稀预混气体低速过滤燃烧的实验研究

为研究稀预混气体在填充床内的燃烧特性以及燃烧波的传播规律,对小球填充床内温度进行系统测量,研究流速和丙烷/空气的当量比对燃烧波的传播速度和燃烧区域最高温度的影响.结果表明,随着当量比的增大,燃烧波的传播速度减小,燃烧区域最高温度增大;气体入口流速增大导致燃烧波传播速度和燃烧区域最高温度增大.对于丙烷/空气的预混气体,贫可燃极限可以扩展到其当量比为0.15.     

多孔介质内预混气体燃烧稳定操作范围的研究

为优化多孔介质燃烧器设计,考察了多孔介质的物性参数对稳定燃烧速度极限的影响.建立了甲烷/空气预混气体在多孔介质内燃烧的二维数学模型,在FLUENT软件中加入自定义编程,用求解瞬态控制方程的方法对多孔介质内的稳定燃烧进行计算,考察了当量比、多孔介质的辐射衰减系数及导热系数对速度极限的影响.结果表明,当量比从0.55增加到0.9时,速度的最小和最大极限值有明显增加,稳定燃烧的最大与最小速度极限差从0.12增加到0.72;与参考算例相比,当下游区域导热系数增加5倍而上游导热系数保持不变时,稳定燃烧最大与最小速度极限差增加到0.47;上游多孔介质的辐射衰减系数增加而下游辐射衰减系数保持不变,可以达到相对最大的稳定操作范围.     

多孔介质燃烧的二维数值模拟

利用商业软件FLUENT6 2结合用户自定义标量和用户自定义函数,采用二维稳态模型和简单化学反应机理,对堆积床内丙烷/空气预混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比.结果表明,由于壁面粘性和壁面散热的影响,多孔介质燃烧火焰呈现明显的二维结构.所以在实际的燃烧器设计中应考虑壁面带来的影响.     

预混气体在多孔介质中燃烧火焰面倾斜的演变

为研究多孔介质中火焰面倾斜演变及出现倾斜演变的原因,建立了二维碳化硅堆积小球的多孔介质燃烧器双温模型,对预混气体在燃烧器内的流动、传热和燃烧进行模拟.分析火焰面倾斜演变,并从温度场、气体流速场、压力场三个方面对火焰面出现倾斜演变现象进行分析.结果表明:给定初始倾斜角的火焰面会持续发展,出现更严重的倾斜现象;温度场、气体流速场、动压场通过影响燃烧化学反应速度、气体流动方向、壁面散热等间接影响火焰面的倾斜演变,导致火焰面倾斜的持续发展.     

多孔陶瓷板预混燃烧NOx的排放特性

利用试验手段测量了多孔陶瓷板城市燃气预混燃烧氮氧化物（NOx)的排放量，并对试验中的热工参数（如燃气热值，陶瓷板表面温度，燃气压力，温度及流量）进行了测量，通过试验得知该燃烧过程的氮氧化物的排放量很低，进而从氮氧化物的生成机理上详细分析了氮氧化物排放量低的原因。     

预混合燃烧系统中多孔介质作用数值研究

根据气固两相局部非热平衡假设,建立了混合气在惰性多孔介质中预混合燃烧的一维数学模型,研究了不同情况下甲烷-空气的预混合气在多孔介质中燃烧时的温度分布和燃烧速率,并与自由空间中相应的值进行比较．结果表明,多孔介质的存在可以扩展混合气的燃烧极限,明显改善了燃烧室的换热性能,强化了对新鲜混合气的预热,降低了热量损失;在多孔介质中混合气的燃烧温度和燃烧室的温度明显升高,反应区厚度和燃烧速率显著增大．数值结果与其他研究者的实验结果是一致的．     

多孔陶瓷板城市燃气预混燃烧的数学模拟

对人工均布小孔的多孔陶瓷板内城市燃气的预混燃烧进行了研究．讨论了作为目前上海城市煤气的主要成分ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４的反应动力学及其参数——活化能、频率因子等,建立了反应动力学方程．通过理论分析推导出燃气－空气预混气体的连续性方程、组分方程、能量方程、状态方程及多孔陶瓷的能量方程,建立了多孔陶瓷板中城市煤气预混式燃烧的数学模型．由数值计算得到多孔陶瓷板的板内固体温度分布,并与实验数据进行比较     

多孔介质催化燃烧特性的数值分析

采用Deutschman甲烷/空气/铂氧化表面反应机理,气相反应采用GRI3.0机理,基于体积平均的双温度模型,对Pt催化的甲烷/空气在多孔介质燃烧器内的预混燃烧进行一维数值模拟,并与惰性多孔介质内预混燃烧结果进行比较.数值研究结果表明,有催化时,多孔介质内火焰面前移,且随着进口质量流率增大,火焰面前移更明显.催化使得多孔介质内温度分布更均匀,反应区内的最高温度亦低于惰性多孔介质过滤燃烧的最高值.催化剂的引入还可缩小燃烧器尺寸,有效降低污染物的排放.     

多孔陶瓷板燃气预混燃烧的试验研究

多孔陶瓷板燃烧器头部的主要构件是多孔陶瓷板,其对燃烧状况的影响十分突出,简略介绍了X型多孔陶瓷板的制备工艺,并与热铸成型工艺进行了比较,对X型多孔陶瓷板的特性参数进行了测量,包括外形尺寸、密度、抗弯强度、热膨胀系数、导热系数、抗热震性能,详细介绍了多孔陶瓷板城市燃气预混燃烧的试验装置,对燃烧实验中的热工参数进行了测定,得到了多孔陶瓷板内固体温度的分布,实验结果可和于指导新型多孔陶瓷板的研究及开发。     

文丘里管反应器空化泡的动力学特性

应用四阶Runge-Kutta法,对空泡径向非线性方程进行数值模拟,分析了文丘里管反应器内空泡的成长与溃灭特性以及湍流作用、空化泡初始半径、入口压力对空化泡运动特性与形成压力脉冲的影响规律.结果表明:在湍流作用下,气泡崩溃时压力脉冲远大于非湍流的效果,初始半径越小,压力脉冲越大,入口压力变化对压力脉冲影响有一最佳值.     

多孔介质控制整装式含能液体燃烧稳定性的研究

设计了整装式含能液体燃烧推进模拟实验装置,采用可燃性多孔介质填充于液体发射药燃烧室中,开展了整装式舍能液体燃烧推进试验研究.结果表明:多孔介质可以控制整装式含能液体的燃烧稳定性,但与液体发射药的装填密度有关.当液体发射药的装填密度约0.52 g/cm3时,燃烧过程稳定,p-t曲线光滑;当液体发射药的装填密度大干O.58 g/cm'时,可观察到明显的压力振荡现象,且装填密度越大,压力振荡越强.     

多孔介质内气/液燃料过滤燃烧的试验

摘要： 研究了小球自由堆积型多孔介质内丙烷/空气混合气的低速过滤燃烧过程,分析了燃烧室内温度、燃烧波传播速度和排放特性,以及当量比、入口气体速度等参数对过滤燃烧与排放特性的影响;实现了常压下柴油在多孔介质内的预蒸发自维持过滤燃烧,并研究了液体燃料过滤燃烧的温度特性.结果表明：在燃烧的不同阶段,预混合气燃烧波的传播速度与燃烧室内高温区域的范围差别较大;随着当量比增加,燃烧波的平均传播速度降低,燃烧温度升高,排放量增加;随着入口气体速度增大,燃烧波的传播速度增大,排放量降低;液体燃料过滤燃烧的最高温度低于气体燃料的最高温度,且燃烧器的中心温度与壁面温度差异较大.     

固体氧化物燃料电池尾气在多孔介质中的燃烧特性

通过配置不同组分和温度的混合气体来模拟固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极和阳极尾气,并通过搭建双层多孔介质燃烧器实验台来研究SOFC模拟尾气的燃烧特性.结果表明:设计的多孔介质燃烧器可实现SOFC过渡和稳定阶段阳极尾气的稳定燃烧,但启动阶段的阳极尾气容易发生回火,燃烧器内烟气温度随SOFC工作阶段变化不大;阳极尾气中可...     

过滤燃烧火焰锋面不稳定性的实验研究

实验研究甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中燃烧的火焰锋面不稳定特性.结果表明,给定一个初始非均匀预热区域,在当量比为041,流速为042m/s时,在6mm的小球填充床内,火焰锋面由较为规则的对称火焰逐渐演变为倾斜火焰,并最终分裂为上下两个区域.在布置填充床的同时,对填充床进行夯实,降低孔隙率分布不均匀性.在孔隙率均匀的填充床内,初始的非均匀预热区域,使得火焰的传播极其不稳定,最终导致熄火;即使给定初始均匀的预热区域,火焰锋面依然具有一定的不对称性.填充床的结构不均性是过滤燃烧火焰锋面倾斜的主要原因,而初始的不均匀因素将加剧火焰传播的不稳定性.     

溶胶-凝胶燃烧法合成多孔La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3的研究

采用以溶胶-凝胶燃烧法合成了钙钛矿型复合氧化物多孔材料La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3,通过XRD、SEM和BET技术考察了多孔材料的晶体结构、颗粒细度、表面形态结构、比表面积、平均孔径和平均孔体积.结果表明,采用溶胶-凝胶燃烧法合成的多孔材料归属于LaCoO3型复合氧化物.对于LaCoO3化合物,少量的A位掺杂的Sr2 和B位掺杂的Ni2 均进入了晶格,分别取代了晶格内相应位置上的La3 和Co3 .但掺杂量太大时,则形成新的晶相.La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3样品粉体的吸附脱附等温线存在一明显的滞后环,表明样品为多孔材料.多孔粉体的表面形貌显示为层片多孔结构.     

含油多孔介质热气流点火临界着火温度的理论研究

基于经典点火理论中的“零值梯度法” ,建立了含油多孔介质在采用热气流点火时临界着火温度的数学模型 ,并利用所得模型定性分析了一些主要因素对临界着火温度的影响。分析结果表明 ,增加热气流流量、比热及指数前因子、油层孔隙度、油密度、油饱和度、氧分压、反应级数和氧分子燃烧产生的反应热等参数值均会使临界着火温度降低 ,多孔介质中燃料活化能的增加则会使临界着火温度升高。     

多孔介质材料的损伤效应函数问题研究

 损伤效应函数反映了损伤对相互独立的弹性常数间的不同影响,其详细表达式依赖于损伤的几何特征且可以由细观损伤力学知识得到。首先给出多孔介质材料的损伤与孔隙度之间的关系,然后推导出各向同性损伤材料的双标量损伤变量的基本方程表达式。接着从损伤和孔隙度的关系角度出发,探讨了多孔介质材料的孔隙度和损伤对损伤效应函数的影响等目前尚不清楚的问题。研究结论对损伤力学问题的进一步研究能起到一定的参考和借鉴作用。