纤维质颗粒燃料阴燃引燃过程的研究

通过实验研究了纤维质颗粒燃料在热固体表面上发生阴燃的过程,测定了典型条件下热面引发阴燃的最低温度．实验表明,长时间地缓慢升温是阴燃着火过程的一个基本特点．建立了模拟阴燃发生过程的三维数学模型,并进行了模拟计算．模拟计算结果与实验结果比较吻合     

多孔颗粒床阴燃着火实验研究与数值分析

对发生在多孔颗粒床的阴燃着火过程进行了实验研究，针对最常见的加热方式热接触，设计了平板加热的实验模型，实验表明，长时间的缓慢升温后突然出现温度的跃升是阴燃着火的基本特征，采用有限区域临界着火理论进行了数值模拟计算，得出了发生阴燃着火的临界现象的规律，主要包括：（1）燃料床尺寸不变时，如果临界热流密度增加，则临界环境温度降低，临界点燃温度增高；（2）环境温度不变时，如果临界热流密度增加，则燃料床的临界尺寸减小，临界点燃温度增高；（3）热流密度不变时，如果环境温度较高，则点燃的临界尺寸较小，同时临界点燃温度较高，以上结论与实验结果一致。     

聚氨酯泡沫材料密度对阴燃及向明火转化过程的影响

为了探讨材料参数对阴燃及向明火转化过程的影响,对水平放置在实验体中4种不同密度的聚氨酯泡沫进行阴燃实验研究,并选取2种典型密度材科利用气相色谱仪对气体产物进行分析,结合热分析研究材料密度对阴燃及向明火转化过程的影响机理.研究结果表明:在自然对流条件下,密度大的聚氨酯泡沫材料,反应产生的热量多.此外,密度大的聚氨酯泡沫在阴燃过程中产生较高浓度的CO气体,可提供充足的可燃气体,故更容易由阴燃向明火转化:而对于密度小的聚氨酯泡沫,在阴燃过程中产生的CO,CO2气体的量和消耗的O2的量变化小,放出的热量也较少,所以仅可以维持稳定的阴燃传播.材料密度对阴燃及向明火转化的过程有重要影响,实验结果对防止火灾事故的发生具有一定的现实意义.     

应用于卷烟纸阴燃仪的测量距离标定装置设计

为了检验卷烟纸阴燃速率测试仪(简称阴燃仪)的测量精度,通过对阴燃仪的工作原理的研究,在CSR-Ⅱ型阴燃仪的基础上,设计了一种测量距离标定装置。并对CSR-Ⅱ型阴燃仪进行了标定实验,采用平均值滤波法对实验结果进行了数据处理,由实验结果可以看出,该标定装置能够很好地满足阴燃仪的标定需求。     

热解炭阴燃特性的实验研究

为了研究热解炭阴燃特性,在自行设计的炭粉阴燃实验台上对玉米秸秆粉热解残炭阴燃特性中的温度、尾气和燃烧速度进行研究.实验结果表明:随着阴燃前锋下移,各温度测点峰值逐渐下降,峰值持续时间增长;在阴燃发生的前11h内,气体产物中C(CO)∶C(CO2)>1;阴燃初期的阴燃速度最快,随后逐渐减慢.     

开敞条件下多孔可燃物阴燃实验研究

与有焰火火灾相比,阴燃及其引起的火灾在实验和理论方面的研究较少,尤其是开敞室内空间全尺寸阴燃实验研究比较缺乏。该文基于ISO9705燃烧室自制的阴燃试验台,开展多孔可燃材料(聚氨酯软泡)阴燃实验,分析聚氨酯软泡在不同的热流强度条件下引燃温度和升温速率的变化规律,得到聚氨酯软泡在开敞条件下阴燃点燃过程中的化学变化过程和临界点燃温度。     

丙烷热裂解反应机理及路径的研究

首先利用Materials Studio（MS）模拟计算得到的丙烷结构数据得到了丙烷热裂解最有可能发生的14个自由基一次反应,并获得其动力学与热力学参数,通过与已有的文献数据进行对比以及已有的烃类热裂解规律验证了MS软件计算结果的正确性;进而运用稳态过程中自由基生成与消耗速率相等的方法,对丙烷热裂解可能发生的一次反应不同路径进行了推导和计算,得到了生成乙烯和丙烯各路径的动力学参数,并预测得到了乙烯与丙烯的比例,该结果与文献中的实验结果吻合良好。     

聚碳酸酯板材一维非稳态传热实验和模拟计算

对聚碳酸酯(PC)板材热成形的具体边界条件进行分析和简化,得出传热过程模型,此热传导过程为一个一维非稳态传热过程.利用小型实验烘箱实验得出不同厚度的PC板材,不同加热方式的热透时间.同时,通过运用Abaqus有限元模拟软件对不同厚度PC板,不同加热方式的传热过程进行模拟计算,实验结果与模拟结果进行对比,能够很好的吻合.     

逆向阴燃传播的积分模型

建立了一维逆向受迫条件下的阴燃传播和向有焰火转化的模型．在逆向受迫对流每件下，忽略残碳和氧气的反应，材料阴燃的化学反应采用两步反应模型，使用积分方法求解各个移动区域的质量和能量守恒方程，推导出阴燃传播速度、温度以及氧气浓度分布．结果表明逆向阴燃是氧控制反应，阴燃速度与氧气量供应成正比，氧气在阴燃反应区被完全消耗，阴燃难以转化为有焰火．模型预测的结果与实验数据的比较具有较好的一致性．     

蒸汽沿井筒流动过程热损实验及数值模拟

蒸汽沿井筒流动过程中,蒸汽参数(压力、温度及干度等)和径向散热损失均沿流动过程变化.对井筒传热过程进行了分析,建立了数值模拟计算模型.通过地面模拟实验,实测了隔热管的热损分布.研究结果发现,接箍和隔热管外壁存在热桥,受影响的隔热管长度在0.5 m左右.同时,接箍处热流密度是正常隔热管的3倍以上,是需要研究的重点.按实验修改后的隔热管视导热系数模拟计算井筒热损分布,精度有较大提高.     

热等静压扩散连接反应层元素互扩散的动力学模拟计算

通过DICTRA-THERMO-CALC动力学和热力学联合计算软件对DD402单晶和Rene95粉末高温合金进行热等静压扩散连接反应层元素互扩散规律的模拟计算，计算结果表明，此种模拟计算方法可以较好地反应扩散偶中元素的互扩散规律，与实验结果基本吻合，在此基础上，分析了计算了温度和时间对扩散连接过程中Al元素互扩散规律的影响，最终得出此种模拟计算方法可以为热等静压扩散连接工艺的制定和优化提供较好的理论依据。     

射频加热治疗肿瘤体模实验的数值模拟

目前射频加热治疗肿瘤在临床研究方面已取得了相当大的进展 ,但在热物理方面所做的研究还较少。为了能更有效地指导临床实践 ,对射频加热治疗肿瘤的体模实验进行了描述 ,对体模内的电场和热场进行了分析 ,建立了二维的似稳电场模型和热物理模型 ,用有限元方法对体模实验进行了模拟计算 ,获得了电磁波能量在体模中的比吸收率和体模实验稳态时的温度场。模拟计算的结果和实验结果相比较达到了接近实用的精度 ,验证了该模型的合理性     

稻秆含水率对燃池供热的影响实验研究

燃池是一种利用生物质阴燃的新型加温方式.为探究不同含水率的水稻秸秆对燃池供热的影响,利用自主设计的实验台（600 mm×560 mm×300 mm）进行含水率对水稻秸秆阴燃时内部特性影响实验.结果表明：不同含水率的稻秆均近似呈现整体阴燃传播形式;不同含水率对稻杆阴燃前期干燥过程以及持续300℃以上高温的时间影响显著;对稻杆内部的最高温、内部炭氧化过程以及失质量特性等影响均较小.     

水平填充床中纤维质燃料正向阴燃数值模拟研究

根据多孔燃料三步反应动力学过程,建立了2D非稳态纤维质材料填充床阴燃的数学模型.阴燃的化学动力过程包括燃料热解、燃料放热氧化及焦炭的放热氧化.该模型既考虑了固-气之间的热交换,也考虑到气体在多孔介质内的扩散系数变化.数值模拟了来流速度对阴燃速度及平均最高温度的影响,结果表明:阴燃传播速度与来流速度基本上呈线性关系,来流速度对阴燃最高温度影响不大.同时也模拟了燃料阴燃过程中气体组分(O2、CO、CO2及H2O)的变化.通过改变3个反应指前频率因子发现:增大A2(燃料氧化频率因子)会加速阴燃,增大A1(燃料热解频率因子)和A3(焦炭氧化频率因子)均会减小燃料阴燃传播速度.     

多孔介质燃料填充床中反向阴燃传播解析

为了定性描述燃料反向阴燃中熄灭问题,根据单步反应机理,通过简化模型参数及大活化能渐近分析,得出了定性描述燃料反向阴燃传播的两个方程.结果表明:随着空气流量的增大,阴燃温度是不断上升的,但由于受到反向空气风流的影响,阴燃温度的增长幅度是逐渐变小的;阴燃传播速度却呈现出先增大后减小直至熄灭的变化趋势;在气体流量为零的情况下,燃料仍然可以发生阴燃,而维持阴燃不断传播所需要的氧气量源于反应区域周围气体的扩散.该项成果为科学理解燃料反向阴燃及其熄灭特性提供了理论依据.     

生物质燃烧和阴燃过程对比

为了明确生物质燃烧和阴燃的共性和差异,分类总结了生物质燃烧和阴燃过程的特点,得出大颗粒生物质燃烧过程和自然对流条件下生物质粉正向阴燃物理过程近似的结论.对比了这两种过程的物理化学反应特性、传输机理及边界条件,得出结论:两种过程干燥、热解等物理化学反应机理相同,炭氧化过程稍有差异、边界条件差别很大.     

磁铁矿球团干燥过程动力学

采用热重分析实验技术,在氮气流下,100—300℃温度区间,不同的气流速度范围研究了磁铁矿生球团干燥过程动力学。实验表明,干燥过程可分为增速、恒速、减速(一)和减速(二)4个阶段。生球中绝大部分水分是在前3个阶段中脱除的,在热量和质量传递过程同时进行的理论分析基础上,对前3个阶段建立了统一的干燥过程动力学模型。由实验数据求得了模型中参数或表达式。应用此模型对球团干燥过程进行模拟计算的结果与实验测定结果相当符合,证明了本动力学模型的适用性。     

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。     

自然对流下通风面积对阴燃向明火转化影响的实验研究

聚氨酯泡沫材料是阴燃火灾中的典型可燃物之一.在实验台上进行了自然对流条件下通风面积变化的阴燃实验,利用热电偶测量材料内部温度变化,用气体分析仪测量所产生的CO浓度.结果显示,对于横截面积为408×10-4 m2的泡沫材料,当通风面积与材料横截面积之比r小于1/260时阴燃会熄灭,r>1/260时阴燃会最终转化为明火.由此确定该数值是阴燃维持的临界通风面积.通过不同通风面积情况下生成的CO量的对比,发现在r=1/260时生成的CO明显增多,说明在形成明火后,由于空气供应受限,会大量产生CO.     

纤维质颗粒床阴燃特性的数值模拟

以木材为样本研究纤维燃料的阴燃特性,建立了颗粒阴燃的二维两相流数学模型,用单步总反应模拟燃烧,用ＰＩＳＯ算法求解,研究了不同工况下阴燃波的传播规律,讨论了气体流速,点火面积,空隙率和颗粒大小等参数对阴燃传播特性的影响,研究结果对于火灾的预防与控制有一定的参考价值。