微型热光电系统中分层多孔介质燃烧特性

采用多孔介质燃烧技术的微型燃烧器能明显改善燃烧过程,影响多孔介质燃烧的因素主要体现在孔隙率的变化上。通过试验分析了微型燃烧器内多孔介质燃烧的燃烧状态,探讨了分层多孔介质对微型燃烧器外壁面温度的影响,为微型燃烧器内部填充变孔隙率的多孔介质的应用提供了试验支持。     

往复式多孔介质超绝热燃烧中辐射传热有限体积法

对多孔介质中的往复式超绝热燃烧（简称为RSCP）进行了二维数值模拟，采用辐射传递的有限体积法求解了固相能量方程中的辐射源项．研究了预混气体流速、当量比和换向半周期等主要操作参数对RSCP系统中的温度分布、放热率、辐射热流量和辐射效率的影响，结果表明，有限体积法可以实现光学厚介质的非表面辐射流场与燃烧反应的耦合计算；RSCP燃烧器内部温度场呈典型的梯形，辐射热流近似正弦分布；在相同操作条件下，与常规多孔介质预混燃烧相比，RSCP燃烧器有更好的热结构和更高的辐射效率。     

双层多孔介质燃烧器表面辐射特性的实验和数值研究

对双层多孔介质燃烧器表面辐射特性进行了实验和数值研究.实验通过改变当量比、预混气质量流量等条件,研究了影响多孔介质燃烧器辐射输出效率的因素;数值模拟采用一维模型和较为详细的化学反应机理,分析了燃烧器内温度分布及辐射通量.实验测得的表面辐射效率在22%左右,同时结果表明,实现贫燃料低流速燃烧可以有效提高表面辐射效率,缩短稳定燃烧区多孔介质也可提高对外辐射效率.     

多孔介质内部流动模型及其数学模拟

从多孔介质微元体运动分析出发，建立了动床多孔介质内部流动连续和运动方程，给出了多孔介质内部流动模型，对多孔介质内部溶质大分子中流体运动进行了三维数学模拟，数值模拟结果与Brinkman方程的解析解基本吻合。     

时空分数阶多孔介质类型方程的对称分析

文中对时空分数阶多孔介质方程、带有非线性对流项的时空分数阶多孔介质方程和时空分数阶双多孔介质方程进行了对称分析,得到了3类多孔介质方程对应的Lie对称群,基于上述结果,进行了相应的对称约化,从而得到这些方程的群不变解。     

金属纤维燃烧器及其头部阻力特性分析

介绍了金属纤维燃烧器燃烧用多孔介质的种类和组成成分、金属纤维燃烧器的基本构造和性能特点．分析了金属纤维燃烧器头部阻力特性，导出了头部折算阻力系数和能量损失系数的计算公式，为燃烧器的设计和应用提供了理论依据．     

内置多孔介质Swiss-roll燃烧器的启动和贫燃特性

在常规尺度Swiss-roll燃烧器的中心区填充多孔介质,并对其进行实验研究.通过监测燃烧器的温度和燃烧产物的变化,分析了燃烧器在不同条件下的点火启动过程特性,并得到了燃烧器的贫燃极限.结果表明:相比于在入口处点火,在中心区点火启动时达到充分燃烧的时间更短,多孔介质的温度分布更均匀;多孔介质材料性质和预混气流量对启动特性影响很大;在中心区温度为950～1200K时,可处理1.3%的天然气/空气预混气.说明该燃烧器能显著拓展燃料的贫燃极限,对低热值气体具有良好的适用性.     

多孔介质催化燃烧特性的数值分析

采用Deutschman甲烷/空气/铂氧化表面反应机理,气相反应采用GRI3.0机理,基于体积平均的双温度模型,对Pt催化的甲烷/空气在多孔介质燃烧器内的预混燃烧进行一维数值模拟,并与惰性多孔介质内预混燃烧结果进行比较.数值研究结果表明,有催化时,多孔介质内火焰面前移,且随着进口质量流率增大,火焰面前移更明显.催化使得多孔介质内温度分布更均匀,反应区内的最高温度亦低于惰性多孔介质过滤燃烧的最高值.催化剂的引入还可缩小燃烧器尺寸,有效降低污染物的排放.     

多孔介质内预混气体燃烧稳定操作范围的研究

为优化多孔介质燃烧器设计,考察了多孔介质的物性参数对稳定燃烧速度极限的影响.建立了甲烷/空气预混气体在多孔介质内燃烧的二维数学模型,在FLUENT软件中加入自定义编程,用求解瞬态控制方程的方法对多孔介质内的稳定燃烧进行计算,考察了当量比、多孔介质的辐射衰减系数及导热系数对速度极限的影响.结果表明,当量比从0.55增加到0.9时,速度的最小和最大极限值有明显增加,稳定燃烧的最大与最小速度极限差从0.12增加到0.72;与参考算例相比,当下游区域导热系数增加5倍而上游导热系数保持不变时,稳定燃烧最大与最小速度极限差增加到0.47;上游多孔介质的辐射衰减系数增加而下游辐射衰减系数保持不变,可以达到相对最大的稳定操作范围.     

多孔介质应力关系方程

Ｔｅｒｚａｇｈｉ方程（σ＝σＧ＋Ｐ）是描述多孔介质应力关系的经典方程,由于方程同时定义了二个不可测量,因而是不实用的;方程没有引入反映多孔介质特性的最重要参数（φ）,因而是不妥当的;鉴于方程存在的问题,本文对其进行了深入的研究,重新建立了多孔介质应力之间的关系方程：σ＝φＰ＋（１－φ）σＧ;由于φ的引入,新方程更全面、更合理地反映了多孔介质固有的力学特性．     

喷气式飞机燃烧室的荷电特性

为获得空中目标的静电特性,分析了影响飞机静电场的主要因素,包括喷气式飞机燃烧室内的自由电子、正离子或负离子以及碳黑粒子.通过建立燃烧室内的荷电数学模型,采用仿真的方法对燃烧室的荷电特性进行了分析,得出了碳黑粒子是影响燃烧室荷电特性的关键因素,碳黑粒子的粒径及其荷电量对燃烧室荷电量和极性均有一定影响的结论.为进一步研究飞机机身荷电提供了基础.     

燃烧热测定实验方法的改进

该文分析了燃烧热测定实验常见的失败原因,并针对其中的主要原因,提出了4点改进方法,即改变燃烧丝在片状药品中的状态和位置,改变药片在氧弹内坩埚中的状态,改变氧弹内氧气的压力值和改变点火电流控制转钮的操作方式。同时探讨了改进的机理,实践证明,这些改进措施是行之有效的。     

含新型装饰材料的室内轰燃时间研究

根据火灾动力学理论,建立了含壁面材料相关参数的轰燃前室内火灾温度的预测模型;选择铝塑复合板、PVC装饰板、PE保温装饰板和矿棉吸声板等常用新型装饰材料作为壁面材料,在小规模室内火灾实验箱内研究了轰燃现象;结合理论分析和实验研究结果,得到了轰燃时间的预测公式,并探讨了壁面材料特性对轰燃时间的影响。     

以煤为燃料的热工设备中黑烟产生的原因及预防

分析了硅酸盐行业中以煤为燃料的热工设备产生黑烟的原因；一是由于煤的燃烧方式（既煤在直燃过程中煤中的挥发的受高温炽热作用在贫氧条件下裂解而致）造成的，二是燃烧室的结构特点（固定床式的炉算所决定）造成的。针对分析的结果，对煤的燃烧方式和燃烧室进行了相应的改进，实验结果表明，这种改进不仅消除了黑烟，改善了劳动条件及工作环境，而且还可以稳定燃烧室的热工制度，加快窑内升温速度，并可节约15％左右的燃料。     

空气预热器技术应用于乙烯裂解炉的计算流体力学模拟

为了深入了解裂解炉内的辐射及燃烧情况,并分析空气预热器的效果和影响,采用计算流体力学软件Fluent对KBR型乙烯裂解炉炉膛辐射段的流动、燃烧反应及辐射传热进行了三维模拟。在得到炉膛中温度场、主要组分质量分数分布等情况的基础上,对裂解炉安装空气预热器、预热进入炉膛底部燃烧器的空气的情况进行了研究。分析得出投用空气预热器的节能效果及对炉膛运行的影响。模拟结果与工业实际符合较好,为空气预热器的应用提供了理论上的参考。     

双辐射室裂解炉不同横跨段结构实验及数值模拟

双辐射室裂解炉采用两个辐射室共用一个对流段的结构，在一侧辐射室正常生产而另一侧进行烧焦操作时，对流室烟气的偏流和回流会引起对流炉管的受热不均，局部对流炉管传热能力下降。通过冷模实验和数值模拟分析了双辐射室裂解炉原水平横跨段结构、倾斜横跨段结构和桥墙结构对对流室底部烟气流动的影响。结果表明，倾斜横跨段结构和对流室底部增设桥墙结构对对流室烟气的偏流和回流具有明显的改善作用，烟气在对流室的偏流率由原来的50.08%分别降为24.39%和2.44%，烧焦一侧对流室的温度也有较大程度地降低。     

流体饱和多孔介质中的声强

根据Biot多孔介质声学理论中的应力-应变关系、能量关系、声波方程,采用与在均匀固体介质中平行的方法,推导了流体饱和多孔介质中的声强表达式,进一步完善了多孔介质声学理论。运用该公式导出了多孔介质界面声学边界条件,并可作为研究多孔介质中声波能量的一个基本方程。     

含油轴承非牛顿流体动力润滑理论的推导

选用幂指式流变模型τ=mγ     

固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性

采用数值计算的方法,通过求解描述低速流体流动的Stokes方程以及简化的颗粒运动方程,初步得到颗粒在逾渗多孔介质中的运动轨迹,并在此基础上,求得颗粒与多孔介质内表面的碰撞概率,进而研究颗粒的被吸附特性.数值结果表明均匀多孔介质和分形多孔介质对颗粒的吸附存在本质差异.颗粒流出概率(实际中常表示为出口悬浮液中的颗粒浓度)与多孔床深度间的指数关系仅对均匀多孔介质成立,而对分形多孔介质并不成立.     

双相组分孔隙介质波场数值模拟

孔隙介质理论的研究以往常用试验分析方法,本文详细介绍了双相组分孔隙介质理论,基于宏观上等效的一系列体积分数加权平均组分分量方程,得到双相组分孔隙介质整体弹性矩阵与所有组分弹性矩阵之间的体积分数及耦合系数加权关系,得出各弹性参数的表达式;结合弹性波动力学中的Cauchy、Navier和本构三个方程,得到弹性波在等效后的组分孔隙介质中传播满足的波动方程,应用交错网格有限差分法求解该波动方程;采用不同孔隙度双相组分孔隙介质模型波场数值模拟,精确得到了混合波场;总结了双相组分型弹性孔隙流体介质中地震波传播的特点和规律。