含水木材热解和着火试验研究

在自行研制的火灾固体可燃物热解和着火早期特性试验台上,针对建筑装潢中常用的水曲柳木材进行热解和着火特性试验。辐射热流选择20～70kW／m^2。试验结果表明,水分对木材的热解和着火特性影响很大。相同的辐射热流下,随着含水率的增加,木材的着火时间延长;辐射热流强度对木材的热解和着火也有很大影响,随着外加辐射热流的增加,木材的着火时间逐渐缩短。提出一个考虑水分影响的木材热解模型,通过模型计算的木材表面温度和失重与试验结果对比,两者吻合较好。     

含水木材热解和着火试验研究

在自行研制的火灾可燃物热解和着火早期特性试验台上,针对建筑装潢中常用的木材进行了热解和着火特性试验,试验的辐射热流选择20～70 kW/m2,试验结果表明,水分对木材的热解和着火特性影响很大,相同辐射热流下,随着含水率的增加,木材的着火时间延长;辐射热流强度对木材的热解和着火也有很大影响,随着外加辐射热流的增加,木材着火时间逐渐缩短。     

热辐射下木材的热解与着火特性

在大量的实验基础之上,深入分析了木材热解与着火过程的机理及其中的物理与化学变化,建立了考虑水分蒸发以及表面辐射与对流热损失影响的一维湿木热解与着火微分模型。模型对木材热解与着火过程中的温度变化、失重以及着火时间进行了预测,且预测值与实验值吻合得较好,最后分别将该微分模型、一个经典的热解与着火积分模型的预测值与实验值对比,发现考虑热解与着火过程复杂物理与化学变化的微分模型的预测结果与实验结果吻合较好。     

热辐射下木材热解与着火特性实验

对几种木材在不同辐射热流下的热解与着火特性进行了研究,且研究了含水率对木材热解与着火过程的影响.分析热解与着火过程中木材试样不同深度的温度变化与失重变化,对木材的着火时间与着火温度进行记录,并着重分析水分对木材温度分布、着火时间与着火温度的影响.通过间接的方法从实验的着火数据中获得了木材的临界着火热流值约为25 kW/m2.     

几种常用木材热解(燃烧)后的烟气析出规律试验研究

在火灾可燃物热解与着火实验台上，对白桦、红皮云杉、蒙古栎、山杨、樟子松五种木材进行了热解燃烧试验，测定了各种木材在20～60kW／m^2辐射热流下的主要烟气成分，得到了在不同辐射热流下，各种木材的烟气析出规律，分析了辐射热流和样品密度对烟气析出过程的影响，探讨了样品表面温度、失重速率和烟气析出的内在联系。     

热辐射下常用木材热解的动力学与燃烧特性

在热重分析仪上进行了空气气氛、不同升温速率下几种木材的热解动力学过程的研究.对不同升温速率以及木材种类对失重过程的DTG曲线的影响进行了深入分析,在热重实验的基础上建立了"双组分两阶段反应"模型来描述空气气氛下木材的热解动力学过程,并利用C-R方法求得了对应失重阶段的动力学参数.在火灾早期特性实验台上进行了4种木材在空气气氛、不同辐射热流下的热解与燃烧过程的特性研究,通过对高、低热流下几种木材表面温度变化、失重率以及着火时间等参数的对比,发现在较高热流下,固定碳含量相似的几种木材的反应机理及其表观热行为趋于一致.     

不同辐射模型对太阳能烟囱数值模拟影响研究

以太阳能烟囱发电（SCPP）系统为研究对象,比较定热流密度、离散纵坐标（DO）辐射模型、表面对表面（S2S）辐射模型对SCPP温度、速度等性能模拟结果,将3种模型模拟结果与试验数据对比,选择更合适的辐射模型应用于SCPP数值模拟。结果表明,S2S辐射模型集热棚出口流体最大速度比定热流密度和DO辐射模型分别高0.13、0.36 m/s;S2S辐射模型沿烟囱入口流体最大湍流黏度比定热流密度和DO辐射模型分别高16.87%、8.44%;定热流密度、DO辐射模型、S2S辐射模型沿集热棚半径流体温度与试验结果的误差分别为3.09%、0.98%、10.14%。DO辐射模型更适合SCPP系统的数值模拟计算。     

典型家具木材的着火特性

在火灾可然物热解与着火实验台上,对典型红木家具材料巴西花梨木和蒙古栎进行了着火特性实验,测定了巴西梨木在20~70 kW/m2辐射下的质量损失速率、表面温度变化、烟气成分,得到了在不同辐射热流下巴西花梨木的质量损失和温度变化规律及烟气析出规律,并探讨了其内在的联系.     

槽式太阳集热器聚光特性的模拟研究

为得到吸收管表面的热流分布,基于光线追踪法原理,采用微元分析的方法建立吸收器在理想太阳光线和不同入射角下的聚光特性基础模型,模拟并分析得出入射角对吸收管的聚光效率和周向热流分布均匀度影响较大。进一步基于锥体光学法的原理,建立考虑太阳形状的吸收管周向热流分布的数学模型,利用VB编程求解2种情况下的热流分布,与Sol Trace软件的模拟结果对比,偏差较小,证明模型的可靠性。模拟结果发现太阳形状的存在对吸收管的热力分布均匀度是有利的。之后在该模型基础上,进一步分析集热管定位误差对吸收管表面热流分布的影响。     

75t／h燃气锅炉炉内传热数学模型与数值模拟计算的研究

文章计算辐射传热以区域假想面模型为基础,把炉膛沿烟气流动方向分区,以炉膛内最为复杂的燃烧器区域的燃烧与辐射传热过程为研究对象,建立炉内能量平衡方程,并求解出炉内燃烧的一维温度场,以及水冷壁的吸热量和热流密度.计算结果与三维模型的实测数据非常一致.由于模型采用了一维简化处理,收敛结果较快,可以快速得到电站需要的数值.     

受辐射加热的煤粉颗粒群着火模型

本文建立了仅受辐射加热的煤粉颗粒群着火的不稳态模型。通过数值模拟，研究了煤粉浓度与颗粒群的着火方式、着火时间和着火温度等的关系。     

含半透明相变材料玻璃围护结构光热特性分析

建立考虑太阳辐射加热下,含半透明相变材料(PCM)类玻璃围护结构的一维相变导热和辐射传热耦合稳态传热模型,采用控制容积法结合布格尔定律,数值求解含相变材料玻璃围护结构内部的能量传递,分析相变材料的吸收系数和折射率对其内部温度分布、热流、透光率的影响。结果表明:玻璃围护结构的内部辐射传递对其传热过程影响较大;相变材料的吸收系数和折射率的增加有利于其内部温度、热流以及透光率的提高。该结论可为新型相变玻璃围护结构的设计提供理论参考。     

环形通道内空气湍流正在发展流与壁面辐射的耦合换热研究

对内环壁面加热、外环壁面绝热的圆环型通道,数值研究了空气湍流正在发展流与壁面辐射的稳态耦合换热。采用低雷诺数k-ε模型与SIMPLEC算法求解气流的湍流流动与对流换热,采用蒙特卡罗法求解壁面间的辐射换热,对流换热与表面间辐射换热通过绝热壁面边界条件进行耦合。通过模拟计算,分析了相关参数及物性变化的影响。研究结果表明,入口Re数与壁面发射率均对通道内的换热有重要影响;考虑空气物性变化与否所预测到的对流热流分布形态相差非常大,常物性下的模拟结果会导致对通道内热输运特性的不正确认识。     

高温半透明涂层的辐射特性研究

在先进燃气轮机技术领域,具有半透明辐射特性的高温热防护涂层被广泛应用以降低高温环境下金属部件的温度。以具有氧化锆涂层的燃气轮机热端金属表面为研究对象,基于半透明涂层的多波段吸收和散射特性谱带模型,采用蒙特卡罗法和控制容积法对半透明涂层内部的辐射-导热耦合传热进行模拟计算,获得了涂层内部的温度场分布规律,进一步研究了不同光谱波段、散射特性以及涂层厚度变化对涂层表观辐射特性的影响。为特定响应波段内的辐射温度与热流测量提供基础的应用数据。     

不同煤种挥发氮析出过程的数值模拟与试验研究

采用数值模型研究了烟煤、贫煤和无烟煤等不同煤种热解、燃烧过程中挥发分氮的析出、中间含氮产物HCN的生成以及转变为NO的过程。利用有限体积方法对质量、化学组分、动量和热量守恒方程进行离散求解。计算获得了不同煤种的颗粒着火时间、热解过程、孔隙率、HCN和NO生成率等数据,并与沉降炉试验结果进行了比较,分析。     

庚烷池火辐射及其对相邻油池的引燃特性

油库罐区时常发生由着火油罐的强烈热辐射而引燃相邻油罐的火灾事故,扩大燃烧范围。因此,需要对储油罐火焰辐射及其对相邻油池的引燃特性进行研究。本文采用内径分别为74 mm、114 mm、150 mm和200 mm的4种圆形石英玻璃油盘,开展不同油盘间距条件下的庚烷池火和点火实验。结果表明,根据圆柱体模型计算得到的辐射热流预测值与实验值吻合较好.当油盘尺寸一定时,随着油盘间距增大,待引燃油盘点接收的辐射热流逐渐减小;而当油盘间距相同时,油盘直径越大,待引燃油盘中心点接收的辐射热流越大。点火过程按照时间顺序划分为3个阶段:加热升温阶段、蒸气积聚阶段和点火阶段。随着油盘尺寸变大,庚烷的临界辐射热流随之变大且作为低闪点燃料,庚烷的临界辐射热流比高闪点燃料小得多.     

生物质多孔燃料层辐射加热热解过程的影响因素分析

在分析辐射加热条件下生物质多孔燃料层热解过程特点的基础上,建立了该过程的传热传质模型,采取隐式和半隐式相结合的有限差分方法进行离散求解。在热解过程中,生物质燃料层未热解区、热解区和炭化区共存。热解过程为传热所控制。数值模拟结果表明,生物质物料层和焦炭层的有效导热系数、物料层初始堆积密度、加热温度和加热时间等因素对燃料层热解过程均有影响。辐射加热温度、有效导热系数的增加有助于生物质燃料层的热解过程。     

离散分布多火源燃烧速率计算模型研究

针对可燃物离散分布燃烧现象,基于外加辐射热流对火源燃烧速率的增长理论,考虑离散可燃物燃烧时环境气压对燃烧速率增长系数k的影响,提出针对任意离散分布火源i的修正无量纲增长系数K_i,K_i值与离散分布条件(火源中心间距D和火源数目n~2)有关,建立了离散火源燃烧速率计算模型.根据离散多火源自由燃烧燃尽时间数据获得Ki经验式,对比分析多种离散分布条件下各火源燃烧速率的模型计算值和实验值,结果表明,该计算模型结果比较合理.     

变热流条件下木材点燃的实验研究

为研究木材在变化的热流条件下的点燃性能,对泡桐、榆木、红椿木和刺槐等4种木材进行了小尺寸的实验研究.测量了木块表面接受到的热辐射强度、点燃时间、质量损失和木块的内部温度等参数.在实验数据的基础上,得出木材点燃的临界热流增长率约为0.07kW/(m~2·s),临界质量损失速率约为20～30g/(m~2·s).利用PDE模型计算出木块温度变化情况,并与实验数据进行了比较.计算结果表明,在自然着火情况下,木块点燃时的表面温度约为500℃左右.     

处理辐射传热的一个新热流数学模型

本文从处理辐射传热的基本理论出发，给出了一个包含与辐射发射随机方向性有关的比热流参数的新热流模型。该模型克服了原热流模型在理论简化上的缺陷，能够更好地反映炉内的实际情况。同时给出了用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法求解比热流参数的计算程序。最后用该模型求解了实验室用马弗炉内的温度分布，同时用原热流法对该高温炉的温度分布进行了计算，与实验结果相比较，新热流方程明显优于原热流方程。