逆向阴燃问题一维定态解的数学性质

利用数学分析的方法研究了非绝热逆向阴燃波的一维定常解的数学性质,并对富燃情况下逆向阴燃的定常解进行数值模拟。理论推导与数值模拟的结果表明:温度、固体质量浓度和氧气质量浓度在x趋于正无穷时趋于定常数,且温度在无穷远处的极限为环境温度θ0,而固体质量浓度和氧气质量浓度在无穷远处的极限的乘积为零。     

逆向阴燃传播的积分模型

建立了一维逆向受迫条件下的阴燃传播和向有焰火转化的模型．在逆向受迫对流每件下，忽略残碳和氧气的反应，材料阴燃的化学反应采用两步反应模型，使用积分方法求解各个移动区域的质量和能量守恒方程，推导出阴燃传播速度、温度以及氧气浓度分布．结果表明逆向阴燃是氧控制反应，阴燃速度与氧气量供应成正比，氧气在阴燃反应区被完全消耗，阴燃难以转化为有焰火．模型预测的结果与实验数据的比较具有较好的一致性．     

纤维质燃料水平填充床反向阴燃传播特性研究

基于两步反应动力学机理(包括燃料热解和燃料的氧化),建立了二维非稳态燃料填充床阴燃的数学模型.该模型既考虑了固相和气相之间的热传递,也考虑到了气体在多孔介质内扩散系数的变化.辐射换热采用扩散近似方式予以表达.数值模拟结果表明:阴燃传播速度随着来流速度的增大而增大,但当来流速度超过0.35 cm/s时,阴燃速度增长幅度大大减小;来流速度对阴燃最高温度影响不大.同时还模拟了燃料阴燃过程中气体组分(O2、CO、CO2及H2O)和固体成分(燃料、焦炭)的变化以及温度分布情况.图8,表2,参12.     

电厂天然气锅炉富氧燃烧数值模拟

对传统燃烧方式下和应用富氧燃烧技术(O2/CO2燃烧技术)时电厂天然气锅炉内的燃烧特性进行数值模拟研究.结果表明随着氧气浓度的增大,整个炉膛的高温区分布趋于集中,烟气温度增加,火焰分布更为集中,充满度也越来越差.当氧气浓度为25%时,炉膛内的温度分布和烟气辐射特性与传统燃烧方式下最接近.当氧气浓度由21%上升到40%时,炉膛内烟气温度得到较大幅度的提高,燃烧器所在截面温度上升300 K以上,火焰充满度变差.     

一类高阶J对称常微分方程解的渐近性质

本文讨论了一类高阶J对称常微分方程解的渐近性质,证明其属于L~2的解连同其各阶导数都在无穷远处很快地趋于零,而不属于L~2的解在无穷远处则比任何多项式都发散得快.     

蓄热式有机废气焚烧炉的数值模拟和应用

借助CFX软件对蓄热式有机废气焚烧炉的稳态流场和化学反应进行了数值模拟,描绘出此类蓄热式焚烧装置的流动情形,定量揭示出焚烧温度、有机物质量浓度和氧气质量分数等因素影响蓄热式有机废气焚烧炉有机物破坏去除率的程度.模拟结果显示焚烧温度是影响有机物破坏去除率的根本因素,有机废气入炉温度和有机物质量浓度通过影响焚烧温度间接影响破坏去除率,氧气质量分数高于0.03时对有机物破坏去除率影响极小.以模拟结果作为参考依据,对蓄热式有机废气焚烧炉进行设计优化,在应用中取得预期效果.     

稳定阴燃过程烟气流动的纹影分析

阴燃中烟气流动和氧气扩散是影响传播速度和温度场的关键,目前少有报道。本研究搭建了单镜离轴纹影系统,对不同直径(3、4、5 mm)和不同种类(生物质、炭)棒状燃料的阴燃烟气流动进行了纹影观察和图像记录分析。结果表明：与视觉下模糊的生物质阴燃烟气图像及不可见的炭棒阴燃烟气图像相比,两者的纹影图像较为清晰;纹影图像显示,在稳定阴燃过程棒状燃料周围的烟气流动为层流;相比于生物质棒,炭棒烟气流动的纹影图像更加明显,这可能是由于其CO₂浓度更高的原因;生物质棒阴燃最大烟气直径约为其直径的2倍,炭棒最大烟气直径约为其直径的3倍。     

求解开腔体时谐散射问题的数值算法

针对一类开腔体时谐散射问题提出一种有效的数值算法. 该算法先对计算区域进行简单剖分, 再利用Fourier Bessel函数和平面波函数去近似解的局部性态, 并利用散射场的多极展开式逼近解在无穷远处的性态; 然后借助最小二乘算法迫使数值解在子区域内边界处近似满足连续性条件. 数值模拟验证了算法的有效性.     

迷宫流道灌水器CFD两相流数值模拟中固体颗粒参数的确定

以迷宫流道灌水器内固体颗粒为研究对象，应用CFD数值模拟方法，研究两相流中固体颗粒直径、密度和浓度对数值模拟结果的影响．研究结果表明，迷宫流道人口固体颗粒直径、密度和浓度与流道中最大颗粒浓度呈正相关关系；固体颗粒直径对最大颗粒浓度的影响最大，其次是固体颗粒密度、浓度；固体颗粒直径对流道内最大颗粒浓度有显著影响；固体颗粒...     

高浓度有机污染土壤自燃修复技术的影响因素

自燃修复(self-sustaining treatment for active remediation,STAR)技术是一种新近发展起来的并对修复非水相液体(NAPLs)污染包气带具有较好应用前景的修复方法。该技术与固体物质的阴燃类似,是没有火焰的缓慢燃烧。有机污染物附着在土壤含水层介质固体表面,依靠异相氧化燃烧,产生的热量可以维持污染物的持续燃烧,不需要热量的持续输入。为了探讨高浓度有机污染土壤STAR修复技术的影响因素,缩短煤焦油加热时间,减少二次污染的产生。通过一维模拟柱分别开展了污染物浓度、空气流速、含水率对煤焦油维持阴燃的影响。研究表明:当污染物浓度在80 000～110 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油可以维持阴燃;当浓度低于80 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油不能维持阴燃;随着煤焦油浓度的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均峰值温度越来越大,平均燃烧传播速度越来越小;空气流速在2～10 cm·s~(-1)范围内时煤焦油均可维持阴燃,且随着空气流速的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均燃烧传播速度与空气流速间近似呈线性增长关系;含水率的增大对煤焦油维持阴燃没有影响,且随着含水率的增大峰值温度出现所需时间越来越长,平均峰值温度和平均燃烧传播速度均有所降低。与污染物浓度和空气流速相比,含水率对加热时间的影响最大。因此,在含水率变化的情况下,应重点关注煤焦油副产物苯、甲苯、二甲苯、萘等有毒有害气体的产生。     

改性赤泥负载氧化钴催化剂活化过一硫酸盐降解罗丹明B

赤泥是制铝工业排放的强碱性固体废弃物,利用改性赤泥制备类芬顿催化剂可以实现赤泥资源化利用。以酸化改性赤泥为载体,采用浸渍法制备了负载氧化钴催化剂。以罗丹明B为目标物,研究了酸化改性赤泥负载氧化钴催化剂活化过一硫酸盐（peroxymonosulfate,PMS）处理罗丹明B的性能,考察了催化剂用量、PMS浓度、罗丹明B初始浓度以及反应温度的影响。结果表明,在催化剂用量为0.05 g/L、PMS浓度为0.1 mmol/L、溶液初始pH为4.8、反应温度为65 ℃、罗丹明B质量浓度为10 mg/L、反应时间为50 min的条件下,罗丹明B的去除率达到95.9%。淬灭实验结果表明,反应体系中同时存在SO₄^-· 、·OH和单线态氧¹O₂,其中¹O₂的氧化反应起主导作用。4次循环实验后罗丹明B的去除率仍能维持在80.0%以上。     

碳酸盐在铝土矿溶出过程中的脱除行为

采用XRD,XRF,SEM-EDS和PSD等检测手段,系统研究了不同石灰添加量、溶出温度、晶种添加量和碳酸盐质量浓度下一水硬铝石型铝土矿高压溶出过程中铝酸钠溶液中碳酸盐含量的变化规律及其脱除机理.结果表明:铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度为25g·L^-1时,氧化铝溶出和碳酸盐脱除的最佳条件为:石灰添加量为11%,溶出温度为270℃,此时氧化铝的溶出率和碳酸盐的脱除率分别为72.47%和68.95%.具有板条状结构的霞石(Na₆(Al₆Si₆O₂₄)·Na₂CO₃·2H₂O)为脱除碳酸盐时的主要产物.铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度在25g·L^-1以下时碳酸盐更易脱除.     

TiO2-GO复合材料对苯酚废水的吸附行为

采用一锅超声回流法制备一种新型的二氧化钛-氧化石墨烯（TiO₂-GO）复合材料， 通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和 Raman光谱对其结构进行表征, 并研究溶液的pH值、 吸附温度、 吸附时间、 溶液的初始质量浓度对该材料作为吸附剂对苯酚废水去除效果的影响. 实验结果表明： 400 mg/L的苯酚溶液， 室温下， pH=5时，该材料对苯酚的吸附量为80 mg/g；吸附过程符合Langmuir模型，动力学实验数据符合准二级动力学曲线； TiO₂-GO可在30 min内有效净化苯酚废水，具有一定的应用前景.     

由钾长石焙烧渣的酸化溶液制备高纯Al(OH)_3

以钾长石焙烧渣的酸化溶液为原料,Na_2CO_3溶液为沉淀剂制备高纯Al(OH)_3.实验考察了溶液终点pH值、反应温度、陈化时间、Na_2CO_3质量浓度对沉铝率的影响,得到优化工艺条件.采用化学成分分析,XRD,SEM,FTIR对Al(OH)_3粉体进行表征.结果表明:在反应温度50℃的条件下,加入质量浓度为300 g/L的Na_2CO_3溶液调节Al_2(SO_4)_3溶液,使其终点pH值至4.8,控制陈化时间40 min,沉铝率可达99%.得到的Al(OH)_3粉体为非晶态结构,颗粒均匀,表面粗糙,有团聚现象.     

高铟闪锌矿在氧压酸浸中铟浸出动力学的研究

铟是一种重要的多用途战略金属,具有较高的工业应用价值,但无独立可供开采的矿床,常伴生于铅锌等硫化矿中.因此,本文在传统电加热条件下进行了高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出动力学实验的研究.结果表明:采用“有固态产物层的液-固相浸出反应动力学模型”对铟浸出动力学进行了研究,可知其浸出速率受到界面化学反应控制,其表观活化能为69.735kJ/mol,以及高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出率随粒度减小、初始酸度增大、氧分压增大、浸出温度增大而增大.     

熔体形核与二维稳态温度起伏数学模型

用数学方法证明了二维稳态温度起伏数学模型的Fourier级数形式解是收敛的,该温度起伏的数学模型的解是惟一的而且是稳定的.这个模型的温度解呈现出指数振荡衰减,验证了熔液对流促使温度产生大的起伏,导致大量晶核形成这-熔体形核机制的正确性.     

钴镁固溶体催化剂在混合导体透氧膜反应器中的应用

考察了CoO/MgO 固溶体催化剂在BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3−σ(BCFNO)透氧膜反应器内, 对焦炉煤气(coke oven gas, COG)中甲烷部分氧化重整(partial oxidation of methane, POM)的催化性能. 首先, 研究了CoO/MgO固溶体催化剂合成的工艺条件; 然后, 考察了焦炉煤气流量和空气流量对重整性能的影响, 并对比分析了NiO/MgO固溶体、CoO/MgO 固溶体催化剂和0.5%RuCoO/MgO 催化剂的重整性能. 实验结果表明, NiO/MgO 固溶体催化剂的重整性能优于CoO/MgO 固溶体催化剂. 但经Ru贵金属修饰后, CoO/MgO 固溶体催化剂的催化活性得到了很大提高.     

乙二胺合钴-尿素络合法脱除NO的实验研究

在半连续的鼓泡反应器中,对乙二胺合钴-尿素络合法脱除烟气中的NO进行实验研究.结果表明,向尿素溶液中添加乙二胺合钴可以增大溶液中NO2的氧化度和NO的溶解度,使吸收液的脱硝率有较大的提高;增大氧气浓度、Co(en)3+3浓度、NO进口浓度,脱硝率也随之增加;增大尿素浓度,脱硝率增加的幅度较小;增大烟气流量不利于NO的吸收;当p H值为10.4,温度在60~70℃之间时,吸收液可以保持较高的脱硝率.     

瞬态热冲击下热电材料梁的温度场及热应力分析

基于热电材料特性,通过热电平衡方程和本构方程,得出热电材料梁瞬态模型的控制方程.采用分离变量法结合模型的初始条件和边界条件求出热电材料梁的非线性瞬态温度场,根据热应力理论分析求出瞬态热应力场,利用数学软件MATLAB给出了热电材料梁的呈抛物线分布的瞬态温度场和瞬态热应力场的特性曲线,研究了热冲击载荷下的热电材料梁在热电耦合环境中的热应力分析.讨论了不同时刻温度场和应力场随厚度的变化,以及对比p型和n型Bi₂Te₃热电材料梁热应力特性曲线.结果表明:瞬态温度场受其瞬态项的影响随厚度增加有增有减;瞬态温度场和瞬态热应力场随时间的增加最终趋于稳态不再随时间变化;趋于稳态后的Bi₂Te₃热电材料梁的热应力最值大于瞬态下的热应力最值;p型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力总是大于n型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力.     

氧化钙-氧化锆陶瓷中过剩氧浓度的确定

本文采用吸收-解吸氧的方法测定了CaO-ZrO_2在氧压10~(-8)～1.0大气压范围内的过剩氧浓度,实验研究了影响过剩氧浓度的各种因素:氧压,温度,掺杂氧化物及杂质。结果表明,具有变价的过渡金属氧化物是该材料过剩氧浓度的决定因素。关于电子正孔扑捉模型的假设从实验上得到了证实。在本文条件下电子正孔的扑捉中心是Fe″Z r。过剩氧浓度随温度升高而升高。氧在该陶瓷的溶解热为191 kJ/mole。利用晶体缺陷热力学平衡导出了电子正孔浓度与氧压的依赖关系,在恒温下电子正孔总浓度正比于Po_2~(1/4),理论表达式与实验测量结果一致。本文的发现对于改进固体电解质的响应时间具有重要意义。