氢气可燃性实验教学研究

对“氢气在空气中燃烧实验”进行研究,探究出氢气燃烧的最佳实验条件,获得了生动直观的实验效果,满足中学化学实验教学的要求.     

过量空气系数对微细腔内氢气预混燃烧效率的影响

针对微型涡轮气体发动机燃烧效率和停留期等问题，设计了一套微细环型腔燃烧实验装置．进行了氢气与空气预混燃烧特性实验，测试并获得了微细环型腔内燃烧效率和着火浓度极限，分析了燃气浓度比对燃烧状况的影响．结果表明，在微细型腔内进行可燃气体与空气的预混燃烧具有可行性，但由于微细通道管壁表面散热损失相对增大，火焰传播速度减小，过量空气燃烧效率较低．实验发现，在微细燃烧装置中，富燃料燃烧时燃烧效率相对较低．在相同系数下，燃烧效率先是随氢气量的增大而增大，而后随之下降．在相同的供氢量条件下，燃烧效率随过量空气系数的增大先是增大，而后则随之减小．     

初始压力对氢气燃烧影响的试验分析

构建了氢气燃烧试验回路,获得了氢气在不同初始压力下燃烧的温度、压力以及燃尽率等试验数据.通过计算不同位置热电偶温度曲线变化率极值与时间的关系,获取了氢气火焰传播速度,研究了不同初始压力对氢气燃烧火焰传播速度、最高燃烧温度、峰值压力以及氢气燃尽率的影响.结果表明:在氢气体积分数较低时,随着初始压力的升高,火焰传播速度随之升高,燃烧过程中的最高温度随初始压力的增加而逐渐减小;在氢气体积分数较高时,随着初始压力的升高,火焰传播速度略有降低,燃烧过程中的最高温度随初始压力的增加而增加,但是初始压力对燃烧过程中的最高温度的影响并不明显,峰值压力随初始压力的升高而升高,初始压力对氢气燃尽率没有影响.     

贫燃预混燃烧室混氢燃烧性能研究

为加快实现碳中和，传统化石燃料燃气轮机逐步向含氢气燃料转型，因此需要掌握燃料中氢气对燃气轮机燃烧室性能影响，为燃气轮机燃氢化奠定理论基础。本文以国内某型现役低排放燃气轮机燃烧室参数与结构为例，采用氢气甲烷混合燃料燃烧，研究混氢比例对燃烧室性能影响。研究表明：氢气体积占比低于30%时，燃烧室喷嘴无回火；燃料中氢气占比由0增加至30%，燃烧室总压损失升高11%,NOx排放(@15%O₂干基)升高31%，火焰筒上游区域温度略有升高，燃烧效率升高，出口温度场均匀性几乎无变化。     

氢气微型实验新方法

我们设计这套实验装置，采用集气、贮气一体，操作方便，能准确量取一定体积的气体，现象明显，造价低廉．用1．5g锌粒与8ml稀硫酸反应，所产生的气体可供25组学生做氢气性质系列实验用．现将本方法总结于后和同行们共研．1氢气的制取在小试管中加入1．5g锌粒和8ml3mol·dm(-3)的H2SO4，用500ml小口塑料瓶去底作集气、贮气瓶，瓶口用输液橡皮塞封闭，采用排水取气法边收集边取用，用一次性5ml的注射器，从上口抽出气体．2氢气的性质3．1氢气燃烧用5ml一次性注射器，从贮气瓶内抽取氢气点燃，能产生3cm左右的蓝黄色火焰（快推活塞），火焰…     

喷射时刻和掺氢比对直喷发动机燃烧特性的影响

在缸内直喷火花点火发动机上对天然气掺混氢气的体积分数为0％～18％的混合燃料不同喷射时刻下发动机的燃烧和排放特性进行了试验研究．研究结果表明：对于给定的喷射持续期和点火时刻，喷射时刻对发动机性能、燃烧和排放有较大影响，喷射太迟燃烧持续期长，放热速率慢，喷射过早会导致充量系数下降；对于给定转速，发动机存在一个最佳的喷射时刻，此时缸内最高压力升高率和最高燃气平均温度高，燃烧持续期短，燃烧过程定容度高，发动机热效率高，HC排放低；在同一喷射时刻下，当氢气的体积分数小于10％时，HC排放略有上升，当氢气的体积分数达到18％时，发动机HC排放与纯天然气排放水平相当；掺氢对NOx、CO和CO2排放影响不大．     

氢气复合器与点火器消氢效率与安全性

氢气点火器与氢气复合器是两种消除严重事故安全壳内氢气的设备。以火焰加速准则和燃爆转变准则为基础,利用GA SFLOW程序对影响氢气点火器与复合器的消氢效率和使用安全性的因素:水蒸气浓度和氢气释放速率,进行了研究。结果表明,水蒸气能够有效抑制氢气火焰加速和氢气从燃烧向爆炸的转变;在氢气释放速率较高的情况下,氢气复合器不能够快速有效地消除氢气;采取氢气复合器结合点火器的方式可以安全、有效地降低氢气燃烧带来的风险。     

氨/氢燃料射流点火船用发动机燃烧特性

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进了Otomo氨/氢机理基础上,探究了进气温度、掺混氢气的质量分数和主燃室当量比对氨/氢燃料着火与燃烧特性的影响。研究结果表明,射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的热力学环境和高活性热射流。在当量比为0.4、不掺混氢气的条件下,450 K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧,在掺混氢气的质量分数较低时,射流点火对火焰发展促进作用更显著;掺混氢气的质量分数提高至10.0%可以使燃烧相位提前18°,但爆震风险增加;在进气温度为320 K和掺混氢气的质量分数为2.5%条件下,主燃室在当量比最小为0.45时可正常着火,但随着更接近理论空燃比的燃烧,指示热效率略有提升,主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。     

氢气燃烧技术及其进展

随着碳减排政策的不断推进,氢气因其高能量密度和低碳排放特性被视为一种理想的能源,并广泛应用于化工原料制备、移动出行、电力生产以及工业和家庭用热等领域,而燃烧是目前氢能利用的重要方式之一。基于此,通过对比氢气与天然气的物理化学特性,详细分析和探讨了氢气燃烧过程中存在的各种类型的回火、热声振荡以及氮氧化物排放超标问题发生的原因和解决方法;而后,概述了氢气催化燃烧和微尺度燃烧在工业脱氢、家庭供热和微机电系统等领域的应用现状和发展方向;最后,结合目前世界各国天然气掺氢燃烧的发展现状和我国天然气管网的相应标准,指出我国发展天然气掺氢燃烧的优势和关键问题,总结了氢气燃烧技术的发展现状与发展趋势。     

微内燃机点火和燃烧中微尺寸效应的研究

从设计的微小空间燃烧室中，观察微燃烧通道中氢气／空气预混气体的燃烧现象，当空间尺寸从厘米级减小到毫米级时，点火和燃烧的不同特征会导致氢气的着火浓度界限变小，使得燃烧不稳定、不充分，极易造成淬熄．因此，提出了选用淬熄距离小、反应速度快、最小点火能小的气体作燃料，采取催化反应、增压和绝缘等措施促进微小空间内的点火和燃烧．通过分析微小空间对制备微型内燃机内平板电容点火器的限制，表明采用蒸发工艺制备的电极厚度小，因此增加电镀工艺，可使电极厚度达到4μm，明显提高了电容的单次放电能量．     

有机光电耦合器件的特性

对有机发光二极管在传感器和光电子器件上应用的可能性进行了初步研究. 用有机发光二极管和光敏二极管组成了新型光电耦合器件, 实现了电信号的隔离传输. 实验表明, 这种新型光电耦合器可用于低速模拟信号的线性隔离传输, 传送方波信号时有明显失真, 目前不适合数字信号传输.     

基于Web的实验教学平台设计与实现

针对高校实验教学所面临的问题,提出并实现了一个基于Web的实验教学平台.平台采用模型/视图/控制器MVC架构设计,基于J2EE开发平台实现,支持二次开发,以此为基础可以提供各种实验仿真功能.仿真实验与综合性实验相结合,为高校实验教学改革探索出一条成功的新思路.     

取暖锅炉微机监控系统的研究

本文以取暧锅炉的燃烧系统为对象,将多变量系统解耦并采用模糊控制、改进型WAS方法对锅炉实施控制,以期实现锅炉燃烧工况最佳、热效率最高.该系统采用STD总线工业控制机.实现了设计的全部功能和指标。     

测量一阶电路时间常数的实验方案探讨

给出测量一阶电路时间常数的两种实验方法——暂态半值法和连续积分法.并指出两种测量方法各自适用的设备条件.     

燃用乙醇汽油对发动机性能的影响

乙醇汽油作为一种混合燃料已逐步推广使用,文章主要是通过台架试验来研究HFC4GA1汽油机燃烧乙醇汽油与普通93号汽油的排放、燃油消耗率、功率及扭矩等主要性能参数变化情况,为后期产品的进一步优化奠定基础。     

灯泡生产中天然气预混火焰的试验研究

重点研究了灯泡生产过程中将天然气／纯氧预混火焰改为天然气／富氧空气预混火焰后的火焰特征及其稳定性问题。试验结果表明，用掺混５０％左右纯氧的富氧空气取代纯氧与天然气预混燃烧的方案是可行的。     

激波卷扬可燃粉尘的理论模型

本文描述了激波卷扬可燃粉尘床形成燃烧反应边界层的理论模型,由此揭示出该反应边界层的基本结构由诱导区、反应区、扩散区构成.另外,燃烧粉尘云轮廓及颗粒点火时间的理论值与实验结果较一致,说明此模型能很好地描述上述流动特征.     

基于Multisim软件的可编程波形发生器设计

本文以可编程波形发生器为例,介绍了一种在Multisim软件环境下设计单片机电路的方法。该方法运用Multisim软件把原理图绘制、程序编制、实验仿真和印刷版图的生成集成在一个设计环境中,不但做到边设计边实验,修改测试方便,而且实验采用虚拟元器件和测量仪器,实验成本低,速度快。具体设计了可编程波形发生器的硬件电路,编制了产生三角波、锯齿波和正弦波的程序,仿真运行的结果达到了设计要求。通过该实例说明,采用Multisim软件设计单片机电路是方便有效的。     

非直线型甘蔗剥叶元件排列方式的试验研究

提出剥叶元件排列装夹方式的优化方案,通过试验结果的对比分析,证明了非直线型剥叶元件排列方式能提高甘蔗剥叶机剥叶效果,在试验基础上选择甘蔗剥叶机剥叶装置的优化方案。     

实验室研究HH天体喷流进展介绍

实验室天体物理是一门利用实验室环境来模拟、研究天体物理现象的新兴学科.天体物理中的喷流现象, 尤其是Herbig-Haro天体, 一直是实验室天体物理的研究热点. 通过不同的实验方法, 如激波挤压、Z箍缩装置和激光驱动等方式制造喷流, 研究者对于实验室天体物理中的喷流现象的认识在不断深入.本文对这些研究进行简要介绍, 并对未来的研究进行一些展望.