催化燃烧技术基本原理进展及其应用的研究

催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,并且是一种无火焰燃烧.不但可以使燃料得到充分利用,而且是一个环境友好的过程,无论是从能源利用角度还是从环境保护角度考虑,其技术进步都会对社会发展产生重大影响.     

催化燃烧技术进展及其应用的研究

催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,并且是一种无火焰燃烧。不但可以使燃料得到充分利用,而且是一个环境友好的过程,无论是从能源利用角度还是从环境保护角度考虑,其技术进步都会对社会发展产生重大影响。     

催化燃烧技术基本原理进展及其应用的研究

催化燃烧可以使燃料在较低的温度下实现完全燃烧,并且是一种无火焰燃烧。不但可以使燃料得到充分利用,而且是一个环境友好的过程,无论是从能源利用角度还是从环境保护角度考虑,其技术进步都会对社会发展产生重大影响。     

地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析

从发动机燃烧性能的角度出发,研究了航空发动机改地面燃机后燃用其他燃料对燃烧室性能的影响.利用流体计算软件Fluent,针对地面燃机燃烧室燃用航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料,进行模拟计算,给出燃用不同燃料时的燃烧性能.结果表明,从燃烧的角度来看,轻柴油的燃烧性能与航空煤油差别不大,可直接替代航空煤油或与航空煤油混合使用,燃用天然气的NOx排放及CO排放都很低,天然气是一种理想的低污染燃料.工业酒精由于物性及热值与航空煤油差距很大,地面燃机改烧工业酒精还需作相当深入的研究.该研究对发展下一代航空替代燃料有一定的参考价值.     

柴油-生物柴油混合燃烧对碳烟排放的影响

应用零维单区模型对柴油-生物柴油混合燃料在内燃机中的燃烧进行了数值模拟计算,从化学动力学角度,通过分析混合燃料在内燃机均质压燃边界条件下燃烧的关键中间产物和最终生成物的摩尔分数变化以及关键基元反应,总结出了生物柴油掺入柴油后燃烧对碳烟排放的影响.结果表明:生物柴油甲基酯团中的氧原子在燃烧反应过程中始终与燃料中的一个C原子相连,因此使可能生成(soot)的C原子减少,从而降低了混合燃料soot的排放.但生物柴油与其他有氧燃料相比,如乙醇,掺入柴油燃烧降低soot排放的效果要差,有氧燃料中含氧部分的化学结构的差异会对降低soot的排放产生不同效果的影响.     

不同工艺制备的乙醇燃料的经济性评估对比

为保障能源安全和改善大气质量,环境友好、非耗竭型燃料的开发收到广泛的关注.乙醇作为一种优质的液体燃料,可以提供与汽油相当的化学能,燃烧效率高且污染物排放量低,被认为是替代和节约汽油的最佳燃料之一.本文分别介绍了生物质发酵法、合成气法直接催化法和乙酸酯化加氢法制得乙醇的工艺路线的研究进展,从技术和经济角度对比了不同技术制备的乙醇燃料的优势和局限性.     

双环戊二烯基铁作为燃料添加剂的应用

研究了双环戊二烯基铁作为燃料添加剂的应用、实验表明：双环戊二烯基铁加入煤和柴油等燃料后，可使燃料燃烧更加充分．燃烧热有大幅度地提高、同时燃烧速率加快、而且可以抑制煤里面硫的燃烧，使二氧化硫的生成量降低．当燃料与双环戊二烯基铁的质量之比为500：1时，上述效果最为明显.     

生物质燃料催化氧化燃烧机理

定性实验验证了两种固态催化氧化剂MnO2和KMnO4的催化氧化性能.选取有代表性的生物质燃料秸秆和锯末,探讨了MnO2固相催化氧化燃烧生物质燃料机理.采用热重分析法,对锯末这种生物质燃料在空气氛围中以MnO2为催化剂的燃烧过程进行了对比研究,结果表明,添加MnO2能显著改善生物质燃料的燃烧性能,降低燃料的着火温度,提高燃料的燃烧速度,使燃料的燃烧过程更集中.采用X射线衍射分析法, 证明了燃烧过程中氧化还原反应的发生.     

生物柴油/柴油混合燃料喷油提前角优化

为了得到使用生物柴油/柴油混合燃料的最佳喷油提前角,对不同角度混合燃料的燃烧和排放特性进行了研究。结果表明:喷油滞后(提前),燃烧压力、压力升高率与瞬时燃烧放热率降低(增加),曲线后移(前移)。NOx排放降低(增加),且随着负荷的增加,降低(增加)的幅度增大。原机条件下混合燃料烟度最低,喷油提前和滞后都会引起烟度的增加。喷油适当滞后(降低3°)可以在烟度增加不多的情况下有效控制生物柴油/柴油混合燃料的NOx排放,同时压力升高率的降低会使发动机工作更加柔和。     

高海拔模拟环境下柴油机燃烧粗暴可视化试验研究

基于一台可视化快速压缩机试验平台,结合高速摄影和瞬态压力测试等手段,通过调控燃烧边界条件开展了高海拔(4 500 m)模拟环境下柴油机燃烧粗暴可视化试验研究.选择4种不同十六烷值(CN)的柴油燃料,研究了喷油压力和燃料十六烷值对柴油喷雾撞壁过程和燃烧粗暴强度的影响.研究结果表明:燃油喷雾撞壁和燃料十六烷值对燃烧粗暴特性影响显著.在喷雾撞壁工况下,提高喷油压力会使自燃时刻提前,自燃反应前锋的传播速度加快,燃烧粗暴强度增加;在相同喷油压力情况下,延长喷雾撞壁距离却使峰值压力显著下降,同时降低了燃烧粗暴倾向.同时,低十六烷值燃料的燃烧粗暴倾向明显高于高十六烷值燃料.然而,对于CN<45的柴油而言,降低十六烷值并不会使燃烧粗暴强度发生显著变化,说明低十六烷值燃料的燃烧粗暴特性对喷油压力和撞壁距离更加敏感.通过分析高速摄影图像发现,燃烧粗暴起源于近壁面混合气自燃,超音速自燃反应前锋在封闭燃烧室中的传播可诱发压力振荡,从而有可能会加速燃烧室核心部件损坏和烧蚀.研究结果对于高海拔重型柴油机燃烧过程优化和燃烧粗暴控制具有重要现实意义.     

对几类锅炉燃烧方式的探讨

燃烧设备是锅炉整体的重要组成部分,属“炉“的部分,其作用是将燃料燃烧释放出的热量供“锅“吸收。锅炉燃烧方式的作用在于针对不同燃料的燃烧特性,为燃料的完全燃烧创造良好的条件,使燃料中的化学能最大限度地转化为热能。因此,锅炉燃烧方式选择的合理与否,不仅影响锅炉效率,而且直接影响锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。     

进气温度对DMDF发动机燃烧特性和烟度排放的影响

在一台电控单体泵增压中冷发动机上,研究在固定柴油和甲醇供给时刻和供给量条件下,进气温度变化对柴油甲醇二元燃料燃烧特性的影响.结果表明:相同工况下,进气温度从40,℃变化到70,℃可以使爆发压力相差4,MPa,着火时刻相差15°,CA;进气温度的升高,不仅会造成滞燃期缩短、最大爆发压力和压力升高率增大,而且最大爆发压力出现的时刻变早、燃烧相位前移;在部分工况,变化进气温度还伴随燃烧模式的转变.温度变化还表现出柴油甲醇二元燃料燃烧和发动机转速的极大关联:在低速、较大负荷时,进气温度升高会导致输出扭矩下降和当量比油耗升高;在高速时,进气温度升高能提高输出扭矩并降低当量比油耗,但过高的进气温度会使大量甲醇在上止点之前燃烧,降低输出扭矩并提高当量比油耗.进气温度对碳烟排放也有较大影响:随进气温度降低,碳烟排放降低.综合研究结果表明,柴油甲醇二元燃料燃烧进气温度控制在50~70,℃时,可以获得最佳的经济和排放性能.     

石化管式加热炉燃气燃烧器的CFD研究

为了研究较低过剩空气系数条件下燃烧器结构及一次风量对燃烧过程的影响,利用CFD软件FLUENT对燃烧器燃烧过程进行数值模拟,得到燃烧单元中速度、温度及NOx质量分数分布等相关参数.结果表明:随着喷射角度的增大,燃烧单元内温度分布更加均匀, NOx浓度也随之减小;减小喷孔直径可以有效提高燃料的喷出速度,增加燃料的射流影响作用,同时NOx生成量也显著降低;不同的一次风量对炉内速度分布影响较小,火焰长度随着一次风量的增加变短,NOx生成量随着一次风量的增加呈降低趋势.     

辛烷值和预混合率对双燃料发动机SCCI燃烧与爆震的影响

对参比燃料/柴油双燃料SCCI(Stratified Charge Compression Ignition,SCCI)燃烧进行了试验研究.分析了预喷燃料辛烷值以及预混合率对双燃料SCCI燃烧特性的影响.研究了各当量比φ下双燃料SCCI的最高压力和最大压力升高率,提出可以在限制爆震的前提下,通过优化预喷燃料的辛烷值及预混合率实现高效清洁的SCCI燃烧,并可将发动机负荷范围大大拓展.结果表明:在中低负荷区域(φ<0.481),低辛烷值预喷燃料可以提供良好的着火稳定性;而在高负荷区域(φ>0.561),高辛烷值预喷燃料可以避免爆震并且保持较高的热效率.     

富氧燃烧在水泥回转窑生产上的应用理论

富氧燃烧不仅能使燃料的燃烧时间大大缩短,有利于提高燃料的完全燃烧程度,而且还能提高火焰温度和黑度,从而改善窑内的传热条件,使窑的产量提高,热耗下降,这一措施经计算在技术上是可行的。     

低热值气体燃料层流燃烧特性

在定容燃烧弹中开展了当量比、燃料组分、初始压力对低热值气体燃料层流燃烧特性影响的试验研究,建立了准维双区模型,基于在定容弹内实测的压力曲线,计算了规范化质量燃烧率.研究结果表明:燃料中氮气比例的增加导致压力峰值降低,火焰发展期和燃烧持续期增长;化学计量比附近的燃料燃烧进行的较充分,压力峰值最高,火焰传播速率最快,燃烧持续时间短;初始压力的增加使质量燃烧率下降,燃烧持续期有所延长.     

多种燃料混烧及单烧锅炉效率间的关系

当锅炉运行在最佳空气过量系数的工况下,根据锅炉效率的测试结果与理论分析,得出了一台锅炉上使用多种燃料混烧与单种燃料燃烧的锅炉效率间的基本关系,按照该关系,可以从单种燃料燃烧的锅炉效率,估计出多种燃料混烧的锅炉效率,反之变然,从而达到减少试验次数的目的。这对于燃烧多种相类似燃料锅炉上的试验,具有一定的参考意义和实际应用价值。     

锅炉燃料的燃烧过程与方式分析

燃料的燃烧,是燃料中的可燃物质与空气中的氧在一定的温度下所进行的发光发热的剧烈化学反映.当燃烧中产生的烟气不存在可燃物质时,称为完全燃烧,否则是不完全燃烧.     

电场与燃烧耦合研究进展

 为了提高能源转换效率、降低燃烧副产物的排放,利用电场增强燃烧、控制燃烧火焰特性已逐渐引起研究人员的注意.本文从竖向、横向(即径向)和单电极式等不同的电场形式对燃烧场的影响展开论述.不同的电场形式下,通过改变电场参数,对电场中不同燃料的燃烧火焰特性变化规律进行研究,以此考查电场与燃烧耦合时的特性.研究表明,利用竖向电场力来平衡浮力可以粗略模拟微重力下燃烧时的扩散火焰,燃烧速率受电场强度影响,4kV时最小;利用横向电场可以改变火焰形状(如高度降低)及颜色,也可以助燃低热值燃料,实现可靠点火和稳定燃烧;对于单极式电场,观察到3种不同类型的振荡火焰.然后,对利用电场降低燃烧副产物的可行性进行了阐述.最后指出,迄今未见对不同电场形式与燃烧火焰特性的系统研究,缺乏相应的基础数据、电场参与下的燃烧反应动力学模型以及完备的燃烧场耦合机制分析.     

凹腔超声速燃烧室燃烧流场数值模拟

对带凹腔结构的燃烧室二维甲烷燃烧流场进行数值模拟,采用迎风三阶精度MUSCL格式求解二维含组分守恒N-S方程,湍流模型采用剪切修正的RNG k-ε湍流模型,分别分析了凹腔不同长深比和导流槽结构对燃料燃烧的影响.对喷甲烷燃烧工况进行了计算研究,结果表明:凹腔可以提高燃烧效率,却使总压恢复系数降低;凹腔的长深比越大,燃烧效率越高,总压恢复系数越低;导流槽可以在总压恢复系数较高的情况下进一步提高燃烧效率.