往复热循环多孔介质“超焓燃烧”特性

对稀薄低热值气体在往复式热循环多孔介质燃烧系统的“超焓燃烧”特性进行了研究。在模型验证的基础上,阐明了系统“超焓燃烧”产生机理,分析了换向半周期、燃气热值、二次风比等工况参数与气固两相的热容比、对流传热系数、光学厚度等物性参数对系统“超焓燃烧”特性的影响,并给出了相应的变化规律;着重指出“超焓燃烧”在燃气热值较低（H₀<3.48）才能产生,且随着燃气热值降低,超焓现象越明显;稳定燃烧时,燃烧效率受各参数影响相对较小,基本保持在非常高的水平,验证了多孔介质燃烧的高效性。     

气体燃烧技术研究现状及进展

近年来,随着西气东输工程的实施和环保要求的不断提高,气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、建材等行业的工业炉(窑)。为了不断提高提高气体燃料的燃烧效率,降低污染排放,近年来气体燃烧技术得到了快速发展。本文从理论、设计、燃烧控制等不同研究角度,系统总结和分析近年来气体燃烧技术的最新研究进展,分析不同技术的主要技术优势及存在的问题,阐明将来主要发展方向,从而为将来新型气体燃烧技术的推广和应用提供理论和经验指导。     

燃烧焓测定实验的改进

《物理化学》中燃烧焓的测定实验时间长,实验操作有一定的难度,实验一次性成功率低。经过大量的实验证明,改变燃烧皿的材质和装样的方法,并且改变夹层与量热容器的水温差值要求,缩短了实验时间,实验成功率达到99%以上。     

基于过剩焓函数多孔介质中超绝热燃烧的分析

分析了稀预混气体多孔介质中超绝热燃烧反应区的能量集中现象。通过一维双温模型理论上推导出量纲1过剩焓函数。分析表明,超绝热燃烧温度是修正的Lewis数、固体和气体热导率的比值、填充床孔隙率以及量纲1燃烧波波速的综合函数。通过对量纲1焓方程4个源项的分析表明,修正的Lewis数主导源项的大小并决定焓值的分布。     

Splitting flames in a narrow channel with a temperature gradient in the walls

A possibility of simultaneous formation of two chemical reaction fronts during nonstationary combustion of a gas in a microchannel with a temperature gradient in the walls is demonstrated. Combustion in a straight tube and in a gap between two disks with radial fuel injection is considered. In both cases, the characteristic transverse size of the channel is smaller than the critical diameter determined for the ambient temperature, and gas combustion occurs in the region where the wall temperature is higher than the ambient temperature. A numerical study of flame repetitive extinction/ignition (FREI) demonstrated a possibility of simultaneous formation of two chemical reaction fronts in the hot region of the channel. One front corresponds to conventional flame propagating upstream from the hot to the cold part of the channel, and the other front moves in the downstream direction and decays as the fuel burns out. Based on this study, a new mechanism of ignition and incomplete combustion of the combustible mixture in microsystems is proposed. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 45, No. 2, pp. 12–19, March–April, 2008.     

碳酸二苯酯标准摩尔燃烧焓测定

用量热计测得碳酸二苯酯的标准燃烧焓ΔcH0m =- 6 138.6kJ mol,与理论计算值的绝对误差仅为 5kJ mol,相对误差为 0 .0 8%。从样品燃烧的温度变化曲线可判断实验结果是可靠的。     

高温空气燃烧技术在玻璃晶化辊道窑中的应用

文章介绍了高温空气燃烧技术（high temperature air combustion HTAC）在玻璃晶化辊道窑中的应用情况,并对其原理和节能机理进行了探讨。     

Combustion of sprayed liquid fuel in a swirling flow

A physicomathematical model and results of numerical studies of aerodynamics and combustion of liquid fuel in a coaxial swirling flow of a gaseous oxidizer are presented. The characteristics of liquid-fuel spraying by a centrifugal injector were determined on the basis of experimental data obtained under isothermal conditions. The influence of flow swirling on the burner characteristics is analyzed.__________Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 41, No. 2, pp. 26–37, March–April, 2005.     

预混富氧燃烧火焰特性的实验研究

对预混富氧燃烧的火焰特性进行实验研究,结果表明:富氧浓度在21%～30%的范围内变化时,随着氧含量的增加,燃烧反应速率和火焰传播速度逐渐增加,进而引起燃烧区的缩小和温度梯度的增加。并且火焰高温区逐渐缩小,最高火焰温度逐渐增高,并且最高温度点向烧嘴口方向移动。     

倾斜窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43 mm的竖直和倾斜窄矩形通道的弹状流进行了可视化研究。按分液相雷诺数将流动分为层流区(Relo3000)和湍流区(Relo≥3000)。实验结果表明,在层流区,气弹上升速度随倾斜角度的增加而增大;在湍流区,倾斜角度对气弹上升速度的影响不明显。基于湍流区拟合得到的分布参数C0和班可夫系数CA分别为1.151和0.788,与实验数据具有较好的一致性。对于空泡份额Jones-Zuber模型和Ishii模型,在湍流区两者预测结果与实验基本一致,但在层流区,Jones-Zuber模型预测效果较好而Ishii模型偏差较大。     

麦秆与麦秆成型块燃烧特性研究

利用热分析法(TG-DTG)对麦秆和麦秆成型块分别在10、20和30 ℃/min的升温速率条件下的燃烧特性进行了研究,考察了其燃烧过程、着火温度、燃尽温度,计算了综合燃烧特性指数,并进行了燃烧动力学分析。结果表明:麦秆和麦秆成型块的着火温度在250～260 ℃左右,随着升温速率的增加而增加;综合燃烧特性指数明显高于煤。麦秆和麦秆成型块的燃烧反应遵循燃烧动力学的基本方程,属于一级反应。     

亚大气压下AP/HTPB微尺度稳态燃烧的数值模拟

为研究亚大气压下高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)的燃烧特性,采用三步反应动力学机理,建立二维三明治模型,耦合气固两相;对20~80kPa下AP/HTPB的微尺度燃烧进行模拟,并与高压下(4MPa)AP/HTPB燃烧特性差异进行对比。结果表明,亚大气压下BDP模型中第一步反应靠近燃面,放热量较大,在AP/HTPB推进剂燃烧过程中占主导地位;燃烧环境压强不同,导致火焰的特性不同,亚大气压下火焰中扩散与混合过程共存,高压下为扩散火焰;相比于高压,亚大气压火焰离燃面远,面积大;由于高低压下放热区域及放热率差异导致气固相温度分布不同,从而影响燃面形状,亚大气压下AP与HTPB交界处相对于整个燃面突出,而高压下交界处相对于整个燃面凹陷。     

Filtration Combustion of an Energetic Material in a Cocurrent Flow of Its Combustion Products. Critical Combustion Conditions

The paper reports results of a numerical calculation using the threetemperature model developed previously by the authors. In addition to the temperature difference between the gas and the solid phase (skeleton), the model approximately takes into account the temperature distribution in skeleton elements. It is shown that quenching is possible (after burnout of part of the charge) with variation in a number of input parameters: the thermal conductivity of the charge, the ignition temperature, the weight of the igniter, the initial temperature, the porosity of the charge, and the local rate of its decomposition.     

基于两种烧嘴的铜精炼阳极炉内燃烧过程数值模拟

基于CFD软件Fluent 6.3对装配两种型式烧嘴的铜精炼阳极炉内的燃烧过程进行数值计算,分析了炉内气相燃烧过程的特点.结果表明,装配I型烧嘴时,保温期炉内火焰峰值温度为2301 K,火焰长度为2.3R(R为炉体半径),氧化期炉内火焰峰值温度为2506 K,火焰长度为2.0R;装配II型烧嘴时,保温期炉内火焰峰值温度为2610 K,火焰长度为1.85R,氧化期炉内火焰峰值温度高达2800 K,火焰长度为1.82R.装配I型烧嘴的阳极炉内温度较均匀,能更好满足阳极炉精炼的工艺需求.烧嘴结构和天然气速度、环氧速度与侧氧速度对阳极炉内气相燃烧过程有明显影响.     

铜盐对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

研究了6种铜盐(DBC、CNI、NT-Cu、B-Cu、S-Cu、A-Cu)以及铜盐/炭黑复配体系对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响,用扫描电镜和元素分析测试了推进剂的熄火表面.结果表明,铜盐可降低RDX-CMDB推进剂在16～22 MPa的压强指数;在10～22 MPa,铜盐和铜/炭黑混合物对RDX-CMDB推进剂燃烧特性的影响不显著.铜盐催化剂以及铜盐和炭黑复配催化剂对推进剂的燃烧反应有一定的促进作用.     

窄通道杆状发射药内孔燃气流动数值模拟

运用合理的简化假设,建立杆状发射药内孔通道燃气流动模型,利用Fluent软件求解器对长径比为40的某一特定单孔杆状发射药燃气在内孔的流动过程进行了数值模拟,在给定初始压力和温度的条件下模拟内孔燃气的速度分布及压力分布,并进行分析。结果表明,径向由孔中心到孔壁,燃气流速逐渐减小,压力逐渐增大;轴向燃气流速先逐渐减小,压力先逐渐增大,在10mm处突然形成速度和压力的震荡波,并随时间沿轴向传递,5ms后速度趋于平稳波动,压力整体保持波动并持续上升,但各点压力最终都保持稳定。     

Catalytic Combustion of the Stoichiometric n-Butane/Air Mixture on Isothermally Heated Platinum Wire

The catalytic combustion of the stoichiometric n-butane–air mixture per se or diluted with N₂, on a platinum wire at different initial pressures (10–70 kPa) and temperatures (690–1,080 K) was studied. The chemical heat flow rate, dQ _r/dt, of the surface reaction was measured in isothermal and isobaric conditions and the overall kinetic parameters were evaluated for both steady state and initial transient catalytic combustion. At low total pressure (10 kPa), the temperature dependence of dQ _r/dt indicated a normal (Arrhenius) behavior for 690 < T < 900 K, while at higher temperatures, over 900 K, an anti-Arrhenius behavior was found. The obtained results are consistent with a diffusion-controlled process, accompanied by reactant depletion around the catalytic surface, at higher temperatures.     

铁基凹凸棒载氧体制备及煤化学链燃烧性能研究

以Fe(NO3)3·9H2O、Fe2O3和Fe3O4为前驱体,凹凸棒(ATP)为惰性载体制备了系列Fe2O3/ATP载氧体。在流化床反应器内,以水蒸气作为气化-流化介质,900℃为还原温度,研究了载氧体与神木煤的反应活性及循环反应性能,同时考察了载氧体的抗磨损性能。实验结果表明:以Fe(NO3)3·9H2O为前驱体制备的Fe4ATP6(N)载氧体具有很高的反应活性和抗磨损能力。对其进行的10次还原/氧化循环实验表明:尾气中CO2平均含量先下降后升高,但都保持在95%以上,停留时间t95从14.8 min增加到16.1 min。SEM分析表明随着循环反应的进行载氧体表面小颗粒变成大颗粒,发生轻微烧结。     

ADN及其固体推进剂燃烧特性的研究进展

系统介绍了二硝酰胺铵(ADN)燃烧的最新研究动态,综述了国内外近年来报道的ADN燃烧时发生的物理化学变化、ADN燃烧机理、催化剂/ADN混合物燃烧性能以及ADN基固体推进剂燃烧特性的最新研究进展。首先指出了ADN的燃烧主要受凝聚相反应控制,ADN燃烧波结构包括固相层、泡沫层(包括固-气和液-气)和气相层;其次,总结了ADN基固体推进剂燃烧特性的研究现状,对现有研究中存在的局限性进行了分析;最后,指出继续开发适用于ADN基固体推进剂的新型燃烧催化剂是今后研究的重点方向之一。另外,随着非异氰酸酯固化体系在ADN基固体推进剂中的应用,需进一步加深ADN基固体推进剂燃烧性能的研究,尤其是三唑环的引入对ADN热分解及推进剂中其他组分热分解的影响。     

RDX改性双基球形小粒药的燃烧特性

讨论了改性双基球形小粒药中RDX颗粒的分布和RDX热分解的特点,提出了RDX改性双基球形小粒药的燃烧机理。通过密闭爆发器实验测定了RDX改性双基小粒药的燃烧特性,并对实验结果进行了理论分析。结果表明,改性双基球形小粒药中RDX与双基火药基体的分解是各自独立进行的;随着压力的升高,改性双基小粒药的燃速将大于改型双基小粒药的燃速。