咪唑类离子液体对煤热物性参数影响的实验研究

离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,从而可以抑制煤热量传递。为了考察咪唑类离子液体([EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]、[BMIM][NO3]和[BMIM][I])对煤热物性参数的影响,使用离子液体对不粘煤进行预处理,通过激光闪射装置LFA 457测定在30~300℃范围内煤样的热物性参数,研究离子液体对煤热物性参数的影响,并分析离子液体预处理煤对温度的敏感性。结果表明:随着温度的升高,煤样的热扩散系数逐渐减小,比热容和导热系数逐渐增大,且温度越高,煤样的热物性参数的变化趋势越弱。在相同温度下,离子液体预处理煤的热扩散系数、比热容及导热系数均低于原煤样。在([BMIM]+)相同的情况下,[BF4]-对煤的热扩散系数抑制效果明显;在([BF4]-)相同情况下,[BMIM]+对热扩散系数的抑制效果明显。从敏感性分析可知,煤样的比热容对温度的敏感性最高,导热系数对温度的敏感性最低。此外,在相同温度下,[BMIM][I]处理煤的比热容和导热系数相对较低。实验结果为离子液体抑制煤自燃以及煤火的传热提供理论依据。     

煤粉浓度与风量的热探头测量方法研究

开发了长弦为10 mm、短弦为5 mm的椭圆型热探头,用于煤粉浓度与风量的测量.将热探头放入煤粉-空气输送管中,热探头1的长弦平行于来流,热探头2的短弦平行于来流.研究发现:热探头1对煤粉浓度反应迟钝;热探头2对煤粉浓度反应比较敏感.分析了气固两相流中的弛豫效应,提出了热探头1和热探头2在气固两相流中的换热准则关系式.将热探头1和热探头2的换热准则关系式相耦合,可用于测量煤粉浓度和风量,测量结果的相对偏差分别在20%和10%以内.     

全氧煤粉低氧浓度燃烧动力学参数的热重实验

利用热重分析仪研究了四种煤粉在低氧惰性气氛(即O2/CO2)下的着火特性、燃尽特性.实验在O2体积分数为7.5%~20%,升温速率20℃·min-1条件下进行.通过对Arrhenius和Coats Redfern方程进行最小二乘法的二元一次线性回归,求得煤粉在不同低氧浓度下的动力学参数.结果表明:随着O2体积分数降低,着火温度基本不变,燃尽温度增大;活化能、指前因子和反应级数都随着O2体积分数降低而不同程度地减小;活化能和指前因子之间存在补偿效应,计算可得等动力学温度和反应速率常数;当O2体积分数小于12.5%,随O2体积分数减小,煤粉的反应速率常数随反应温度增大而增大的趋势越来越平缓.     

热氧改性对活性炭物性影响的量化分析

通过硝酸进行预处理,在不同氧气体积分数、温度、时间时对活性炭进行热氧改性,采用比表面积和孔径分析仪、SEM-EDX法对活性炭物性进行测试。采用BBD回应曲面法进行多元回归分析,建立改性条件与活性炭比表面积、微孔孔容、表面含氧量等参数关系的数学模型,探讨不同改性条件对活性炭物性的影响规律,对改性参数进行优化分析。研究结果表明:改性时间是活性炭比表面积和微孔孔容的最大影响因素,氧气体积分数是表面含氧量的最大影响因素。在制备良好的功能活性炭材料时,可以通过以下2种方式来实现:一是在氧气体积分数极低的环境中,适当提高改性温度与增加改性时间;二是增加改性气氛中的氧气体积分数,降低改性温度,同时缩短改性时间。     

生物热物性全参数辨识技术及其切片实验研究

提出了一套可用于同时确定生物在体组织中随空间变化的导热率K、血液灌注率W_b和代谢热产率q_m以及导温系数α的新方法,从而克服了传统生物热物性测试技术中只能测量常物性的K、W_b和α而q_m难以利用Pennes方程测出的不足,为同时考察活体组织非均匀热参数的空间分布规律找到了一条可行途径,这是一种具有普遍意义性的方法.文中给出了一个针对大鼠头部组织的物性辨识算例,并采用切片实验考察了该方法的实际应用问题,发现采用表面力,热的办法测取材料热物性时,所得结果的精度受热渗透深度限制,并继而提出了采用空间加热措施以提高物性测试精度的设想.     

不同预氧化温度下煤样热物性参数的实验研究

为了研究在不同预氧化温度下煤样热物性参数的变化规律,选取长焰煤进行热物性实验。首先通过程序升温氧化法对煤样进行预氧化处理,分别氧化升温至80,110,140,170,200℃.然后使用激光导热仪LFA 457装置测定在30~300℃温度范围内的煤样热物性参数,研究预氧化处理后煤样的热物性参数随温度的变化趋势,并分析预氧化处理后的煤样对温度的敏感性。结果表明:在30~300℃范围内,随着温度的升高,煤样的热扩散系数呈现出逐渐降低的趋势,而煤样的导热系数和比热容呈现出逐渐升高的趋势,并且温度越高,煤样的热扩散系数的降低趋势以及比热容和导热系数的增大趋势越来越平稳。在相同温度下,预氧化处理煤样的热物性参数均高于原煤样。从敏感性分析可知,比热容对温度最敏感,而导热系数的敏感性最低,且当温度超过120℃时,煤样的预氧化温度越高,其热物性参数对温度的敏感性越低。实验结果对于了解煤层自燃和火灾蔓延过程中的传热具有指导意义,为煤自燃的防治提供理论依据和技术指导。     

直流燃烧器参数对氧煤燃烧特性的影响

以Φ200 mm×2 m的火焰炉为对象,借助软件FLUENT研究了在O_2/CO_2气氛下燃烧器射流动量比和射流间距的改变对炉内流场特性和燃烧特性的影响.结果表明:当射流动量比由28增至66时,烟气内循环率峰值呈现先增大后减小的趋势,混合区烟气内循环率的整体水平是在射流动量比为48时最大;随着射流间距的增大,Oxz轴面回流区向下游偏移,且氧气质量分数高于10%的区域逐渐缩小,燃烧峰值有所降低,当射流间距增至75mm时,Oxz轴面回流区的范围明显缩小,反应区氧气体积分数回升,使得燃烧峰值升高.同轴射流方式下的燃烧峰值最高,约2 200K,仅当射流间距为60mm工况下的炉膛燃烧最大温升小于煤粉的着火温度(790 K),即可实现氧煤MILD(moderate or intensive low oxygen dilution,温和)燃烧.     

变氧浓度条件下崔家寨矿煤自燃特性的实验研究

针对崔家寨矿1#和6#煤层存在严重的自然发火隐患,试验研究了煤样的低温自燃特性.首先试验研究了自燃过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律;通过设定不同氧气浓度研究了自燃产物与初始氧气浓度的关系.结果表明温度是影响自燃的重要因素,温度越高,自燃越剧烈;自燃氧化产物随初始氧气浓度增加而增多,在13%～17%浓度达到峰值,之后开始下降.通过煤自然发火标志气体产生规律研究及其临界值确定,为现场制定自燃防治方法提供了依据.     

混合石蜡的热物性实验

对低熔点石蜡（十六烷、十八烷）与高熔点石蜡（54#石蜡、62#石蜡）混合物的传热性能进行了实验研究,用以替代价格较高的十八烷,用于立式集热板太阳能热气流电站的蓄热系统中.采用差示扫描量热仪（DSC）对不同质量分数的混合石蜡的相变潜热及相变温度进行了测量,结果表明：随着低熔点石蜡的加入,混合石蜡的相变温度在不断减小,相变潜热介于低熔点石蜡与高熔点石蜡之间;且混合后的石蜡具有良好的循环稳定性.采用热针法对不同质量分数的混合石蜡固态体系、液态体系的导热系数进行了测量,结果表明：混合之后石蜡的导热系数与低熔点石蜡相差不大,石蜡在固态时的导热系数要大于在液态时的导热系数.综合比较可知,混合石蜡可以满足储能需求,并能降低成本.     

基于遗传算法的热物性参数辨识

为了提高热物性参数辨识的准确度,将遗传算法(genetic algorithm)应用于热物性参数辨识,提出了完整的数学模型.数值模拟结果表明,此法具有相当的精确度,不但没有造成噪声放大,而且还对噪声进行了过滤,使得输出噪声比输入噪声小了许多,成功克服了反问题中误差累积放大的弱点.本算法应用的唯一前提是相应的正问题可解.该算法很容易应用到其它热物性参数辨识和其它类型的反问题中.     

热物性实验中工质纯化方法及杂质影响研究

工质纯度是影响高精度流体热物性实验可靠性的重要因素之一。该文以丙烷族氢氟烃类工质1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa)为例,研究了工质成分分析和纯化方法,采用液氮除气及移除富含杂质相态工质的实验操作,有效降低实验工质内各类不凝性及可凝性杂质的含量。采用气相色谱仪定量分析了纯化过程中杂质的变化规律,通过气相色谱-质谱联用系统确定了主要杂质的种类,应用理想溶液模型计算了杂质对工质热物理性质的影响。开展了丙烷及HFC-236fa的饱和蒸气压实验。结果表明,经纯化后不同来源实验工质的饱和蒸气压实验结果具有较高的一致性。     

不同氧浓度和温度下侏罗纪煤氧化动力学参数规律

为了研究不同氧浓度和温度下侏罗纪煤的氧化动力学参数,在不同供氧条件下的基础上,通过程序升温氧化实验装置,应用化学反应动力学原理,计算出我国典型侏罗纪煤样的耗氧速率及氧化反应动力学参数。结果表明,各煤样的表观活化能随温度及供氧浓度变化而变化。当供氧浓度一定时,各煤样氧化反应的表观活化能在30～60℃和大于70℃2个温度段内各不相同并呈分段性,前者大于后者。若供氧浓度变化时,当供氧浓度大于10%时,各煤样氧化反应的表观活化能都比较小,且随着供氧浓度的改变其变化较小;供氧浓度在5%～10%时,各煤样氧化反应的表观活化能随供氧浓度的降低呈明显增加趋势,说明低氧条件下,煤的氧化过程发生了变化,从而进一步抑制了煤的氧化反应。     

煤的耗氧速度及其影响因素恒温实验研究

耗氧速度是评价煤自燃性的重要指标。一般认为相同温度下煤的耗氧速度和氧浓度成正比 ,但据此计算的耗氧速度与实际偏差可能很大。在不同温度和氧浓度水平下对煤进行等温氧化实验 ,推导出据等温实验测算煤氧化反应的级数和反应速度常数的公式 ,从而能确定相同温度下氧浓度与耗氧速度间的函数关系 ,该关系式能更准确地反映煤氧复合过程的耗氧规律。等温实验研究表明 ,煤氧化反应的平均级数通常不为 1 ,反应级数和速度常数都是温度的函数     

煤的耗氧速度及其影响因素恒温实验研究

耗氧速度是评价煤自燃性的重要指标，一般认为相同温度下煤的耗氧速度和氧浓度成正比，但据此计算的耗氧速度与实际偏差有很大，在不同温度和氧浓度水平下对煤进行等温氧化实验，推导出据等温实验测算煤氧化反应的级数和反应速度常数的公式，从而能确定相同温度下氧浓度与耗氧速度间的函数关系，该关系式能更准确地反映煤氧复合过程的耗氧规律。等温实验研究表明，煤氧化反应的平均级数通常不为1，反应级数和速度常数都是温度的函数。     

环氧树脂热氧老化实验研究

为了评估干式变压器的寿命 ,必须研究环氧树脂的老化机理。介绍了环氧树脂样品的热氧老化加速寿命试验的原理和方法。文中试品采用 60 mm× 1 5mm× 6mm的长方体。用热质量损失作为描述老化特性的性能指标。通过加速寿命实验研究 ,求得在设定温度为 1 70℃及 1 55℃条件下 ,样品热质量损失与暴露时间的关系曲线 ,及求得质量损失达到 3.4%时 ,老化时间分别为 360 0 h和 2 80 0 0 h,温度指数为 1 60℃。并发现 ,在同一暴露时间 ,热质量损失服从正态分布。     

生物组织热物性参数测试技术

简要介绍了生物组织热物性参数测试技术中具有阶段性突破的几种测试方法,并对其进行评述, 在此基础上对生物组织热物性参数测试技术的发展方向作了简要的论述     

成型温度与水分蒸发对地埋管回填材料热物性参数的影响

地源热泵系统的地埋管回填材料在钻孔内成型过程中会受温度的影响,并且成型后可能伴随水分蒸发的现象,这将影响回填材料的热物性参数。在不同石墨替代水泥率条件下,通过试验研究成型温度与水分蒸发对回填材料热物性参数的影响。结果表明,成型温度的升高有利于地源热泵回填材料表面完整性的改善和密度的增加。在相同石墨替代水泥率条件下,随着成型温度的升高,成型后与干燥后的回填材料的热物性参数(导热系数、比热容、热扩散系数)均随之增加。在石墨替代水泥率为10%、13%、16%、19%、22%的前提下,以成型温度5℃为基准,当成型温度为30℃时,成型后和干燥后的回填材料导热系数最大分别上升了14.58%和37.49%,比热容最大分别上升了2.52%和3.34%,热扩散系数最大分别上升了11.79%和36.23%。干燥减小了回填材料物性参数,并且成型后与干燥后的回填材料热物性参数的差值随着成型温度的升高而减小。     

煤的粒度与耗氧速度关系的实验研究

通过对不同粒度煤的升温氧化实验,测定分析不同粒度煤样在不同温度时的耗氧速度,探讨了粒度对煤氧化自燃性的影响关系,并根据实验结果,拟合出东滩煤粒度与自燃性的函数关系式,从而对煤低温自燃过程有更深入的了解