火灾烟气中CO2和CO的释放特性研究

火灾产生的有害烟气是造成人员伤亡的主要原因。火灾科学研究中,研究者对CO_2和CO研究较多,但对它们的释放过程和机理研究很少。本文利用国际文献中评价材料毒性的原始实验数据,从烟气毒性物质释放的角度,分析了火灾烟气中 CO_2和 CO的释放特性,特别是分析了通风量的影响机理。在此基础上,进一步研究发展出一个与动态释放过程相关的烟气危害性评价体系,从而在释放规律与材料选择、实际火灾中人员的逃生过程之间建立起直接联系。     

颗粒碰撞率的实验研究

本文采用一种新的研究思路,以高速摄像作为手段,结合各种新颖的PTV算法,在毫秒级时间尺度和毫米级空间尺度上(颗粒尺寸)来对颗粒碰撞率做实验研究,对长期以来一直沿用的描述颗粒碰撞率的关系进行检验与修正。通过对实际颗粒碰撞率与颗粒浓度、平均相对速度的关系进行测量研究,发现理论关系与实验存在较大的差别,理论关系较大地高估了碰撞率。指出了需要进一步深入和完善描述颗粒碰撞率的实验规律,这些规律可直接应用于气固两相流动的数值计算与理论分析中。     

稠密气固两相流中单颗粒所受气动力的数值模拟

本文采用数值模拟的方法计算了稠密气固两相流中单个颗粒所受到的气动力．通过与实验数据的比较分析了数值计算的准确性．对于空间均匀排列的多颗粒分布形式计算了其中单个颗粒所受到的气动力随颗粒空隙率（颗粒浓度）的变化规律．     

火灾烟气毒害物HCl和HCN的分析及危害性评价方法

火灾是一种失去控制的燃烧,具有双重性规律。火灾产生的有害烟气是造成人员伤亡的主要原因。本文选定火灾中主要的有害燃烧产物氯化氢(HCl)和氰化氢(HCN)作为目标气体,考虑了影响实验数据的各种因素,通过对实验数据的分析,证明了“等生成率假设”在考虑火灾中其它影响因素如温度时是不正确的;分析实验浓度变化曲线达到致死浓度的关键时间,提出了一种新的火灾烟气对人员伤亡影响的危险性评价体系,为火灾燃烧有害产物释放机理研究在工程技术上的应用奠定了基础。     

温度对脱硫剂钙利用率和蒸汽活化效果的影响

在中温烟气脱硫过程中,蒸汽活化对于提高脱硫剂的钙利用率和脱硫效率起到了显著的作用。为了确定温度对于蒸汽活化效果的影响,研究了200～800℃的蒸汽温度范围内钙利用率的变化,给出了合适的蒸汽活化温度。进而分别在400、600、800℃条件下研究了脱硫反应温度与蒸汽活化温度的关系,提出了中温循环流化床烟气脱硫的适用温度范围。     

亚微米燃烧源颗粒物间的相互作用研究

采用微观可视化的高速摄像技术直接观察了燃烧源亚微米颗粒物间的相互作用形态,发现了亚微米颗粒间存在“吸引-旋绕-排斥”形态的相互作用。通过颗粒受力分析,认为传统所考虑的曳力、重力、库仑力、范德华力不能解释这种相互作用．根据亚微米颗粒荷电的不均匀性特征提出颗粒静电力应包括净电荷库仑力和感应偶极子间作用力两部分．感应偶极子间作用力是近程力,具有径向和周向两个方向,在颗粒比较接近的时候迅速增大,并能导致颗粒之间相互旋绕和排斥。该力与上述几种力综合起来可以很好地解释实验发现的这种颗粒相互作用形态。     

高能激光破岩的传热学特性研究

高能激光破岩中激光与岩石相互作用的过程,是一个复杂的非稳定的传热学问题。利用能量守恒原理,得到了激光破岩的传热方程,并对其相变过程中固液相变界面、液气界面上的焓、导热系数和比热等热物性参数进行了近拟简化,从而建立了激光破岩温度场分析的物理模型。利用Galerkin方法,对激光破岩的温度场模型进行了数值分析求解和实例计算。     

圆突扩两相流中气相脉动速度与速度梯度的关系

采用PDA对三种不同颗粒质量载荷的竖直向下圆管突扩流动进行了测量,发现在剪切较强的突扩发展区中气相脉动速度与速度梯度存在线性关系.采用强剪切流假设,进一步对管流中气相湍流的理论推导得到了与实验结果一致的结论.理论分析表明,颗粒浓度较小时,颗粒对气相湍流作用较弱,单相流中气相脉动速度与速度梯度的线性关系得以保持.同时推测,当增大颗粒浓度,颗粒对气相湍流的非线性作用增大,气相脉动速度与速度梯度的线性关系消失.对经典文献中的实验数据进行分析,验证了以上推论.     

无网格方法中结点搜索算法的改进

在采用无网格方法进行数值计算时,常常涉及到结点搜索问题.在处理复杂区域问题时,求解区域中分布的结点数量非常大.如果用传统的全局结点搜索算法时计算量将十分巨大,因此,提出了求解域分解法以减小结点搜索的计算量.采用该方法时,结点搜索的范围就可以由整个求解域缩减到几个相关的子域中,从而大大地减少了无网格方法计算中的结点搜索时间.用该方法对理想流体的位势流动进行了数值模拟,发现:随结点数的增加,无网格方法所用时间与有限元方法相比越来越大;但与全局结点搜索无网格方法相比,本方法大大节省了计算时间.