利用分子理论估算二甲醚的热物理特性参数

为了对二甲醚喷雾及燃烧过程进行数值模拟，根据分子理论对二甲醚的气化潜热、表面张力、导热系数和扩散系数等热物理参数与温度的关系式进行了估算，并对其误差也进行了估算，同时，把其他已知的二甲醚热物理特性参数，包括表面蒸气压和粘性系数等进行了归纳，估算获得了相当好的准确性，误差大约在5％～10%之间，完全可以满足二甲醚喷雾和燃烧过程数值模拟的要求，分子理论还为其他未知燃料热物理特性的获取提供了一种新的途径。     

基于多孔介质燃烧的火烧油层模拟实验

通过原油黏度测量实验和热重实验,确定了原油黏度特性和氧化反应动力学参数.在此基础上,搭建了多孔介质稠油燃烧实验系统,实现了原油在多孔介质模拟油层内的稳定燃烧,并分析燃烧过程温度变化规律.结果表明:随温度升高,原油黏度明显降低;原油氧化过程分为轻质蒸发、低温氧化反应、燃料沉积和燃烧4个阶段;预热到1 000K以后,原油在多孔介质内发生点火燃烧,最高温度可达1 210K,燃烧区温度稳定在750K左右,持续大约4h,燃烧在低供气量下无法向前推进;为保证火烧油层的燃烧波能持续传播,热源位置与空气入口应尽量布置在油层底部.     

准东煤旋风燃烧的数值模拟

为掌握准东煤在液态排渣旋风炉中的燃烧特性,对准东煤旋风燃烧过程进行了数值模拟。通过建立传热传质模型求解熔渣层的热物性参数,并作为边界条件代入燃烧CFD模拟中构建联合迭代算法。结果表明,迭代收敛后火焰温度与热电偶测量值基本吻合,误差小于4%。大于10μm的飞灰颗粒与熔渣层碰撞并被黏附,颗粒沉积可简化为一次碰撞。熔渣层厚度沿筒长方向呈非均匀分布,最大厚度约为2 mm,可近似为牛顿流体的流动边界层。排渣口处熔渣温度大于黏度25 Pa·s对应的温度,能够实现稳定液态排渣。立式旋风炉捕渣率大于0.6,捕渣率分布主要受配风方式的影响。     

不同组分对航空煤油物性替代模型的影响

该文旨在建立航空煤油RP-3的热物性替代模型,为换热计算与实验奠定基础。首先,通过对比已有研究中的8种航空煤油替代模型,分析各模型对比热的计算结果的影响,选择了具有代表性的直链烷烃、环烷烃和苯类物质3类组分进行分析。其次,研究各类组分对热物性参数的影响,结果表明组分的影响主要表现在拟临界点温度处对应物性值的预测上。最后,基于理论分析比较提出了4组分物性替代模型,经实验验证,在不同压力下的比热容、密度、黏度3个物性计算结果与实验值符合良好。     

助燃剂对木垛火燃烧特性影响研究

采用木垛火作为火源,比较添加与未添加助燃剂两种情况下其燃烧特性,研究助燃剂对可燃物燃烧 特性的影响。实验在符合ISO９７０５标准的ISO ROOM装置中进行,测量包括热释放速率、质量损失速率、房间内 温度场、烟气中组分的质量分数等多个物性参数。同时对该过程进行了计算机数值模拟,其结果与实验结果符 合较好。     

喷孔直径对戊醇/柴油混合燃料喷雾特性的影响

为了寻找清洁高效的柴油代用燃料,有效解决目前出现的能源危机和环境恶化的问题,在高压可视化定容弹试验台上利用高速摄影技术来研究柴油/戊醇混合燃料的宏观喷雾特性,分析了喷孔直径和燃料物性的改变对喷雾宏观参数的影响。结果表明,随着添加戊醇体积比的增加,混合燃料的粘度降低,喷雾贯穿距离减小,而喷雾平均锥角、喷雾相对面积和喷雾体积均有不同程度的增加,说明添加一定比例的戊醇能改善燃料的雾化特性;喷孔直径从0.10 mm增大至0.18 mm,混合燃料的喷雾锥角和贯穿距离的平均增幅分别为24.7%和28.0%,喷雾相对面积、喷雾体积均有大幅度增加。     

荷电喷雾两相湍流流场的数值计算

荷电喷雾可以有效地改善雾化质量和喷雾流场特性，因此被广泛地应用于静电喷涂、除尘、药物喷洒和液体燃料的雾化燃烧等领域．荷电喷雾湍流射流流场的数值模拟对于荷电喷雾装置的设计及确定射流喷雾的各特性参数具有重要意义、采用颗粒拟流体方法，用κ-ε-κp荷电两相湍流模型对荷电喷雾气液两相湍流流场进行了数值模拟．经与实验结果对比，该模型可以较好地模拟荷电气液两相湍流射流流场，可用于荷电喷洒机具和荷电喷雾燃烧器的设计。     

基于可视化系统的直喷天然气发动机喷射及燃烧特性研究

天然气作为一种最有前途的代用燃料在汽车发动机上的应用日益广泛。为提高天然气发动机的燃烧效率,采用缸内直喷技术;并通过位于喷嘴附近的火花塞点燃分层混合气,使天然气发动机在中低负荷下实现稀薄燃烧。对于直喷天然气发动机,研究喷雾贯穿距、喷雾锥角、循环波动和燃烧速度等喷射及燃烧特性具有重要意义。首先设计开发了用于观察天然气喷射及燃烧的可视化系统,拍摄不同实验条件下天然气喷射及燃烧过程。利用实验数据,分析了直喷天然气发动机的喷射及燃烧特性。     

通风环境中建筑物外窗壁面火灾痕迹的数值模拟研究

火灾现场的承受客体受到火场作用后,外观及内部结构发生变化,形成一些特殊痕迹,表现为颜色和烧损破坏程度的区别。这些特殊变化痕迹与火灾温度、燃烧持续时间、起火部位存在着对应变化的规律和联系。数值模拟与实验相比具有成本低、可行性高、灵活性高等特点,同时能够比较方便的确定不同燃料、释热率、通风条件、火灾位置等因素对火灾进程的影响。运用数值模拟技术,确定影响建筑物壁面痕迹形成的热物性参数,通过模拟通风条件下建筑火灾外窗建筑物壁面痕迹形态,测算痕迹形成条件和规律,为火灾事故调查提供定量判据。     

EDC模型在三维燃烧流场数值模拟的应用

采用涡耗散概念(EDC)模型,对等离子发生器内三维湍流燃烧流场进行数值模拟.燃料采用甲烷.在数值模拟时,湍流模型采用RNG模型,欧姆热电弧用等效热弧代替.数值模拟结果得出了在空气过量系数α<1情况下的流场特性参数和产物分布.通过对数值模拟结果的分析,实现了EDC模型对多步化学反应的模拟和对活性物质的预测,并为优化设计等离子发生器结构,更好地组织燃烧流场提供了依据.