基于辐射光谱的对冲扩散火焰碳烟温度和体积分数的测量实验研究

对冲扩散火焰是研究碳烟生成特性的理想平台，温度是碳烟生成的重要影响因素，碳烟体积分数是衡量碳烟生成率的重要指标，因此对冲火焰中碳烟温度和体积分数的准确测量对于开发减少碳烟排放策略至关重要。文章基于碳烟多光谱辐射(soot spectral emission, SSE)方法同步测量对冲火焰中的碳烟温度和体积分数。考虑到对冲火焰空间尺度小，需要较高测量空间分辨率和位置精度的特点，开发一种用于对冲火焰精准测量定位的方法，有效地提高实验测量的位置精度；同时建立一套基于热电偶的光谱响应函数原位标定系统；最后使用SSE方法对常压环境不同工况下乙烯对冲扩散火焰的碳烟温度和体积分数进行测量。测量结果验证了对冲火焰碳烟温度场和浓度场的准一维性质；通过与消光法实验数据和采用详细化学反应机理的数值计算结果的对比，验证了SSE方法测量对冲火焰中碳烟温度及体积分数分布的可行性。     

基于二维激光诱导炽光法的棉籽油扩散火焰碳烟生成特性

搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流扩散火焰碳烟生成的影响.结果表明:随掺混比的增加,最大碳烟体积分数以及碳烟总量呈现降低趋势.在轴心方向上随火焰高度的增加,碳烟体积分数逐渐增加,在中部达到最大值,随火焰高度的进一步增加,碳烟体积分数开始降低.径向上的碳烟浓度峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向火焰中心移动,且峰值先增加后降低.      

重力场作用下三种不同燃料液滴在垂直电场中的燃烧特性

该文选取丙醇、癸烷、柴油为实验液滴燃料,通过利用高速摄像机对液滴燃烧时火焰和粒径的实时测量,以及激光诱导白炽光(LII)对碳烟体积分数的测量方法,研究了重力场作用下液滴在垂直电场中的燃烧特性。研究结果表明:三种燃料火焰高度均随极板间电压的增加而增加,火焰宽度随极板间电压的增加而减小;丙醇燃烧基本不生成碳烟,癸烷及柴油火焰中碳烟体积分数随极板间电压增加而减少;燃烧速率常数随极板间电压的增加而增加,其中丙醇、癸烷、柴油燃烧速率常数最大增加值分别为9%、20%、30%。分析研究表明:电场对火焰的拉伸有助于抑制碳烟的生成和促进碳烟的氧化,降低了火焰中的碳烟生成量,削弱了碳烟对外的辐射换热,从而促进了燃料的燃烧。     

正十二烷喷雾火焰中碳烟的瞬态生成特性

针对压燃式发动机中碳烟演化过程难以被实验准确捕捉的问题,研究了高温高压环境中正十二烷喷雾燃烧焰中碳烟瞬态生成特性及动力学行为,在实验方面,应用消光辐射联合技术以及燃烧成像测速技术,同步获得高温高压环境中单孔喷油器正十二烷喷雾燃烧火焰中的碳烟体积分数、碳烟温度和碳烟速度场的瞬态分布;数值计算方面,基于OpenFOAM环境,发展欧拉喷雾模型和非稳态火焰面进度变量湍流燃烧模型的耦合模型,喷雾燃烧过程的数值计算结果与实验数据有高度的一致性。研究结果表明：相比于参考工况,低喷油压力工况火焰浮起长度更短,碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间更长,推动了碳烟的生成,碳烟峰值质量增加了80%;高温环境工况碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间没有明显差异,但更短的火焰浮起长度使得燃料在更高的当量比开始燃烧,导致其碳烟峰值质量增加了88%;富氧工况的燃烧温度最高,碳烟粒子运动速度增大,使得碳烟在当量比Φ>2区间驻留时间明显减少,同时火焰内部当量比较小,因而碳烟峰值质量减少了42%。     

纳米金/硫堇/科琴黑修饰玻碳电极同时检测抗坏血酸和尿酸

笔者制备了纳米金（AuNPs）/硫堇（Thi）/科琴黑（KB）修饰玻碳电极,研究了抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）在该修饰电极上的电化学行为,并用于AA和UA的定量分析检测.结果表明,该修饰电极可以有效地催化AA和UA电化学氧化,两者氧化峰电位差达300 mV.在优化的实验条件下,AA氧化峰电流与浓度在5×10^-3～1×10^-5 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.995,检出限为1.30×10^-6 mol·L^-1;UA氧化峰电流与浓度在1×10^-3～2×10^-6 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.993,检出限为6.32×10^-7 mol·L^-1.该传感器具有线性范围宽、灵敏度高、抗干扰性强和同时检测等优点.     

共沉法制备锰锌软磁铁氧体微粉钙镁脱除实验

研究了在碳酸盐共沉淀法制备锰锌软磁铁氧体前躯体净化过程中NH4F对钙镁杂质深度脱除的影响.实验结果表明,NH4F用量、反应时间和温度、pH值对钙镁的深度脱除都有显著影响.在反应温度为90 ℃,加入的NH4F溶液质量浓度为370.4 g·L^-1、体积分数为2.4×10^-2,pH值控制为3.5,反应时间为1 h的条件下,净化后液中的钙镁质量浓度分别为0.003,0.019 g·L^-1,共沉粉中的钙镁质量分数分别为7.5×10^-5和5．6×10^-5,均小于10^-4,达到制备高档锰锌软磁铁氧体产品的要求.     

正硅酸锂表面氢同位素交换反应的密度泛函研究

以TLi₃SiO₄为产氚正硅酸锂,利用Gaussian03程序,在6-311++G（d,p）基组水平,采用B3LYP方法研究了H₂与TLi₃SiO₄的氢同位素交换行为.结果表明,H₂与TLi₃SiO₄的氧发生作用形成吸附复合物,吸附复合物内形成四员环过渡态,从而实现同位素交换,交换反应活化能为239.8001 kJ/mol.同位素交换反应热力学研究表明,573.15K～1273.15 K温度范围内,H₂（g）+TLi₃SiO₄（s）→HT（g）+TLi₃SiO₄（s）反应的函变与与温度T的关系为:△H^θ=6.555-0.002T+3×10^-8T²、△S^θ=6.409-0.005T+1×10^-6T²、△G^θ=5.508-0.005T+1×10^-6T²,p（HT）/p（H₂）与温度T的关系为:p（HT）/p（H₂）=-0.141+0.001T-5×10^-7T²,温度提升有利于氚的释放,但在300℃即有大量氚释放.     

一种频率与温度无关的片内RC振荡器设计

文章基于SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺，设计了一种频率与温度无关的片内电流模RC振荡器，该振荡器采用1.8 V电源供电，输出频率为100 MHz,振荡器主要由温度补偿电流源、开关电容充放电回路、反相器比较延时单元以及时钟输出单元组成。通过Cadence Spectre仿真验证表明：在-40～125℃范围内，TT工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为100.06～100.16 MHz,频率随温度变化为0.10%,用温度系数表示为6.06×10^-6℃^-1;SS工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为99.90～100.23 MHz,频率随温度变化为0.33%,用温度系数表示为20.00×10^-6℃^-1;FF工艺角条件下，振荡器的输出频率范围为99.96～100.07 MHz,频率随温度变化为0.11%,用温度系数表示为6.67×10^-6℃^-1。     

La0.8K0.2MnO3催化去除NOx和碳烟反应的研究

利用程序升温反应技术(TPR)详细考察了在La0.8K0.2MnO3催化作用下,反应气体流量、反应气中碳烟质量分数和氧体积分数变化对NOx和碳烟氧化还原反应的影响.研究结果表明,反应气体流量越低、碳烟质量分数越高,越有利于反应进行.当流量由100 mL/min减小至40 mL/min时,碳烟的起燃温度和最大燃烧温度会降低大约50℃,NOx转化为N2的最大效率则从9.7%升至19.1%;碳烟质量分数的改变对碳烟的燃烧温度基本没有影响,但NOx转化为N2的效率随着碳烟质量分数的增加而显著增加,碳烟质量分数由3%增至18%时,NOx转化为N2的最大效率从8.4%升至27.3%;氧体积分数改变对催化反应有两方面影响,氧体积分数增加能促进碳烟的燃烧,但对NOx还原有一定程度的抑制作用,当氧体积分数由2%变为5%时,碳烟的起燃温度和最大燃烧温度分别从330℃和405℃降低了30℃,NOx转化为N2的最大效率从14.5%降至11.2%.     

矾山碱性杂岩体中发现碳酸岩

矾山杂岩体是中心型碱性超基性岩——碱性岩侵入体。它由三期侵入岩组成,在三期岩石形成之后有碳酸岩和正长岩脉形成。碳酸岩主要岩石类型包括：黑云母方解石碳酸岩、正长石—黑云母方解石碳酸岩、黄铁矿—方解石碳酸岩等。碳酸岩锶的含量为3364×10^-6～19263×10^-6, 钡的含量为323×10-6～378×10^-6。碳酸岩的稀土元素∑REE为323×10^-6～551×10^-6, 其δEu值0.99～1.1,(La/Yb)_N为291.9～759.4。碳酸岩的δ¹⁸O值是+8.6×10^-3～+10.2×10^-3, δ¹³C为-4.9×10^-3。根据上述事实认为碳酸岩的物质源自岩浆。     

紫外分光光度法测定热敏纸中的双酚S

为了检测热敏纸中的双酚S(BPS),提出了一种基于三乙胺(TEA)碱解BPS,并用紫外分光光度法进行检测的方法.研究了三乙胺的体积分数、反应时间、反应温度对体系吸光度(A)的影响,优化了样品提取条件:提取溶剂、提取时间、提取温度、料液比.结果表明,经碱解后双酚S体系的最大吸收波长由257 nm红移至294 nm,相应的A增大,测定BPS的线性为5.00×10^-5~3.00×10^-2 g/L,线性相关系数为0.995 1,检测限为5.00×10^-5 g/L.这种方法简单快捷,结果稳定准确,适用于热敏纸中BPS的测定.     

基于电化学活化的传感器构建及其电化学性能

为实现玻碳电极在电化学传感器领域的高灵敏度检测利用, 在pH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中, 用恒电位法对玻碳电极进行电化学活化,考察pH值、富集电位及富集时间对Pb²⁺检测效果的影响, 并研究最佳实验条件下的活化电极对Pb²⁺的检测性能. 实验结果表明：该活化电极对Pb²⁺的电化学检测响应电流具有增强效果,并具有检测时间短、灵敏度高的特点;检测线性范围为1×10^-10~ 5×10^-6 mol/L,最低检出限和定量限分别为3×10^-11 mol/L和1.0×10^-10 mol/L. 该活化电极在自来水Pb²⁺的测定中具有较高回收率, 可用于实际水质检测.     

石蜡相变混凝土的制备及热工性能研究

为了研究添加石蜡相变微胶囊对混凝土热工性能的影响,在混凝土中采用相变温度为28℃的石蜡相变微胶囊等体积替换砂,制备石蜡相变混凝土,并对其进行导热系数、比热容性能试验.试验结果表明：掺有石蜡相变微胶囊的混凝土导热系数低于普通硅酸盐混凝土.当石蜡相变微胶囊掺量(体积分数)为10%时,导热系数为6.11 k J·m^-1·h^-1·℃^-1,是普通混凝土导热系数的89.1%.当石蜡相变微胶囊相变材料温度为14℃(低于相变温度)时,其加入对混凝土比热容影响不大;当石蜡相变微胶囊相变材料温度为32℃(高于相变温度),且其掺量(体积分数)为10%时,石蜡相变混凝土比热容为1.42 k J·kg^-1·℃^-1,比普通混凝土的提高了18.3%.     

不同海拔条件下柴油燃烧火焰温度和碳烟特性研究

为了研究海拔条件对柴油机冷起动阶段柴油燃烧过程的影响,在定容燃烧弹台架上模拟了平原和海拔2000 m工况下柴油机缸内的热力学状态,利用双色法获取了不同工况下柴油火焰温度和表征碳烟浓度的KL因子分布. 结果表明,随着海拔由0 m增加至2000 m,环境温度、压力同时降低产生了耦合作用,导致柴油滞燃期由2.0 ms增大至3.13 ms.海拔升高后,柴油燃烧过程中平均火焰温度降低,局部高温区域消失,KL因子总量减少. 海拔条件变化影响了碳烟特性和火焰温度的关系. 随着海拔升高,火焰温度降低,导致碳烟氧化主导阶段碳烟氧化速率降低,局部火焰温度对局部碳烟浓度的影响减小.      

管道内瓦斯爆炸火焰传播压力与温度特性

为了研究瓦斯爆炸的压力与温度特性,利用矩形管道装置对不同体积分数的瓦斯进行爆炸实验。采用压力传感器和微细热电偶测量爆炸过程中压力与温度的变化,并结合高速摄像仪采集火焰传播图像。研究结果表明:该管道内最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率以及火焰温度峰值都随瓦斯体积分数的增加呈先增加后减小的趋势,到达最大爆炸压力的时间随瓦斯体积分数的增加呈先减小后增大的趋势。该管道上部燃烧比下部燃烧剧烈,下部火焰温度峰值与瓦斯体积分数呈4次函数表达式。在瓦斯爆炸火焰传播过程中,火焰峰面会发生变化,当瓦斯体积分数越接近10%时,越易形成"Tulip"火焰峰面;当瓦斯体积分数为10%时,火焰最明亮,最大爆炸压力和火焰温度峰值都取得最大值,分别为0.74 MPa和1 704.26℃。     

滇西兰坪金顶超大型铅锌矿床围岩微量元素地球化学特征及其意义

滇西兰坪盆地是三江成矿带的重要组成部分,金顶铅锌矿是区内重要的超大型矿床。为了查明金顶超大型铅锌矿床的成矿物质来源,对金顶矿区围岩样品进行微量元素地球化学分析。结果显示,稀土总量接近大陆上地壳的平均稀土元素总量值,轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,呈明显的右倾型,具有显著的Eu负异常。微量元素特征显示Cu的平均含量为24.4×10^-6,未发生明显富集迁移。Pb、Zn平均含量随矿体距离远近变化较大(Pb含量为2.9×10^-6～24.7×10^-6,平均含量为13.1×10^-6;Zn含量为8.8×10^-6～236.0×10^-6,平均含量为76.6×10^-6),与矿体距离呈现出明显的相关性,距离矿体越近,含量越高。稀土元素特征及微量元素相关关系分析表明,矿区围岩古近纪云龙组地层不是提供成矿物质的矿源层。矿区石膏锶、硫同位素地球化学性质显示金顶矿区的石膏为晚三叠世三合洞组蒸发沉积型,且在适当的成矿温度条件下(150～300℃),石膏会发生...     

熔盐电解二氧化硅制备低硼磷铝硅合金

分别采用高纯石墨和Fe-Ni合金为阳极,在960℃的冰晶石熔盐中电解SiO₂制备低硼磷铝硅合金,研究电流密度和SiO₂添加量对电流效率、阴极产物成分和B,P杂质含量的影响规律,并利用XRD和SEM表征阴极产物的物相组成和微观形貌.结果表明,以石墨为阳极时,当电流密度从0.5A/cm²增大到0.9A/cm²时,阴极产物中w［Si］从0.75%增大到15.17%,电流效率从2.58%增大到38.06%;B和P的最低质量分数分别为3×10^-6和7×10^-6.以Fe-Ni合金为阳极时,当SiO₂添加量从2%增大到6%时,阴极产物中w［Si］从3.19%增大到19.86%,电流效率从12.43%增大到70.48%;B和P的最低质量分数分别为6×10^-6和11×10^-6;阴极产物的物相组成为铝、硅和铝硅合金.     

菲分子作为成核和沉积组分的碳烟生长研究

将菲分子(A3)作为成核和沉积组分,重建了碳烟成核和表面沉积模型,结合详细的化学反应机理,模拟了低压乙炔/氧气/氩气层流预混火焰,获得火焰中主要气相组分摩尔分数和碳烟颗粒体积分数、粒径等相关信息.通过将模拟值与实验值对比分析,结果表明:采用改进的碳烟模型可以较为准确地预测主要气相组分的摩尔分数,该模型对碳烟颗粒的数密度、体积分数和表面积的计算更为准确,验证了模型改进的有效性.     

茜素红S修饰活性炭碳糊电极对铜离子的测定

将吸附修饰剂茜素红S（Sodium Alizarinsulfonate）的活性炭粉掺入碳糊中制成修饰碳糊电极, 以应用于铜离子的阳极溶出法测定, 响应电流与铜离子的浓度在 1×10^-8～3×10^-3 mol/L范围内呈良好的分段线性关系, 最低检出限为5.6×10^-9 mol/L. 多数离子不干扰. 我们改进了传统修饰碳糊电极的做法, 不仅保留了其原有的传统优点, 而且活性炭的加入使电流有所提高, 电极修饰剂稳定.     

卧式反应釜中的偏氟乙烯(VDF)分散聚合动力学

以分散聚合中的低聚物机理以及自由基聚合相关理论为基础得到了偏氟乙烯分散聚合的动力学模型,进而在卧式反应釜中研究了反应温度50℃下偏氟乙烯分散聚合过程中引发剂质量浓度（P₁）、单体质量浓度（p_M）、乳化剂质量浓度（P_S）对反应速率（R_P）和单位体积乳胶粒数（N_P）的影响,其中N_P=1.01×10¹⁹P_S^1.92Ps_1.0^0.10P_M.0^3.11以及R_P=1.76×10^-8Φ^1/3PS^0.36P_I^0.60P_M^3.83。根据VDF分散聚合模型可进一步对R_P关系式进行分解,并与模型式对比后可以发现R_P与N_P呈0.1 9级关系,接近于模型中的1/6级。此外,由模型式中的K。0定义以及相关参数值可以得到在该反应条件下单体在水相和反应区的分配系数（α）为1.50×10^-1。