴于板面厚度增加会明显增加达到稳态所需的时间,因此不宜采用过厚板面,以3.00~4.00 mm为宜。     

弹性饱和多孔介质在非轴对称荷载下的稳态动力响应

应用Fourier展开和Hankel变换 ,求出了弹性饱和多孔介质Biot方程在非轴对称情况下的级数解。首先把饱和多孔介质固体骨架位移和孔隙流体压力用级数展开 ,建立了级数系数函数满足的微分方程组 ;然后把未知函数按一定方式进行组合 ,使方程组进一步简化 ;再应用Hankel变换把关于两个变量的微分方程组转化为只有一个变量的微分方程组 ;最后解微分方程组 ,得到了有关函数的Hankel变换。接着 ,以Biot方程在非轴对称情况下的Hankel变换解为基础 ,给出了饱和多孔介质总应力分量和孔隙流体相对于介质骨架位移的Hankel变换表达式。作为特例 ,在文章的结尾部分还应用Biot方程的解得到了半空间弹性饱和多孔介质分别在表面非轴对称竖向简谐荷载和水平简谐荷载作用时的稳态动力响应。所有这些结果都对研究饱和多孔介质的动力响应特性和有关工程领域有一定意义。     

渗流作用下多孔介质内颗粒迁移与堵塞规律研究

渗流作用下细颗粒在多孔介质中的迁移穿透与堵塞规律对于防止岩土内部侵蚀、提高人工渗滤设施性能具有重要意义.为此,以砾石为填料,基于X-CT技术开展了多孔介质内颗粒在渗流作用下的迁移与堵塞规律研究.研究结果表明,颗粒在多孔介质中的穿透率总体上随着渗流流速的增大而增大,但不同粒径比工况下,渗流流速对穿透率影响呈现出较大差异....     

粒径和渗流速度对多孔介质中悬浮颗粒迁移和沉积特性的耦合影响

 关于粒径和渗流速度的研究对更好地描述悬浮颗粒的迁移和沉积过程有着重要的意义。在不同的粒径和渗流速度条件下进行悬浮颗粒的室内土柱试验,对比分析不同条件下穿透曲线的变化规律。试验很好地克服了悬浮颗粒形状和化学因素等对试验结果的影响。试验结果表明,对于粒径相同的悬浮颗粒来说,流出液中悬浮颗粒的浓度峰值随渗流速度增大而增大,相应的沉积颗粒却随之减小;并且,渗流速度存在一个临界值(0.173 cm/s),大于该临界值,渗流速度的变化对悬浮颗粒的迁移特性的影响很小。其次,渗流速度相同时,流出液中悬浮颗粒的浓度峰值随粒径增大而减小,相应的沉积颗粒却随之增大;渗流速度越小,粒径对筛滤作用的影响越明显。     

多孔介质中流体流动的细观-宏观模拟

阐述了如何用体积平均化方法推导具有非线性吸附效应的多孔介质中的Forchhermer方程和对流-扩散方程。这两个方程对分析多孔介质中质量输运有着极大的应用价值。在分析Navier-Stokes方程中,我们发现非滑移条件在平均化过程中并不扮演重要的角色,而吸附边界条件对体积平均化输运方程作出了重要贡献。所以,在推导多相输运方程时对平均化方法和边界条件的处理必须非常小心。     

含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析

在建立多孔介质墙体热湿平衡的基础上,采用描述非饱和多孔介质热质迁移的数学模型,分析了多孔介质墙体方位及结构、多孔介质层的材料及孔隙率对床层制冷特性的影响,为多孔介质蒸发制冷墙体的推广和应用提供理论依据.     

波浪与多孔介质结构相互作用的数值分析

采用比例边界有限元方法(SBFEM)研究波浪与圆环柱形多孔介质结构(碎石填充)的相互作用。将整个计算域分成两个有限域和一个无限域,通过变分原理,推导出各子域的SBFEM控制方程,并进一步研究各参数对结构与波浪相互作用的影响。     

双能量方程在通风路基多孔介质中的应用

把通风路基看成是一种多孔介质，运用局部非热平衡模型，对通风路基巾空气与土粒之间的对流热交换进行数值分析，从而得出通风管风门开启与关闭的最优时间区段，为通风路基的设计提供理论依据。