基于精细碳黑模型的柴油机燃烧模拟

为更好地预测及分析柴油机污染物碳黑的产生特性,需要开发具有广泛应用价值的碳黑模型。该文以正庚烷作为燃料模拟物质,基于正庚烷氧化的气相反应机理,及描述固相碳黑颗粒形成物理、化学过程的详细动力学模型,对直喷式内燃机工作过程中的化学反应流进行了数值模拟计算。计算得到了柴油机燃烧室内多环芳烃质量、碳黑质量、体积分数随转角的变化曲线。在一定燃烧室壁面温度条件下,得到典型的多环芳烃质量、碳黑质量、碳黑体积分数均与测试水平相符,碳黑质量随转角变化曲线也与测试结果吻合较好。     

高温下正十二烷喷雾及燃烧数值模拟研究

耦合RANS湍流模型、KH-RT破碎模型及SAGE燃烧模型,运用CFD数值模拟平台,对正十二烷在高温定容状态下的喷雾及燃烧现象进行研究。首先进行喷雾模型的标定与验证,确定了适合模拟的最小网格尺寸,然后分析若干边界条件对于正十二烷喷雾着火的影响规律。结果表明,环境压力对正十二烷喷雾尖端平均推进速率的影响程度不大;随着环境温度的升高,正十二烷喷雾的气相贯穿距不断增大,液相贯穿距呈现下降趋势,但变化并不明显;随着环境温度、环境氧浓度的升高,正十二烷喷雾滞燃期在不断地缩短,着火位置越来越靠近喷嘴。     

铁基载氧体化学链燃烧还原过程的数学模型

为了研究铁基载氧体的反应特性,基于未反应缩核模型建立了移动床内铁基载氧体颗粒还原过程的一维数学模型.模型中考虑了铁基载氧体与H2、CO的多级还原反应,气体组分体积分数模拟值与实验值的平均误差为6.9％,总还原度的平均误差为11.2％.研究表明:铁基载氧体在移动床反应器内最终还原度约为23％,主要进行的反应是第一级和第二级还原反应,第一级和第二级还原度分别为95％和40％;提高反应器内温度、选择合适的载氧体粒径及气固比有助于增加反应的深度,提高合成气及铁基载氧体的利用率,载氧体粒径建议取1 ～2mm.     

高温下高钢级套管柱设计中的强度折减系数

通过对高温条件下高钢级套管进行室内试验,得到了Q125、V140和V150套管屈服和抗拉强度值,并引入强度折减系数,回归出高温条件下相应强度折减系数计算公式.为了满足油田实际设计需要,给出了高钢级套管在150℃和200℃下的统一强度折减系数推荐值,并被中国石油天然气行业标准采纳,推广应用于高温下套管柱设计.根据试验结果及回归公式,对中国西部某深井套管柱进行了设计校核和安全评价.计算结果表明:本文试验结果和回归公式具有很好的通用性,可以满足现场工程需求;高钢级套管屈服强度和抗拉强度随温度增加而显著降低,且屈服强度降低幅度要大于抗拉强度,建议在高温井套管柱设计过程中要考虑温度对管材性能降低的影响.     

Gas-solid reduction kinetic model of MgO-fluxed pellets

The reduction process of MgO-fluxed pellets was investigated and compared with traditional acidic pellets in this paper. Based on the piston flow concept and experimental data, a kinetic model fitting for the gas-solid phase reduction of pellets in tubular reactors (blast furnace, BF) was built up, and the equations of reduction reaction rate were given for pellets. A series of reduction experiments of pellets were carried out to verify the model. As a result, the experimental data and calculated result were fitted well. Therefore, this model can well describe the gas-solid phase reduction process and calculate the reduction reaction rate of pellets. Besides, it can give a better explanation that the reduction reaction rate (reducibility) of MgO-fluxed pellets is better than that of traditional acidic pellets in BF.     

低温苯胺化学还原法合成三角形银纳米片

以硝酸银、苯胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、去离子水和无水乙醇为原料,在低温条件下采用苯胺液相化学还原法合成三角形银纳米片.考察了硝酸银与苯胺和PVP的摩尔比对试样形貌和粒径大小的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对合成的纳米银进行了分析和表征.结果表明:三角形银纳米片的平均边长和厚度分别约为750和50 nm.     

高温高压旋风分离器的性能及其应用

以工业应用成熟的PV型高效旋风分离器为基础，从改善分离器的强度入手，对PV型分离器顶部及进气口等部位的结构进行改造，提出了一种拱顶、直切入口、升气管偏心的新型旋风分离器。介绍了新型分离器与PV型的冷模对比性能试验、分离效率与压降计算及其在粉煤灰熔聚流化床气化、聚丙烯聚合反应装置中的应用。结果表明，新型分离器结构强度和分离性能优良，适合在高温、高压工况下应用。     

高温高压旋风分离器的性能及其应用

以工业应用成熟的PV型高效旋风分离器为基础,从改善分离器的强度入手,对PV型分离器顶部及进气口等部位的结构进行改造,提出了一种拱顶、直切入口、升气管偏心的新型旋风分离器.介绍了新型分离器与PV型的冷模对比性能试验、分离效率与压降计算及其在粉煤灰熔聚流化床气化、聚丙烯聚合反应装置中的应用.结果表明,新型分离器结构强度和分离性能优良,适合在高温、高压工况下应用.     

高焓条件下燃料点火延迟调节对超燃发动机燃烧性能的影响

为了研究燃料与空气化学反应活性变化对超燃冲压发动机燃烧性能的调节机制,本文以氢燃料为基础,基于阿伦尼乌斯反应动力学体系和不确定量化分析(Uncertainty Quantification,UQ)方法,构建点火延迟可调的燃料模型,通过一系列的数值计算,对比分析燃料在不同点火延迟特性下的超声速燃烧特性。计算结果表明：基于不确定量化分析方法能够合理地构建基于点火延迟时间的氢燃料特性变化模型;当前高焓来流环境下,随着燃料点火延迟的增加,燃烧效率并不简单的单调递减,以氢气的基准点火延迟为参照,燃烧效率随点火延迟的变化存在两个清晰的拐点,并以此构成三个不同的特征区域,说明燃料的点火延迟特性对燃烧性能起不同程度的调控作用,详细的流动机理有赖于进一步针对燃烧流动结构形成和演化过程的精细化研究。     

燃气炉低温催化燃烧研究

对燃气炉的低温催化燃烧进行了研究。研究表明，在自制的多孔陶瓷盘上的负载催化剂，可实现天然气的低温催化燃烧，降低了因高温直接燃烧引起的环境污染，同时使燃气炉的热效率提高约10％，可有效节约能源。     

高挥发份煤粉碳燃烧动力学检测的校正模型及应用

针对高挥发份煤粉碳燃烧实验中存在的初始阶段检测误差较大的问题，分析了测量中的误差，提出了水蒸气误差校正的数学模型，并据此对高挥发份煤粉碳燃烧动力学曲线进行了校正，校正后的结果更合理一些。在高挥发份煤碳燃烧动力学的检测上前进了一步。     

高温贫氧燃烧过程火焰辐射的数值模拟计算

将扩散燃烧模型和k-ε湍流流动模型相结合．以上海711研究所设计建造的高温贫氧燃烧炉为原型,利用CFD通用商业软件对高温贫氧燃烧过程的温度场和火焰热辐射进行计算机模拟计算,为下一步的工业性实验提供了依据．     

钒钛铁精矿内配碳球团高温快速直接还原历程

采用高温实验炉,在1 350℃,氮气保护气氛条件下对钒钛磁铁精矿内配碳球团进行了阶段还原试验,通过TG-DSC、XRD、SEM等检测方法对不同时间内配碳球团还原的组织成分、显微结构等进行研究。结果表明,钒钛铁精矿的还原历程依次为Fe2TiO4和Fe3O4、3(Fe3O4).Fe2TiO4、Fe3O4.Fe2TiO4、Fe2TiO4和FeO、Fe和FeTi2O5;在磁铁矿大量还原生成浮士体的阶段,钛铁矿与新生成的浮士体发生钛铁晶石化,最终还原转变为单质铁和含铁黑钛石。     

化学链燃烧中赤铁矿氧载体的本征反应动力学研究

本文对一种化学链燃烧所用赤铁矿氧载体进行了本征还原反应动力学研究。氧载体颗粒的比表面积及孔径分布测试显示此种氧载体的孔隙率为0.031,表明此种氧载体结构致密,孔隙结构不发达。热重反应器上进行的程序升温还原实验结果显示氧载体的还原反应分阶段进行,并确定第一还原阶段的温度测试窗口为400~650°C。在排除了氧载体颗粒内外扩散的影响后,批次流化床实验分析确定反应的本征活化能为138.55 k J/mol,指前因子为6.8×1013s-1。通过对内外扩散因素的分析,加深了对此种氧载体颗粒与CO的宏观反应特性的认识。本研究结论与前人关于缩核模型、外扩散控制以及较小的表观活化能的研究结论具有良好的相容性。     

自蔓延法制备陶瓷复合材料

自蔓延法制备陶瓷复合材料赵金龙，周文龙，季首华，徐延伟（大连理工大学铸造工程研究中心１１６０２４）关键词：陶瓷复合材料／自蔓延高温合成；三氧化二铝；碳化钛；硼二钛分类号：ＴＢ３３２自蔓延高温合成（ＳＨＳ）方法是由前苏联科学家Ｍｅｒｚｈａｎｏｖ在１９６...     

高含水期原油低温集输温度界限模型研究

随着油田进入高含水期,原油流动特性发生了较大变化,而传统的集输工艺流程能耗较高,为了降低集输能耗,急需对管道低温集输温度界限进行研究。因此,在华北油田测试区块建立了可视化试验装置,研究实际生产过程中高含水原油低温集输特性和温度界限。研究结果表明,随着集油管线温度的降低,存在3个压降变化的转折点,其中压降增加率突变点和压降峰值点所对应的特征温度可作为低温集输的温度界限,据此拟合得到了满足实际生产需求的黏壁温度回归模型。基于所得模型,针对不同工况下低温集输的温度界限进行了预测,并据此创建了低温集输可行性的图示判断工具。所得结果对高含水期油田实际生产中低温集输的可行性判断及其安全运行管理具有指导意义。     

Systematic method of applying ANN for chemical kinetics reduction in turbulent premixed combustion modeling

A novel method to apply artificial neural network (ANN) for both chemical kinetics reduction and source term evaluation is introduced and tested in direct numerical simulation (DNS) and large eddy simulation (LES) of reactive flows. To gather turbulence affected flame data for ANN training, a new computation-economical method, called 1D pseudo-velocity disturbed flame (PVDF), is developed and used to generate thermo-chemical states independent of the modeled flame. Then a back-propagation ANN is trained using scaled conjugate gradient algorithm to memorize the sample states with reduced orders. The new method is employed in DNS and LES modeling of H₂/air and C₃H₈/air premixed flames experiencing various levels of turbulence. The test result shows that compared to traditional computation with full mechanism and direct integration, this method can obtain quite large speed-ups with adequate prediction accuracy.     

新型钻基耐热合金高温流变变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上,采用等温压缩试验,研究了一种含Ti和Al的新型钴基耐热合金在850～1 150℃温度范围的压缩变形行为.实验结果表明:该合金具有良好的抗高温流变性能,在850℃及应变速率0.0021～2.1 s-1范围时其峰值流变应力可以达到360～475MPa.合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述.     

新型钴基耐热合金高温流变变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上,采用等温压缩试验,研究了一种含Ti和Al的新型钴基耐热合金在850~1150℃温度范围的压缩变形行为.实验结果表明:该合金具有良好的抗高温流变性能,在850℃及应变速率0·0021~2·1s-1范围时其峰值流变应力可以达到360~475MPa.合金的流变行为可用Zener-Hollomon参数来描述.     

玉米芯在常温下的水解动力学研究

为解决可渗透反应墙固定化硫酸盐还原菌原位治理酸性矿井水的碳源问题,以玉米芯为材料,通过模拟废水条件下单因素实验,分析温度、质量浓度、pH值、时间等参数对玉米芯水解液中还原糖含量的影响.根据玉米芯水解实验数据建立了玉米芯水解动力学模型,产糖率CG=k1·(e-k1t-e-k2t)/(k2-k1),mg/g;确定了不同温度下还原糖生成速率以及降解速率常数;玉米芯水解活化能Ea为33 342.213kJ/mol;指前因子为3.068×105.说明玉米芯作为缓释碳源在中低温条件下易水解,为以玉米芯固定SRB方法治理酸性矿山废水提供了理论依据.