滞止旋流火焰合成纳米TiO_2颗粒的实验研究

湍流效应是火焰合成纳米TiO2颗粒工业化规模放大的一个重要影响因素.本文基于一种新提出的滞止旋流火焰开展了合成TiO2纳米颗粒的实验研究.在旋流数0.26的条件下,可成功获得比表面积300㎡/g以上,粒径最小达5nm的锐钛矿型TiO2颗粒,这可归因于本文滞止旋流火焰具有贫燃稳定性、速度高反应快、温度梯度大等特点.实验还...     

电场作用下火焰中离子对燃烧反应速率的数值模拟研究

本文针对甲烷-空气预混火焰中离子对火焰化学动力学特性的影响开展了理论模拟研究。在不同外加电场作用条件下,分析了离子从火焰面区域迁移到低温预热区时对当地化学反应的影响规律。研究表明,低温区内(～800 K)离子对反应速率的影响较大,甚至反应时间可减少65%,而对于1200 K以上高温区该影响则可忽略。实验结果进一步揭示了电场对旋流火焰的影响主要是通过离子风效应改变了火焰面位置和形状而造成的。     

静电与流体作用下微米颗粒团迁移机理研究

由于带电微米颗粒之间存在静电、流体相互作用,颗粒团的迁移行为与单颗粒截然不同。本文以静电除尘器(ESP)中带电颗粒团迁移沉积为背景,首先探讨流体有限惯性对单颗粒扰流流场的影响,在此基础上利用Oseen动力学计算颗粒团迁移过程中的颗粒团形状演化机理。计算发现,在颗粒间流体相互作用下,颗粒团由初始的球形经历扁化、拖尾、破碎等过程,最后形成子颗粒团。随着颗粒荷电量增加,颗粒团迁移由原本的破碎模式转变为较为稳定的各向同性膨胀模式。迁移模式转变能够用荷电参数κ_q定量描述。最后,我们发现颗粒团破碎形式与颗粒初始分布不均匀性有关,并且利用Lyapunov指数定量分析了颗粒团形状不稳定性。     

回转窑内MSW轴向传输和扩散的数学模型和仿真

本文发展了随机颗粒轨道模型并用来预测ＭＳＷ在回转窑内轴向传输和扩散现象，即停留时间分布。模型创新性在于：（１）首次采用颗粒受力矢量分析而非Ｓａｅｍａｎ倡导的几何分析来确定窑内单历程中颗粒的滚落轨迹；（２）充分考虑了ＭＳＷ在回转窑内分离现象，引入参数来表达颗粒滚落过程的随机分布函数。模型计算值和试验结果取得良好的一致，可以为回转式热解或焚烧炉的设计和运行提供依据。     

二维喷动床颗粒流动的脉动特性实验研究

二维喷动床横截面为152 mm×15 mm,锥角为60°,喷口宽度为9 mm,实验物料为平均粒径2.0 mm的玻璃珠.床体的颗粒流动表现出整体的喷动周期性,属于不连贯喷动流型.本文基于PIV处理颗粒流动图像获得了颗粒流动的瞬时速度;基于功率谱密度分布对瞬时速度的分析结果表明,喷射区轴线的中下部颗粒存在较强的速度脉动,环隙区颗粒速度脉动较弱;研究发现喷动周期与床体压力脉动周期基本一致.     

固体氧化物直接碳燃料电池的模型计算

直接碳燃料电池(DCFC)是直接以碳或煤为燃料的燃料电池.本文以一种以固体氧化物为电解质的固定床直接碳燃料电池为对象,基于文献中的实验数据,建立了物理模型和数学方程,求解出电池在三个特定温度下的V-I曲线以及能量转换效率,并与文献中的实验结果进行对照,验证了对固定床直接碳燃料电池的反应过程的假设,分析了电池性能的影响因素,为直接碳燃料电池的应用打下了理论基础.     

煤粉燃烧过程磷在亚微米颗粒中的转化

亚微米颗粒(PM1)中的磷由于对环境和SCR催化剂活性的影响而受到越来越多的关注.本文在一台25 kW的一维下行炉实验装置上,利用两级N2稀释高温水冷等速取样系统,通过PM2.5切割器和ELPI获取代表着煤粉燃烧主要阶段生成的粗颗粒(PM2.5+)和PM1,并进行元素成分和颗粒形貌的测试.研究结果表明,在燃烧过程中,磷主要富集在PM1中,磷在PM1中的质量浓度粒径分布存在双模态结构,Na、K、Mg、Ca和Fe的磷酸盐化影响着P在燃烧中的转移,Fe、K和Ca是影响P在中间模态颗粒中分布主要因素,而超细颗粒模态中燃烧条件控制着蒸发凝并的过程,从而最终影响到P在超细颗粒模态中的质量浓度分布的剧烈变化,同时也影响磷酸盐化的元素种类及相关度.     

锯屑与煤混烧过程积灰实验研究

积灰降低锅炉效率,危及安全运行,是生物质燃烧技术发展的主要障碍.本文基于高温一维下行炉,选用锯屑和兖矿原煤作为燃料,通过自动控温采样枪收集积灰,分析积灰的采集效率、撞击效率和捕集效率等宏观效果参数.结果显示,锯屑与兖矿混烧时积灰倾向性显着增加.扫描电镜/能谱微观分析发现:碱金属和碱土金属的存在是积灰倾向增加的原因,两条主要途径是:碱性物质在飞灰表面冷凝增加了飞灰的表面黏性;碱性物质与硅铝酸盐结合形成低熔点的化合物.     

微波辐射对乙酸乙酯皂化反应的影响

采用电导率法研究了微波辐射对乙酸乙酯皂化反应动力学常数的影响.结果表明,反应物经微波辐射后化学反应的动力学常数增大,且与辐射时间长短呈正相关.分析了微波辐射使动力学常数增大的原因.     

燃煤碳烟生成的实验研究

本文利用Hencken型的平面燃烧器，以激光诱导白炽光（LII）和平面激光诱导荧光（PLIF）系统对燃煤碳烟的生成进行在线测量。对直径4—12mm的煤柱颗粒开放式燃烧的OH和碳烟颗粒进行PLIF和LII的实验结果表明，燃煤形成碳烟和挥发分火焰几乎同时出现和消失，煤柱产生碳烟的持续时间约和煤柱颗粒的粒径的1．8次方呈正比...