工业乙醇替代锅炉燃油的燃烧试验

燃料乙醇是一种可再生能源,它在锅炉上的使用既可以减少燃油的消耗,还可以减少由于燃烧柴油等带来的点火初期电除尘器无法投入使用造成的粉尘污染。在燃用乙醇的实验设备上对液体乙醇和气体乙醇进行燃烧试验研究,通过对两种方式燃烧试验数据进行比较分析。得出结论：在燃用乙醇的设备上采用气体乙醇燃烧方式时产生的火焰长度、火焰温度、易燃性及燃烧稳定性等数据均优于采用液体乙醇燃烧方式的结果,能保证锅炉点火初期直接投煤粉的需要。是今后锅炉燃料乙醇燃烧器设计的方向。     

乙醇预混层流火焰结构的模拟研究

分析了乙醇氧化详细机理,基于详细的乙醇氧化化学反应机理,采用复杂化学动力学反应模型,模拟研究了开放空间中层流预混自由火焰的燃烧问题,并预测了自由火焰温度场、各种组分的浓度场;分析了在预混火焰燃烧过程中复杂化学反应模型的影响.     

大加速度场对层流预混火焰影响的理论计算

建立了大加速度场中的层流预混火焰的一维模型,并应用改进的克莱法就加速度场对层流预混火焰传播速度及火焰面结构的影响以丙烷和空气的预混气为例进行了理论计算.通过分析计算结果,讨论了加速度对火焰传播速度、火焰面温度和密度分布及化学反应速率的影响及产生原因,为大加速度场中的燃烧试验提供了一定的理论指导.     

臭氧对甲烷/空气层流火焰传播速度影响规律

为提高气体机稀薄燃烧时的燃烧性能,解决天然气发动机在稀薄燃烧情况下点火能量高以及火焰传播速度慢的问题,利用强氧化性的臭氧对燃料进行改质,进而提高天然气燃烧性能。通过Chemkin软件研究臭氧添加对甲烷层流火焰传播速度的影响,并对臭氧助燃的化学机理进行数值分析。试验结果表明:添加臭氧后,层流火焰传播速度增加,在稀薄混合气条件下增加量更明显。在不同温度及压力条件下,掺加臭氧均能增加层流火焰传播速度,最大可增加36%。分析表明:掺加臭氧能明显提升自由基及中间产物的生成量,进而提高甲烷层流火焰传播速度。     

甲醇、汽油和甲醇/汽油-空气层流火焰传播速度的实验研究

在一个大气压和温度523K条件下,采用圆管法,对甲醇、汽油(70~#)和甲醇/汽油(70~#)(摩尔比1∶1)-空气的层流火焰传播速度进行了测定.实验发现,同等条件下,汽油(70~#)的层流火焰传播速度基本上小于甲醇的层流火焰传播速度;在相当宽的当量比φ值范围内,汽油/甲醇(摩尔比1∶1)-空气的层流火焰传播速度比汽油(70~#)-空气和甲醇-空气的层流火焰传播速度低.     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

混合气质量对乙醇发动机均质压燃燃烧特性的影响

在一台经改造而成的单缸均质压燃（HCCI）发动机上,以乙醇为燃料研究了不同循环供油量和废气再循环（EGR）率对HCCI燃烧的动力性、经济性和排放性的影响。结果表明：乙醇燃料HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可以接近60％;最高平均指示压力Pmi为0．6MPa;过量空气系数φa和EGR率的合理组合可以有效控制HCCI燃烧的着火正时和NOx排放,但是EGR的加入会导致HC和CO排放增加。     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

模拟沼气预混层流燃烧特性的试验研究

在定容燃烧弹上采用高速纹影系统对模拟沼气预混层流火焰的燃烧特性进行研究。模拟沼气为甲烷含量70%～75%和二氧化碳含量25%～30%的混合气。对不同成分的模拟沼气和纯甲烷的燃烧速度及燃烧压力进行了对比分析。研究结果表明,沼气中较高含量的二氧化碳对燃烧有强烈的抑制作用,使沼气的燃烧速度与纯甲烷相比有所下降,并且随着成分中二氧化碳含量的增加,整个燃烧过程延长。     

混合气质量对乙醇发动机均质压燃燃烧特性的影响

在一台经改造而成的单缸均质压燃(HCCI)发动机上,以乙醇为燃料研究了不同循环供油量和废气再循环(EGR)率对HCCI燃烧的动力性、经济性和排放性的影响。结果表明:乙醇燃料HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可以接近60%;最高平均指示压力Pmi为0.6MPa;过量空气系数a和EGR率的合理组合可以有效控制HCCI燃烧的着火正时和NOx排放,但是EGR的加入会导致HC和CO排放增加。     

Measurement of laminar burning velocities and Markstein lengths near rich propane/air flammability limits under microgravity conditions

A small cubic closed vessel with schlieren measurement technique combined with highspeed video camera were used to study limit flame properties under microgravity conditions at atmospheric pressure and...     

Experimental Study of Electrodes Parameters Effects on Small Diffusion Combustion Flame

To study the configuration and conductivity effects on micro?scale methane?air flames by electric field and iron wind, different electric field forces and iron winds are generated by needle, circle and...     

掺气非牛顿浆体圆管轴对称层流的理论分析

本文分析了圆管中宾汉浆体和伪塑性浆体与气体混合物的轴对称层流。结果表明,由于掺入气体改善了浆体的流动性,浆体的流速和流量增加,而压力损失减小。该减阻效果随着宾汉屈服准数增大(或伪塑性幂指数减小)而更显著。同时由于掺气减少了静压差,管道上升坡度促使掺气浆体的总压降进一步减小,而当下降坡度超过某限度时,掺气反而使总压降增大。     

绝热氧化法研究煤的自燃特性

介绍了一种绝热氧化实验设备及其实验方法，利用该设备测试了3种煤样的低温氧化自热升温过程，成功实现了100g左右小煤样的煤自然发火过程模拟试验研究，获得了煤在绝热状态下的氧化升温曲线，建立了煤的绝热氧化产热量计算的数学模型，对实验过程中煤在绝热条件下的氧化产热量进行了计算，获得了不同温度段煤的绝热氧化升温速率和产热速率。     

陶瓷窑炉中富氧燃烧火焰特性的试验研究

以单节辊道窑的结构形式设计物理模型进行富氧燃烧试验研究,在不同氧浓度条件下,从火焰形貌、火焰温度分布、火焰传播等方面分析富氧燃烧技术对火焰特性的影响,为窑炉设计及富氧喷枪设计与布置提供依据。研究结果表明:当氧浓度从21%增加至30%时,火焰亮度逐渐增加;火焰长度逐渐缩短并向喷枪口处收缩;最高火焰温度明显提高,且火焰最高温度出现位置向喷枪口靠近;轴向火焰温度分布趋向集中,在设计窑炉时应该注意火焰长度方向的尺寸;火焰前沿速度逐渐降低,引起温度梯度变大,火焰覆盖面积减小,需要设计可用于富氧燃烧的可调节式燃烧器,以保证在不同氧气浓度下,火焰处于稳定燃烧状态。     

X80钢层流冷却温度场的有限元模拟

针对X80钢精轧后进行的层流冷却过程,借助MSC.Marc有限元软件并结合实测的X80钢精轧后的温度分布,建立有限元仿真模型,对不同冷却工艺下X80钢宽度方向的温度场进行分析计算,得到X80钢沿宽度方向的温度分布;通过实验获取X80钢层流冷却过程中换热系数,将获得的换热系数加载到冷却模型中模拟X80钢层流冷却过程的温度变化情况,对比得出不同层流冷却模式的冷却强弱效果。结果表明：对于强冷区,冷却方式为101的冷却效果比冷却方式为110和011的好;对于缓冷区,冷却方式为0011111000的冷却效果比冷却方式为1111100000和0000011111的好。     

掺氢对高辛烷值燃料燃烧过程的影响

通过耦合纯H₂和高辛烷值标准基础燃料(primary reference fuel,PRF)燃烧机理,在CHEMKIN的Premix子程序上建立并验证了PRF-H₂混合燃料预混层流火焰燃烧模型,并在该模型上就理论当量比条件下,掺氢对高辛烷值燃烧过程的影响进行了计算研究.试验结果表明:H₂能加快PRF-H₂混合燃料火焰的传播,促进PRF-H₂混合燃料中正庚烷和异辛烷的分解;此外,掺入H₂还能增大火焰中H、O和OH自由基的摩尔分数,H自由基摩尔分数的最大值由纯PRF混合燃料火焰时的4×10^-3增大到了掺氢能量分数为60%时的13×10^-3.     

升速轧制对热轧带钢层流冷却出口温度的影响

采用传热学原理建立了层流冷却温度有限差分模型,并用现场实测数据对水冷换热系数进行了自适应修正.对德盛1 150 mm热轧带钢层流冷却过程的温度变化进行了数值模拟,建立了一套层流冷却温度仿真系统,分析和研究升速轧制时带钢在层流冷却中温度变化的趋势.结果表明,层冷出口温度受带钢的速度影响较大,在升速过程中,如果不采用集管动态喷水调节,带钢温度出现前低后高的现象,并且随着加速度的增加带钢前后温差越大.以此为依据,现场过程自动化系统L₂级硬件采用过程服务器,基础自动化系统L₁级硬件采用西门子PLC,L₂级和L₁级软件分别在C++和Step7V5.4下编程实现,并采用了带钢头尾宏跟踪和过程自动化系统采用带钢样本微跟踪的控制策略,对处于变速及高速运动中的带钢沿长度方向逐点实施控制,用动态调节的冷却集管系统来保证在速度变化期间带钢层流冷却出口温度的稳定性.