大加速度场对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讨论了加速度对火焰传播速度,火焰面和密度分布及化学反应速度的影响及产生原因,为大加速度 场中的燃烧试验提供了一定的理论指导。     

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.     

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.     

RGB分量线性变换法提取脉动燃烧火焰预混锋面

针对脉动燃烧下的甲烷预混火焰,基于图像RGB彩色模型分量线性变换,提出了一种提取火焰预混锋面轮廓线的方法．该方法首先对火焰图像分割区域的RGB分量进行分析,根据三个分量的权重和差异确定特征分量;然后,通过区域选取和计算得到分割区域的特征分量值;最后,对特征分量进行线性变换,增大反差得到新的图像,在此基础上进行迭代、填充等运算,最终实现轮廓线的提取．将该方法运用到不同工况下预混火焰轮廓线的提取中,均能获得理想的效果,并与传统的灰度提取法进行了对比．结果表明,RGB分量线性变换法简单实用、效果更好．     

层流预混火焰的数学模型及数值计算

采用复杂化学动力学反应模型,模拟研究了层流预混火焰问题,并给出实验和实际燃烧器中温度场,物质场的分布状况,分析了复杂动力学反应模型对实际燃烧状况的影响,通过此方法,可以准确地描述实验火焰数据,为优化燃烧器的设计提供理论依据。     

预混火焰阴影图像中的亮区与暗区的研究

建立了表征光线通过火焰实体的二维模型,以统计光线数量的方式描述了火焰阴影图形的特 征,借助实际的火焰阴影图论证了模型及方法的有效性．分析结果表明：在阴影图中,火焰外边界表 现为亮区,火焰内锥表现为暗区,而宽度、对比度及偏离是亮区和暗区的主要特征,亮区和暗区除了 受折射率变化的影响,还与火焰半径、火焰厚度等几何特征有关．同时,给出了亮区和暗区的三个特 征随阴影接收屏幕位置、折射率变化和火焰几何结构之间的变化关系,分析了相应的形成机理,并 结合火焰阴影图的使用,说明了该变化关系的实际意义,为合理使用阴影法进行火焰结构可视化测 量及图像的有效解读提供了参考．     

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.     

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.     

燃烧模型对多孔介质内预混燃烧的影响

采用二维非稳态数学模型研究燃烧模型多孔介质内预混燃烧影响.燃烧模型分别为单步和多步化学反应动力机理（17种组分,58个反应）,CH4/空气当量比的范围为0.55～1.0.对比分析两种燃烧模型下燃烧器中心处的温度、组分浓度分布曲线.结果表明,多步燃烧模型对燃烧器内温度、组分浓度分布有更准确的预测,并与文献结果比较,证实了二维非稳态数学模型的正确性.此外,将二维的温度场进行比较,结果表明单步化学机理的反应区域小,温度梯度大,而多步化学反应由于各反应步骤存在时间尺度的差异,反应区域大,温度梯度相对较小,与实际燃烧情况能很好的吻合.     

过贫当量比下贫预混旋流燃烧室点火燃烧特性

为确保贫预混旋流燃烧室能在过贫当量比条件下具有良好的点火性能,基于不同的点火燃料比,对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比为0.013~0.502条件下的点火燃烧特性进行了实验研究.结果表明:在点火燃料比为10%、15%和20%条件下,贫预混旋流燃烧室能够分别在当量比区间为0.063~0.251、0.042~0.377和0.050~0.502内成功点火,并通过实验结果拟合计算出最小点火当量比分别为0.063、0.039和0.011;而燃烧室在点火燃料比为5%条件下均点火失败;随着当量比的减小,由于空气流量的增加而导致燃烧室出口温升逐渐减小,燃烧室烟气排放中CH4和CO浓度增加,燃烧效率也随之降低;虽然燃烧室在高点火燃料比时能够在更贫的当量比条件下点火成功,但由于过多的空气流量而导致燃烧室燃烧效率降低和污染物排放增多.保持一定的点火燃料流量对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比条件下高效快速启动十分有利.     

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。     

时频联合分析评判火焰燃烧稳定性的实验研究

通过改变燃气量和一级空气量完成一系列燃烧工况。采用低成本的火焰检测装置采集得到各个工况火焰辐射的脉动信息,利用快速傅里叶变换算法将获得的时域信号衍生出频域上的功率谱信号。从时域信号的周期性能和频域信号中主峰频率的波动情况提取出反应火焰脉动性能的参数:火焰强度比方差和火焰闪烁频率,通过联合分析得到其随时间和燃烧状态变化的规律,实现对燃烧稳定性能的评判。     

Influence of aliphatic epoxy monomer on the blowing-out effect in the flame retardant epoxy resins

An aliphatic epoxy monomer "polypropyleneglycol-diglycidylether (PPGDGE, YF878)" is loaded in the epoxy resins (EP) to evaluate the influence of epoxy structure on the blowing-out effect, which is caused by 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) and octaphenyl silsesquioxane (OPS). The flame retarding properties of these EP composites were tested using the LOI and UL-94 procedures. The pyrolytic gases produced and the thermal stability of the EP composites with different flame retardants were detected by TGA-FTIR in air. The negative effect of YF878 was detected from the TTI, HRR, and p-HRR results after the cone calorimeter test. The char produced by the EP composites after the cone calorimeter test was investigated by FTIR. It is proposed that the aliphatic chain of the YF878 is easy to break down and produce combustible gases, so it does not easily form a crosslinked structure in the condensed phase. These results are very helpful for investigation of the conditions under which the blowing-out effect in epoxy resins can be caused by synergy of phosphorous and silicon.     

接触带土层软化对排土场边坡稳定性的影响分析

针对排土场上部渣土层和下部基岩面接触处的软化接触带对其稳定性的影响问题,采用有限元极限分析法构建了含软化接触带的排土场边坡的数值模型,系统分析了堆填角度、基岩倾角、软化接触带厚度及软化度对排土场边坡稳定性的影响规律,并通过具体的排土场边坡实例验证了该分析方法的可行性。研究结果表明,同等条件下,接触带软化和堆填角度对排土场边坡稳定性的影响很大,而基岩倾角和接触带厚度的影响相对较小;随着接触带软化度的增大,排土场边坡下、上限安全系数的绝对衰减率可达50%左右;随着接触带土层的不断软化,排土场边坡滑动面穿过软化接触带的长度逐渐变大,滑坡总体积不断增大;因软化接触带土层的存在,排土场边坡中下部土体推挤坡脚前缘及牵引后部坡体滑动,最终形成由软化接触带到坡顶的贯通滑裂面。