二甲醚/乙烷混合气低温着火延迟特性

为了研究二甲醚/乙烷混合气在低温下的着火延迟特性,在快速压缩机实验台架上测量了二甲醚/乙烷混合气在上止点温度627～912 K,上止点压力16～30 bar,当量比0.5～1和乙烷掺混比0～70%条件下的着火延迟期.同时,基于CHEMKIN-PRO软件进行了同等工况条件下的模拟计算.实验与模拟结果表明:二甲醚/乙烷混合气总着火延迟期呈现明显的负温度系数(NTC)现象,且在较低的上止点压力下NTC现象更加明显.上止点压力和当量比的增加使得第一阶段和总着火延迟期均呈现缩短趋势,尤其在NTC区间.乙烷的添加显著抑制了着火,混合气的第一阶段和总着火延迟期显著延长.化学动力学分析表明,乙烷竞争主要由二甲醚低温着火过程主导产生的OH自由基进而抑制二甲醚的低温氧化,而自身的着火过程得到促进甚至呈现两阶段特性.但是随着乙烷掺混比的增加,整体混合气的低温着火过程仍受到抑制,放热率和活性自由基累积量降低,因此着火延迟期延长.     

基于着火特性的甲烷-正庚烷混合燃料化学动力学机理简化

采用直接关系图法(Directed Relation Graph,DRG),基于着火特性对甲烷-正庚烷混合燃料的化学动力学机理进行了简化,构建了一个包含35种组分、179个基元反应的高温简化机理。利用该简化机理计算了不同初始条件下混合燃料的着火延迟时间,并与详细机理的模拟结果相对比,结果表明,在高温范围内两者具有良好的一致性。     

新生物燃料DMF压燃燃烧数值模拟

应用零维单区内燃机模型对新生物替代燃料2,5-二甲基呋喃（ DMF）的燃烧性能和化学动力学过程进行数值模拟分析。在研究DMF燃烧化学动力学过程的基础上,分析了DMF燃烧时不同进气温度和过量空气系数对缸内温度、着火时刻和NOx 排放量的影响,结果表明：进气温度增加40 K可使着火时刻提前20°CA;与正庚烷的燃烧对比可知,在上止点附近着火时DMF需要较高的进气温度;过量空气系数对燃烧的影响表明,DMF可以在低温压燃条件下使用,并且有低的NOx 排放。     

煤与糠醛渣混燃的热重分析及基于分布活化能模型的动力学研究

通过热重技术研究煤与糠醛渣混燃的燃烧动力学,采用分布活化能模型(DAEM)进行了动力学分析,比较纯煤、纯糠醛渣及两者在3种不同掺混比例、不同升温速率下燃烧反应的差异。结果表明:糠醛渣能够促进煤的燃烧,随着糠醛渣加入量增大,试样着火温度下降,燃烧性能改善;糠醛渣掺混比例增大,燃烧反应的活化能呈下降趋势。     

利用n-heptane详细模型对水乳化柴油燃烧的化学动力学研究

以4100QBZL-2型直喷柴油机为模拟对象,采用化学动力学计算软件CHEMKIN与LLNL的n-heptane详细氧化模型为基础,对柴油机燃用纯柴油,10%、20%、30%的水乳化柴油进行化学动力学模拟。数值模拟结果表明：水乳化柴油带来的滞燃期延长、着火滞后等现象,是乳化燃料中的水分在缸内的物理现象引起的。从纯化学动力学方面来看,掺入一定的水分可以促进H、O、OH、HO2等自由基在低温燃烧（LTC）阶段的生成,使得着火提前。通过敏感性分析可知,掺入的水分会对n-heptane氧LTC时期过氧烷基的异构化过程及过氧化氢酮的分解都会产生促进作用,从而导致n-heptane的快速分解及氧化。     

生物甲烷产出过程中的气体组分变化

为明确生物甲烷产出机理,在实验室条件下模拟生物甲烷产出过程,对反应产出气体的成分及体积分数进行检测,同时对反应液的pH值进行监测.实验结果表明,反应过程中,甲烷体积分数最高可达64.74%;pH值从初始值7.13开始,先降至6.58,而后逐渐升高至最高值8.5,并稳定至反应结束;甲烷产出率在反应12 d后,持续4 d稳定在19 mL/g,而后在反应进行到21 d的时候,陡然升至40.65 mL/g.根据气体产出率及体积分数可初步判定,生物甲烷产出过程存在两个产气高峰期.其中,第一产气阶段以二氧化碳的产出为主;第二产气阶段,甲烷的体积分数及产率达到最大.     

松木屑与褐煤共热解特性及动力学分析

利用热重分析仪对松木屑及褐煤进行共热解实验研究,考察了掺混比对共热解特性的影响,利用过渡态理论计算了共热解动力学参数,并分析了共热解过程的协同性.结果表明:共热解DTG曲线存在两个失重峰,分别对应松木屑和褐煤的热解,木屑加掺混比例增大,失重峰对应的温度升高;松木屑与褐煤共热解比褐煤单独热解更容易发生,且共热解高温段的反应比低温段复杂;在共热解的第三阶段存在有利的协同效应,且在掺混比例为50％时协同性最强.     

Fenton试剂氧化降解瓦斯的反应动力学

在自制的鼓泡反应器中以氮气平衡的甲烷标准气模拟矿井瓦斯,根据Fenton试剂氧化反应的自由基链反应特性,运用幂函数动力学模型考察了c(H2O2)0,c(Fe2+)0、反应温度等对甲烷氧化降解效率的影响.采用一级反应动力学方程拟合Fenton试剂降解瓦斯的氧化反应动力学方程,得到羟基自由基(·OH)氧化甲烷的表观活化能为7.065kJ/mol,对H2O2与Fe2+的反应级数分别为0.533 4和0.463 0.甲烷降解率的实验值与模型预测值拟合程度很高,相关系数在0.98以上.     

城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.     

镁在水蒸气中着火特性和模型分析

为研究镁在水蒸气中着火特性,采用可视化密闭燃烧器对镁颗粒进行加热后,观测到颗粒表面重复着氧化层沉积、破碎并剥落的过程,表面光泽明暗交替,直至发生着火.在高温管式炉上,研究加热速率、水蒸气质量分数和粒径对镁颗粒着火温度和着火延迟时间的影响规律.镁在水蒸气中着火前的反应主要是镁蒸发控制的均相反应,表面反应可以忽略.计算得到水蒸气中镁着火的活化能为150kJ/mol.建立常压下水蒸气中镁颗粒着火的能量方程,采用突变理论中的尖点突变模型分析水蒸气中镁的着火动力学过程,计算不同粒径的镁颗粒在静止水蒸气环境中的着火温度和着火延迟时间.结果表明,对于粒径小于50μm的镁颗粒,着火延迟时间不超过20ms.     

Autoignition of butanol isomers/n-heptane blend fuels on a rapid compression machine in N2/O2/Ar mixtures

Ignition delay times of butanol isomers/n-heptane mixture were measured using a rapid compression machine at compressed pressures of 15,20 and 30 bar,in the compressed temperature range of 650–830 K and equivalence ratio of 1.0.Sensitivity analysis and reaction fluxes analysis were performed using a detailed mechanism of blend fuels so as to evaluate the impact of n-heptane addition and temperature variation on the ignition and combustion process.Over the experimental conditions in this study,the blend fuels displays apparent low and high temperature reactions and a negative-temperature-coefficient(NTC)behavior.With increasing butanol isomers mole fraction in the mixtures,the ignition delay times increase.It is worth noting that the suppression to n-heptane ignition from tert-butanol is very limited.The ignition delay time of 40/60 tert-butanol/n-heptane mixture is smaller than other three kinds of blends.With the increasing of tert-butanol mole fraction,the increasing range of its ignition delay time is very large.Moreover,compressed pressure has a limited effect on the ignition of blend mixture at low temperature but certain influence at medium temperature arrange.Tert-butanol/n-heptane mixture is not sensitive to the pressure.The chemical analysis indicates that butanol isomers also present the NTC behavior because of the low temperature reactivity radicals pool produced by n-heptane.Reaction fluxes analysis shows that the n-heptane addition has little impact on the reaction path.Sensitivity analysis shows that for the pure n-butanol,2-butanol and iso-butanol fuel,H-abstraction from the?-carbon plays the dominant role in the reactions having the inhibiting effect on the low-temperature branching,while the H-abstraction from the?-carbon can promote the ignition;for tert-butanol/n-heptane mixtures,reaction R16.H2O2(+M)=OH+OH(+M)plays the leading role.For n-butanol/n-heptane,iso-butanol/n-heptane mixtures,the major promoting reactions include some H-abstraction from n-heptane and OH branching reactions,the influence of H-abstraction from?-carbon is weaken;For 2-butanol/n-heptane,tert-butanol/n-heptane mixtures,R16 plays an absolutely dominant role,while the major inhibiting reactions add some elementary reactions of small radicals.     

双燃料发动机燃烧过程的模拟

本文建立了用于描述双燃料发动机中气体燃料燃烧过程的气相反应理论体系，结合引燃油的多区燃烧模型和辐射传热计算，实现了对双燃料发动机燃烧过程的模拟．通过对一单缸四冲程直喷柴油机上台架性能的实测比较，预测精度完全符合工程需要．     

压燃式双燃料发动机爆震的模拟

本文对直喷式双燃料柴油机爆震现象的模拟进行了某些探索性的研究,该项研究以甲烷为主要燃料,同时顾及引燃油对燃烧过程的影响,并通过改善热力学和化学反应动力学模型及选用合理的参数,取得与试验较为一致的满意结果,初步达到了预测爆震的目的。     

醇醚双燃料均质压缩燃烧过程分析

建立了甲醇/二甲醚HCCI发动机燃烧与排放的多维数学模型。模型考虑了进排气道及燃烧室内部不对称结构。利用CFD软件FLUENT耦合双燃料简化动力学模型,对二甲醚/甲醇发动机的HCCI燃烧过程进行了模拟计算。结果表明,多维模型能够较好地预测缸内压力、温度、物质浓度随曲轴转角的变化过程和着火时刻。双燃料HCCI燃烧过程中有2个高温核心,分别是气缸左下底部和右上方边缘地带的两个区域,低温反应最早从这2个部位开始向缸内其他部位延伸。缸内平均温度达到900 K左右开始低温反应,1100 K左右开始高温反应。     

甲醇喷射定时对甲醇柴油双燃料压燃式发动机性能的影响

将甲醇作为主燃料,用柴油作为点火燃料,研究了不同甲醇喷射定时对压燃式发动机性能的影响。结果表明:引燃柴油在上止点前21℃A喷射条件下,在上止点前23℃A喷射甲醇时发动机的经济性最佳,缸内的统计最大压力在小负荷时随着甲醇喷射定时提前而降低,在大负荷时随着甲醇喷射定时提前而提高。双燃料发动机的最大压力标准方差随着甲醇喷射定时提前而增大,在上止点前26℃A喷射甲醇时发动机的动力性最佳,气缸内压力波动随甲醇喷射定时提前而变大,当在上止点前29℃A喷射甲醇时点火柴油不能把甲醇燃料可靠点燃。     

柴油质量对柴油机排放的影响

阐述了柴油规范要求和国内现状,利用2种柴油进行排放对比试验,研究柴油十六烷值和硫含量对柴油机排放的影响.试验结果表明:十六烷值越高,柴油的着火性能越好,着火延迟期越短,可燃混合气燃烧改善,CO排放生成机率降低,燃烧初期缸内峰值温度降低,缸内NOx生成时间相对缩短,NOx排放会降低,导致局部区域不完全燃烧,使THC排放增加;硫含量越高生成的颗粒物排放也越高.     

Experimental Study on Single Ignition Characteristics of Mixed Solid and Liquid Fuel

In order to probe into the single ignition characteristics of mixed solid and liquid fuel, optical and electrical experinments on unconfined volume dispersion and single ignition of few dosage of ternary fuel mixture are successfully done. Experimental results show that cloud detonation is distinguished from explosion of trinitrotoluene charge. The single ignition process of mixed fuel containing aluminum powder（Al）, propylene oxide （PO） and explosive （TNT） can be divided into four stages, the overpressure within its explosion field first increases, then decays with increase of distance. Explosion effects can be enhanced with adding proper trinitrotoluene into fuel mixture, the optimized ratio is m （Al） ： m （PO）： m （TNT） - 55：35： 10. The overpressure of binary mixed fuel containing Al and TNT decays like trinitrotoluene charge with increase of distance, but its value is higher than the trinitrotoluene charge＇s in the same mass at longer distance. The continual action time of plus overpressure during cloud detonation reaches magnitude of 10 ms and is about 100 times longer than the trinitrotoluene charge＇ s.     

Technological conditions and kinetics of leaching copper from complex copper oxide ore

The kinetic behavior of leaching copper from low grade copper oxide ore was investigated. The effects of leaching temperature, H₂SO₄ concentration, particle size of crude ore and agitation rate on the leaching efficiency of copper were also evaluated. And the kinetic equations of the leaching process were obtained. The results show that the leaching process can be described with a reaction model of shrinking core. The reaction can be divided into three stages. The first stage is the dissolution of free copper oxide and copper oxide wrapped by hematite-limonite ore. At this stage, the leaching efficiency is very fast (leaching efficiency is larger than 60%). The second stage is the leaching of diffluent copper oxides, whose apparent activation energy is 43.26 kJ/mol. During this process, the chemical reaction is the control step, and the reaction order of H₂SO₄ is 0.433 84. The third stage is the leaching of copper oxide wrapped by hematite-limonite and silicate ore with apparent activation energy of 16.08 kJ/mol, which belongs to the mixed control.     

煤的燃点测定及其与活性的相关性

本文提出了一种测定固体燃料燃点的新方法,设计了J—82型燃点仪。此法操作简便迅速,克服了国内常用的亚硝酸钠法的缺点。在规定条件下,该装置具有测定燃点值准确、明显、重复性好等优点。实验结果表明,用该装置测得的燃点来评价煤的气化活性是可行的。