预燃室中煤粉颗粒弥散的研究

本文对工程中常见的气固燃烧反应两相流中颗粒弥散现象进行了数值模拟,主要用随机轨道法考虑了气相湍流脉动、Magnus力和煤粉燃烧过程中挥发份的喷射对颗粒运动和弥散的影响、同时给出了有益的计算结果。     

F+H2化学反应中的Feshbach共振之研究

化学反应共振态研究是化学动力学研究的重要前沿课题,对于理解基元化学反应的机理有重要的意义.本文中介绍了最近在这一研究方向的重大进展.通过对F＋H2化学反应的全量子态分辨的分子束反应散射实验研究,观测到了F＋H2中反应中明显的反应共振现象.通过高精度的全量子散射动力学研究,发现这一共振现象是由两个Feshbach共振态所引起的,而且这两个Feshbach共振态之间在前向散射有明显的量子干涉效应.这项研究工作使得我们对这一重要基元反应中的化学反应共振态研究向前迈进了一大步。     

堵塞和煤粉浓缩器对旋流两相流动影响的研究

旋流煤粉燃烧器加进口堵塞和煤粉浓缩器可以影响湍流,燃烧温度以及煤粉浓度的分布,从而影响NO的生成与排放。本文用三维相位多普勒颗粒测速仪(PDPA)测量和双流体模型数值模拟研究了堵塞和煤粉浓缩器对旋流煤粉燃烧器内两相流动的影响。实验结果和数值模拟结果基本符合。实验和模拟结果都表明,无论是进口堵塞还是煤粉浓缩器都会增加旋流燃烧器的进口湍流度,同时增加进口轴线附近的颗粒浓度,后者将有利于降低NO排放。     

煤粉颗粒在平面射流喷口附近的湍流弥散研究

一、前言 气-固两相流是多相流研究中活跃的领域之一。煤粉燃烧,喷雾燃烧,喷雾冷却,流化床燃烧等等,都与固体颗粒或液滴的湍流弥散有密切的关系。颗粒的湍流弥散是指颗粒在流体湍流场中的迁移行为。Jeffrey和Pearson1965年发现Saffman力对固体颗粒的运     

CaO脱硫化学反应速率与气体扩散速率对比

区分氧化钙脱硫反应中的化学反应动力学速率与二氧化硫、氧气分子的扩散速率是一个难题。通过系列样品的TGA实验,在简化假设的基础上找到了CaO颗粒脱硫反应中的化学反应动力学速率与二氧化硫、氧气分子的扩散速率的变化规律。实验结果表明:化学反应速率和二氧化硫、氧气分子的扩散速率随着反应温度的上升、脱硫剂颗粒粒径的降低和氧化钙纯度的提高而提高。适当提高脱硫反应温度、最大限度地降低颗粒粒径是提高氧化钙脱硫反应速率的主要措施。     

研究稀疏气固两相流中颗粒运动的薄片状脉冲激光摄影法

一、引言 工程实践中的许多问题都与气固两相流动现象有关。如大气粉尘污染问题、固体物料的气力输送及煤粉燃烧问题等等。在这些情况中,两相流动的规律都比较复杂,而且各具特殊性。例如煤粉燃烧问题,空气-煤粉中颗粒的大小、形状变化很大,流动情况很复杂(如湍流、不稳定)。对于这些气固两相流动问题,目前通常是采用实验方法来研究。然     

煤粉在O_2/N_2和O_2/H_2O气氛下着火的实验研究

本文阐述了煤粉颗粒在O_2/N_2和O_2/H_2O气氛下着火的实验研究,氧气浓度为21%,30%,35%,40%和50%。实验在滴管炉中进行,采用高速摄像仪来记录煤粉颗粒在炉内的燃烧情况。实验中采用了烟煤(SF)和贫煤(XW)两种煤粉颗粒,粒径为97~105μm。实验结果表明在相同的氧气浓度下,煤粉颗粒在水蒸气气氛下的着火点位置比在氮气气氛下提前,可能的原因是高水蒸气浓度下水蒸气气化反应和水气转换反应的存在。煤阶对着不同气氛下火点位置间隔有较大的影响。     

对冲火焰中煤粉着火的实验研究

本文发展并建立了一套适用于研究煤粉穿越气相火焰面着火特性的对冲火焰实验系统,基于碰撞解聚原理研制了全新的微小载气量给粉系统。通过统计ICCD拍摄的煤粉着火图像,结合数值计算分析煤粉颗粒的沿程温度经历,发现穿越扩散火焰面时颗粒升温速率可达10~5 K/s,火焰面温度及煤粉停留时间是决定煤粉穿越火焰面后着火模式的主要因素。     

高温射流点燃煤粉火焰的数值研究

本文用积分近似数值法对电弧等离子体射流点燃煤粉火焰进行了分析研究,探讨了给粉量、电弧功率及煤的种类(不同探发份及不同热值)对煤粉着火的影响,并给出了各种工况下点火室中气相场及颗粒群的速度、温度及浓度剖面分布。所得结论和工业实验及文献[8、9]中实验现象定性符合,有关煤种影响的结论对进一步研制工程装置有参考意义。     

与HO_2和HO_3相关的复杂反应的量子动力学（英文）

形成复合物的复杂反应广泛存在于气相化学反应中.对形成复合物的双分子复杂反应的研究揭示了一些有趣的动力学现象.这类反应在反应入口通道通常只有很低的反应能垒或者没有能垒,且反应路径上存在深势阱,使得它们的动力学特征与直接反应有显著区别.理论上,量子态分辨的反应动力学研究可以为化学反应提供最详细的微观机制,目前量子动力学研究己成功地应用于含有单个势垒的直接反应.但对于包含深势阱、多通道的多原子复杂反应体系,构建高精度的势能面并进行精确的量子动力学计算仍然充满挑战.本文综述了在燃烧、大气和星际化学中至关重要的与HO_2和HO_3相关的典型复杂反应的最新研究进展,介绍了到目前为止这两个体系在理论和实验方面的研究工作,着重总结了这些体系的实验和理论研究成果中仍未解决的动力学问题.     

颗粒气体的团簇行为

颗粒体系由于粒子间非弹性碰撞和摩擦等内秉的能量耗散特性,由宏观粒子形成的颗粒气体体系经常会有局部凝聚现象,这是颗粒气体体系与分子气体体系的最大区别之一。理解和预测这一现象的发生将有助于人们对远离平衡态体系的复杂现象(如有序结构、斑图和团簇形成)的认知。这种局部凝聚现象可以类比于分子气体中亚稳分解形成的液滴,将气液相分离用于解释和寻求局部凝聚现象的模型得到了分子动力学模拟的校验。但是实验的校验却由于宏观粒子运动受重力作用的影响难以在实验室中实现。实践十号卫星为我们提供了长时稳定微重力条件,使得实验观察成为可能,有望获得团簇形成及颗粒冷却行为等颗粒动力学重要实验结果。     

应用PTV技术对颗粒碰撞规律的研究

为了研究稠密气固两相流中颗粒团聚的形成和破碎现象,本文提出了采用可获得颗粒运动学参数的可视化测量技术一PTV技术间接测量颗粒碰撞过程中的作用力的新思路和方法。在建立双球碰撞的运动学参数与动力学参数相互关系的数学模型基础上,设计了微球颗粒的碰撞实验并利用上述模型推演出了颗粒间作用力和碰撞能量损失等参数。     

微喷颗粒与气体混合过程的数值模拟研究

冲击波作用下金属与气体界面将发生微喷混合现象,即金属表面产生的微喷射物质在气体中的输运过程.提出采用散体颗粒分布代替微喷初始状态,基于气体-颗粒两相流模型对微喷混合现象进行了模拟研究.数值模拟给出了微喷混合的动力学演化过程,分析了初始气体压力和颗粒尺寸因素对混合层的影响规律;在数值模拟中发现了微喷颗粒的气动破碎现象,这可导致颗粒尺度明显减小,成为影响微喷混合演化性质的重要物理因素.本文模拟结果与相关实验结果取得一致,初步表明,气粒两相流模型是模拟微喷混合过程的一种有效方法.     

气固受限同轴射流颗粒弥散的实验研究

用消光法测量了气固受限同轴射流初始段的颗粒浓度分布,研究了气流速比、颗粒粒度对颗粒弥散的影响,并对颗粒的混合特性与气相的混合特性进行了比较.研究表明,当颗粒处于环形射流中时,颗粒的弥散速率高于气相的混合速率,小颗粒的弥散速率高于大颗粒的弥散速率,颗粒弥散受气流速比的影响较弱.     

MILD煤粉燃烧湍流与化学反应相互作用的数值分析

采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法分析了湍流与化学反应相互作用下MILD煤粉燃烧的微观特征。比较了涡耗散模型(EDM模型)和涡耗散概念模型(EDC模型)对MILD煤粉燃烧的影响,两者得到的速度场、温度场、烟气成分等结果与实验结果符合较好.在此基础上分析了MILD煤粉燃烧湍流和化学反应的微观特征尺度,发现采用EDC模型能更准确地反映MILD煤粉燃烧的微观特征,即山于强烈的烟气内部再循环导致的高湍流混合和烟气稀释后低氧浓度下的缓慢化学反应.     

化学吸附制冷的动力学模型

对传统的化学吸附动力学模型不能够反映络合物分子之间化学反应动力学这一问题,文中对不同的络合物分子间距的CaCl2-NH3的吸附与解吸过程进行了研究,结果表明,络合物分子之间的化学反应动力学对吸附过程影响较大.通过增加能够反映络合物分子反应动力学以及络合物分子间传质过程的项,对传统的化学吸附动力学模型进行了改进,试验表明,改进的化学吸附动力学模型能够很好地反映试验现象.对解吸过程的研究则表明,解吸过程主要受络合物分子内部反应动力学的影响,络合物分子之间的反应动力学对解吸过程的影响不大.     

煤粉在四角切向燃烧煤粉锅炉炉膛内的燃烧行为

本文对煤粉在四角切向燃烧煤粉锅炉炉膛内的燃烧行为进行了数值研究。在计算中,将煤岩学对煤进行分类研究的思路引入燃烧学,对煤粉中所含不同煤岩类别的煤粒分别进行了研究。结果表明,煤粉中的部分难燃组分在炉膛内未能燃烬;炉膛出口处颗粒的浓度存在较明显的偏差,右侧浓度较大,未燃成分较多;煤粉的未燃烬及浓度偏差对四角切向燃烧煤粉锅炉的局部超温爆管现象有直接的影响,且三次风的影响更为严重。     

湍流条件下煤粉颗粒群着火特性实验研究

本文搭建了平面火焰携带流反应器系统,研究了不同煤粉条件下煤粉颗粒群湍流射流着火特性。实验表明,湍流射流速度下低挥发份煤着火表现出扩散状暗红色火焰形态;随挥发分含量的增大,火焰亮度增加,并且在一定高度处发展为颗粒群群燃着火。随给粉量的增大,着火延迟呈现先减小后增大的趋势,最佳给粉浓度为0.75~1.00 kg/m~3。随粒径的减小,加热速率更快,挥发分大量析出使得火焰亮度增加;并且颗粒间的相互作用增强,更早出现颗粒群的群燃现象。     

分仓颗粒布居分聚现象的通量模型

置于以窗口连接的分隔仓中振动驱动的颗粒气体会出现颗粒在两仓中布居分聚现象,被形象地称为麦克斯韦妖现象.通量模型的建立是理解麦克斯韦妖现象的关键问题.Eggers以颗粒气体动力学为基础得出了简化的理论模型.该模型可以很好地得到分仓中颗粒的布居分聚现象,然而似乎无法用于预测两种颗粒在分仓体系中的布居振荡现象.通过实验研究,测量了颗粒气体的流通量曲线,改进了Eggers模型.改进的模型可以很好地得到两种颗粒在分仓体系中的布居振荡现象. 关键词： 颗粒气体 耗散 通量模型     

宽筛分煤粉颗粒间相互作用的数值研究

本文采用颗粒轨道模型,对不同直径的细小煤粉颗粒绕流单个球形大颗粒后的运动轨迹进行了数值模拟,研究了宽筛分条件下大颗粒的尾涡作用对小颗粒运动情况的影响．同时将计算结果同激光全息的实验结果进行了对照,二者符合得较好．结果表明,只有当煤粉颗粒的尺寸小到一定程度时,大颗粒的尾涡才对其运动轨迹产生显著影响．