A Kinetic Model of Chromium in a Flame

Chromium has been identified as a carcinogenic metal.Incineration is the useful method for disposal of toxic chromium hazard waste and a chromium kinetic model in a flame is very important to study chromium oxidation.Chromium chemical kinetics over a range of temperatures of a hydrogen/air flame is proposed.Nine chromium compounds and fifty-eight reversible chemical reactions were considered The forward reaction rates are calculated based on the molecular collision approach for unknown ones and Arrhenius's Law for known ones.The backward reaction rates were calculated according to forward reaction rates, the equilibrium constants and chemical thermodynamics.It is verified by several equilibrium cases and is tested by a hydrogen/air diffusion flame.The results show that the kinetic model could be used in cases in which the chromium kinetics play an important role in a flame     

Numerical Simulation Model of Laminar Hydrogen/Air Diffusion Flame

IntroductionDiffusion flames have been widely applied inindustrial processing systems,such as large- scaleglass- melting furnaces and hazardous wasteincinerations[1] .A numerical model is veryimportant for understanding the complexinteractions between the flow and the chemicalreactions. The laminar hydrogen/air diffusionflame is chosen.Hydrogen/air flame is easier toset up under the laboratory conditions,hence thenumerical model can be verified easily by oneexperiment.Furthermore,hydrogen/air…     

火焰聚心和激波聚焦诱导爆震波

对几种不同结构形式的爆震发生器进行了数值模拟,来研究激波聚焦和火焰聚心现象、气动特性及其机理。数值计算采用多组分理想气体详细的化学反应机理、二维轴对称非定常流动Navier-Stokes方程来模拟流体动力学和化学动力学过程。数值计算发现用较低的点火能量对射流火焰燃烧器中可燃混合物点火,层流火焰在狭窄管壁作用下加速,射流火焰在轴线上汇聚过程,有利于激波的加强。强激波加速火焰,在多重激波与火焰反复作用下,激波和火焰面之间出现热点,热点迅速放大并形成压力很高的过驱爆震波,而后衰减为稳定的爆震波,不同的激波聚焦腔爆震波的形成过程不同。对数值计算的结果分析得出了起爆距离和稳定爆震距离,为进一步试验提供参考。     

化工用水中重金属离子铬（VI）的测定

研究了在pH=5.0的HAc-NaAc缓冲溶液中,微量铬（VI）催化H2O2氧化茜素红和亚甲基蓝褪色的指示反应。建立了双波长双指示剂催化动力学光度法测定微量铬（VI）的新方法。方法的线性范围为1.0-5.0μg/25 mL,检出限为2.57×10-3μg/mL。该方法操作简单,灵敏度较高,选择性良好,用于化工用水中微量铬（VI）的测定,回收率在98.5-102.5%之间,结果满意。     

一种计算热化学平衡态的新算法

介绍了一种计算热化学平衡态的新算法－元素势能法。这种方法采用最小Ｇｉｂｂｓ函数的概念,来计算处于平衡态时的物质组成、绝热火焰温度和产物的热物性,无须考虑各物质间的化学反应类型和相应的平衡常数,对于复杂的燃烧系统,特别对于以碳氢燃料组成的燃烧系统,计算量将大大减少,计算结果与传统方法的结果十分吻合与传统方法相比,这种方法更加精确和高效。     

三相床甲醇合成过程II.C302催化剂甲醇反应本征动力学

研究了 C30 2型铜基催化剂上由 CO、CO2 与 H2 合成 CH3OH的本征反应动力学。为使本征动力学模型能应用于三相床甲醇合成过程 ,实验所用原料气中 CO浓度较高 ,范围为 y CO=0 .0 8～ 0 .2 6 ,压力和温度均在合成甲醇工业操作的范围内。选用双速率的 Langmuir- Hinshelwood方程来描述系统的本征反应速率 ,该模型的计算值与实验结果相吻合。     

混合网格化学非平衡绕流通量分裂格式及并行算法

讨论了非结构混合网格上的二阶VanLeer逆风矢通量分裂格式,并将其应用于三维高超声速化学非平衡粘性流场的并行计算.高超声速绕流的复杂性要求对N-S方程求解的数值模拟方法应具有较高的计算精度及效率.我们针对混合网格上的有限体积格心格式,引入辅助点方法建立了具有空间二阶精度的VanLeer逆风矢通量分裂格式,提高了数值格式的模拟精度,并采用分布式并行化计算技术用以提高计算效率.粘性通量的计算采用中心格式,化学非平衡动力学模型为7组元空气反应模型,采用考虑了化学反应特征时间的当地时间步长显式Runge-Kutta时间推进格式.对三维双椭球外形的高超声速粘性流场进行了并行计算,获得满意的结果.     

铬矿在CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3渣系溶解的动力学模型

为了更好地揭示转炉内铬矿熔融还原机理,测定了一定形状的天然铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中的溶解速率,运用宏观动力学原理建立了用于描述铬矿溶解过程的动力学模型.结果表明:在本实验条件下,铬矿在CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系中溶解过程由其表面溶解反应控制,反应温度对铬矿溶解反应速率常数的影响显著,计算得到的溶解活化能为524.52 kJ/mol;随着反应温度的升高,铬矿在渣中的溶解速率增大.     

淀粉水热还原铬酸钠过程动力学研究

为避免传统氧化铬工艺所产生的含铬副产物对环境的污染,本文提出了用淀粉水热还原铬酸钠生产氧化铬的新工艺。在对水热还原过程的反应规律及反应机理进行分析的基础上,对淀粉水热还原铬酸钠过程的动力学进行了研究,调查了影响六价铬还原转化率的因素。结果表明,反应温度、反应物浓度和反应时间是主要因素。选择等温、恒容、不可逆反应动力学模型来描述其反应过程,其动力学方程为：r=-d［Cr(Ⅵ)］/dt=1.367×10¹³e^{-100.566×1000/RT}［Cr(Ⅵ)］［St］,即指前因子、表观活化能和总反应级数分别为1.367×10¹³L/(mol·h)、100.566kJ/mol和二级或拟二级。该反应属化学反应控制,对Cr（Ⅵ）和淀粉均表现为一级或拟一级。     

CO2/N2稀释对H2/CH4层流火焰传播特性的影响

利用本生灯-纹影系统实验研究含有CO₂，N₂的掺氢天然气层流预混火焰传播速度，并应用GRI-3.0机理模拟计算不同组分预混燃气绝热火焰温度、敏感性系数及重要自由基浓度等，详细讨论CO₂，N₂的稀释效应.研究表明，GRI-3.0机理能较好地预测掺氢天然气层流预混火焰传播速度；CO₂，N₂稀释组分会显著抑制掺氢天然气层流预混火焰速度及其绝热火焰温度；与N₂相比，CO₂不仅具有较强的热力学效应，且随着CO₂稀释比的增加，火焰中重要自由基H浓度显著减少，抑制氧化反应H+O₂O+OH对燃烧的主导促进效应，使预混燃料的层流火焰传播速度显著降低.     

二甲醚均质压燃燃烧化学反应动力学机理数值模拟

应用单区燃烧模型对二甲醚(DME)均质压燃燃烧(HCCI)的化学反应动力学过程进行了数值模拟研究.通过分析在内燃机压燃燃烧边界条件下DME燃料氧化反应过程中的关键基元反应速度、关键中间产物以及自由基的浓度随曲轴转角的变化,得到了DME燃料燃烧氧化的反应途径.结果表明,DME燃料均质压燃燃烧具有明显的两阶段放热特性,即低温反应放热和高温反应放热;燃料脱氢产物的两次加氧反应是低温反应发生的关键;脱氢产物的第一次加氧反应转向脱氢产物的裂解反应是高温反应的主要途径.DME低温反应阶段的主要氧化产物包括甲醛(CH2O)和甲酸(HOCHO).     

60 km 高空大气等离子体中离子密度随时间演化的数值模拟

利用建立的大气化学零维模型,模拟了60 km高空的大气化学反应,研究了带电粒子在化学反应中的动力学规律,计算得出电子在60 km高空的寿命为1.107 8×10-5 s,给出了电子密度及其他带电粒子密度随时间的演化图,并与地面附近的数值模拟进行了比较.所得结果对探讨大气物理化学反应的机制具有重要意义,为等离子体隐身及再入技术的研究和环境污染的监测提供了有用的参考.     

高温下掺氢天然气层流预混火焰传播特性

利用本生灯-纹影系统及CHEMKIN-PRO对高温下掺氢天然气层流预混火焰传播速度进行实验及数值模拟研究,并从热力学及化学动力学效应方面讨论了初始温度对掺氢天然气层流预混火焰传播特性的影响.结果表明:GRI-3.0机理能较准确地预测293~500K条件下的掺氢天然气层流预混火焰传播速度;在相同初始温度下,混合物层流预混火焰传播速度在高掺氢比时增幅更显著;在相同当量比下,混合物层流预混火焰传播速度及绝热火焰温度随初始温度的升高呈近线性增加;高温下,H自由基浓度的增大进一步增强了H+O₂=O+OH对整体燃烧反应的促进作用,使混合物层流预混火焰传播速度显著加快.     

二乙基次膦酸铝的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究二乙基次膦酸铝阻燃剂在氮气气氛中的热分解动力学;利用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对其进行热分解动力学研究,计算出该阻燃剂的平均热分解表观活化能分别为260.2和259.4 kJ/mol;利用atava-estk法研究该阻燃剂的热分解机理属于相边界反应,得到其热分解动力学方程为g(α)=1-(1-α)1/3。     

三元复合驱化学反应平衡模型及其应用

针对三元复合驱过程中化学反应的特点及我国油田地层的实际情况 ,通过合理简化 ,在分清主要反应和次要反应的基础上 ,提出了新的化学反应平衡物理模型和数学模型 ,并运用新模型进行了实验室岩心驱替的数值模拟。与国外化学驱软件UTCHEM的计算结果对比 ,该模型的计算速度及稳定性有所提高 ,并有一致或相似的规律。针对我国油田地层水中镁离子含量少的特点 ,利用新模型讨论了地层水中镁离子对化学反应平衡及驱油效果的影响 ,分析了碱耗的原因 ,提出在实际油田数值模拟过程中 ,当镁离子浓度比钙离子浓度低一个或一个以上数量级时 ,可以不考虑镁离子的相关反应 ,这样既能提高运算速度又能保证计算精度。     

二甲基醚发动机工作过程的数值模拟研究

以二甲基醚着火反应机理和热力学燃烧模型为基础,建立了二甲基醚着火数据库及发动机工作过程的数学模型,藉此进行了发动机的循环模拟计算．计算结果与验证实验结果对比表明,Wiebe模型、Watson模型和Whitehouse-Way模型均可应用于二甲基醚发动机工作过程的模拟计算．应用化学反应动力学模型对DME发动机着火过程模拟计算结果所建立的着火数据库表明,滞燃期是缸内温度、压力和燃空当量比的函数,在一定的燃空当量比范围内,着火滞燃期随燃空当量比增大而变小．而采取将着火数据库与Watson燃烧子模型相耦合的模拟计算能够与实验结果相吻合。     

乙酰丙酸加氢生成γ-戊内酯的反应动力学

以Pd/C为催化剂(Pd质量分数为5%),在消除内、外扩散影响条件下,研究了乙酰丙酸非均相催化加氢制备γ-戊内酯反应动力学。考察了反应温度(100~160℃)和氢气压力(1.0~3.0 MPa)对反应速率的影响,以及氢气在乙酰丙酸液体中的溶解度(温度80~160℃、氢气压力0~5.25 MPa)。结果表明:乙酰丙酸非均相催化加氢反应对乙酰丙酸浓度的反应级数为零级,对氢气压力的反应级数为一级,反应活化能为33.0 kJ/mol;提出了加氢反应可能的机理,并简化氢解离吸附Langmuir等温吸附式,获得了与实验结果一致的加氢反应动力学模型表达式。     

计算机模拟对峙化学反应动力学过程

对峙反应动力学过程，其实质是一个求解一阶常微分方程的过程。文章采用Visual Basic6．0语言，用四阶龙格一库塔法求解。开发了其化学反应动力学过程的软件，其功能是根据设定的参数计算出反应过程中各反应物质浓度随时间的变化情况，可以直观地看到该反应动力学曲线，并可输出计算结果和图形。     

不同气氛下氟醚橡胶热分解动力学的对比研究

利用热失重分析方法(TGA),研究了氟醚橡胶生胶在空气和氮气中的热分解规律,并探讨了五种升温速率下的热分解动力学.应用Flynn-Wall-Ozawa法计算获得了其热解过程的动力学参数,并利用Popescu法推断得到了热解过程的反应机理函数.研究结果表明:氟醚橡胶生胶只呈现出一个主要的热失重峰;升温速率越大,热分解温度越高;氮气中更稳定且氧气对其热分解有一定的促进作用;空气中的热分解活化能平均值为172.5kJ/mol,氮气中的为260.9kJ/mol;两种气氛下,热解过程均不能由单一的机理函数来描述;空气中,340℃~370℃阶段机理符合相边界反应,球形对称,370℃~380℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,380℃~400℃阶段符合Zhuralev(Zh)方程;氮气中,400℃~430℃阶段机理函数符合Ginstling-Brounshtein(G-B)方程,430℃~460℃阶段机理符合相边界反应,球形对称.     

α-吡啶甲酸铬配合物与EHPG作用的光谱研究

由α-吡啶甲酸和 Cr Cl3· 6 H2 O合成了α-吡啶甲酸铬配合物 (Cr(C6 H4 NO2 ) 3· 1/ 2 H2 O) ,用红外光谱、紫外 -可见吸收光谱、荧光光谱、元素分析表征了配合物结构 .在 p H7.4、0 .1mol/ L Hepes条件下 ,以 EHPG为转铁蛋白模拟物 ,观察了铬 ( )由α-吡啶甲酸铬配合物向 Cr- EHPG配合物的转化动力学行为