旋流燃烧器数值模拟中Realizable κ-ε和RSM模型的比较

使用RKE模型和RSM模型对某旋流燃烧器进行3D冷态湍流流动模拟计算,并从精度、计算量和收敛性3个方面对两个模型进行了比较。通过与PIV所测得的出口冷态流场对比表明,两个模型均可以较准确地预测燃烧器出口的宏观流场、径向速度和轴向速度分布。相比较而言,RSM模型在预报流场速度峰值的位置、回流区的大小、主流射流宽度等方面比RKE模型更准确一些,在收敛性上RSM模型也占优,而在计算量上,RSM模型略大一些,但对反应流计算,两个模型计算量基本一致。研究表明在模拟旋流燃烧器流场时RSM模型具有一定的优越性,建议优先考虑。     

基于Py-GC联用的煤快速热解实验研究

采用居里点裂解仪-气相色谱仪(Py-GC)联用的方法研究了4种煤的快速热解特性,分析了挥发分主要气相产物及其析出规律.结果表明,大于等于50%的挥发分在热解初期(t ≤ 2 s)释放,采用箔片装载方式的居里点裂解仪完全热解1 mg煤样需要10 s;挥发分主要气相产物中,各气体组分的生成量(mmol/g_coal)顺序为H₂ > CH₄ > CO > CO₂ > C2(C₂H₆、C₂H₄)> C3(C₃H₈、C₃H₆);挥发分释放量随热解温度的升高而增加,相同热解条件下,次烟煤挥发分的释放率高于贫煤和无烟煤;H₂和CH₄的生成量依赖于热解温度,热解温度越高,H₂和CH₄的生成量越多;CO和CO₂的生成量不仅与热解温度相关,而且与煤中的氧含量紧密相关,氧含量越高的煤热解生成的CO和CO₂越多;C2和C3气体的生成量相对于其他气体很少,体积占挥发分气相产物的5%.     

高温下热解温度对煤焦孔隙结构的影响

利用高温沉降炉在1500K～1800K制备京西无烟煤煤焦，使用化学吸附法测定不同热解温度下煤焦比表面积及孔容积与孔径的分布特征，并采用SEM观察煤焦颗粒表面的形态，分析了高温下热解温度对煤焦孔隙结构的影响规律。结果表明，煤焦的比表面积主要由孔径小于10nm的微孔和中孔构成，而其孔容积则主要由孔径为2nm~50nm的中孔构成。高温下煤焦比表面积和孔容积随热解温度的升高，呈现先增大后减小的非单调变化现象，转折温度约为1600K。出现这种变化的主要原因是煤焦在热解温度超过1600K后开始烧结，产生较为光滑致密的表面结构，部分孔隙封闭。     

热带气旋的基本热力学分析

通过对热带气旋的热力学分析与计算, 发现热带气旋的能量主要来源于水蒸气凝结所释放的潜热. 气旋内外的温度差异使其产生了做功能力, 形成了一个热力循环, 该热力循环的效率在一定高度范围内随温度的增高有一个最大值: 对于一定的气旋底部温度,在饱和空气温度较低时, 其效率随着高度的增加存在极大值; 而当温度较高时, 则其效率随着高度一直增加. 当海面环境温度在33oC~34oC时, 效率达到最大值, 约为7.4%. 而输出功则随着温度的增加而一直增加, 因而气旋强度随着环境温度的增高而增大.      

半周加热内螺纹管内超临界传热的数值模拟

半周受热内螺纹管内流体温度、壁面温度和换热系数存在周向不均匀性,本文建立了流固耦合的传热模型,通过数值模拟在不同q/G (热流密度与质量流速之比)下对比分析了半周和全周加热内螺纹管内超临界水的传热过程。研究发现半周加热内螺纹管强化了超临界流体传热,降低了内壁温度。管内流体的贴壁周向运动加强了冷热侧流体间的热量交换,同时近壁面流体与管中心流体间的传热强度也有所提高。管子几何参数对半周受热内螺纹管换热的影响比全周加热时更显著。     

循环床锅炉循环灰对焦油裂解的催化影响

以循环流化床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的蒸汽－煤气联产技术中,降低焦油产率、提高煤气产率是一个努力方向．本文在固定床反应器实验台上以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,实验研究了一种洗中煤形成的循环友对焦油裂解的催化影响,测定了裂解反应动力学参数,探讨了循环灰对焦油裂解的催化机理．实验结果表明,与热裂解相比,循环灰条件下焦油裂解活化能下降,气态裂解产物总量提高．     

空气斜槽浓相煤粉输送的实验研究

在一个长7 m的空气斜槽内进行浓相输送煤粉的实验研究.实验结果表明,随着空气表观速度增加,煤粉饱和输送量先增加,随后达到稳定,约为0.25kg/s.槽倾角低于5°时,煤粉不流动.倾角在5°～7°内,煤粉的饱和输送量和最大固气质量比随角度变化不明显,但随倾角增大,处于最大固气比下的工作空气速度范围增大.输送槽高度对煤粉的...     

热处理对煤焦反应性及微观结构的影响

用热天平和XRD考察了热处理对二种煤(河北蔚县褐煤、四川湔江烟煤)镜质组半焦微观结构和反应活性的影响。TGA结果表明，热处理温度增加，蔚县煤镜质组(YXV)与湔江煤镜质组(JJV)焦炭的反应性降低；YXV焦炭的反应性随着热处理时间的增加而急剧下降，但一定热处理时间(60 min)后，其下降趋势变缓；热处理时间对JJV焦炭的影响较小。XRD结果表明，在热处理温度为900 ℃，初焦热处理时间为60 min时，YXV焦炭晶格结构发生明显改变，900 ℃以上，YXV焦炭芳香堆垛高度Lc随着热处理时间的增加而增加；热处理时间对JJV焦炭的影响不如YXV显著，而只有在较高的热处理温度(1 200 ℃)下，碳的微观结构才出现明显的有序化。热处理导致的焦炭微观碳结构趋于有序化是焦炭反应性下降的主要原因。     

反扩散火焰温度场特性的实验研究

本文设计搭建石英管反扩散层流燃烧实验系统,研究了不同雷诺数和燃料组分条件下反扩散火焰的温度场特性。实验表明,反扩散火焰中心某一高度存在燃料和中心空气快速混合区域,体现出一定的预混燃烧特性。随中心射流雷诺数增大,火焰底部冷核区增大,高温区位置沿轴线上移,但火焰最高温度点的水平高度先升高后降低。不同燃料组分下,反扩散火焰的整体温度有所变化,但火焰温度的分布特性基本相似。