Simulation of ball motion and energy transfer in a planetary ball mill

A kinetic model is proposed for simulating the trajectory of a single milling ball in a planetary ball mill, and a model is also proposed for simulating the local energy transfer during the ball milling process under no-slip conditions. Based on the kinematics of ball motion, the collision frequency and power are described, and the normal impact forces and effective power are derived from analyses of collision geometry. The Hertzian impact theory is applied to formulate these models after having established some relationships among the geometric, dynamic, and thermophysical parameters. Simulation is carried out based on two models, and the effects of the rotation velocity of the planetary disk and the vial-to-disk speed ratio ω/Ω on other kinetic parameters is investigated. As a result, the optimal ratio ω/Ω to obtain high impact energy in the standard operating condition at = 800 rpm is estimated, and is equal to 1.15.     

非对称碳氢扩散火焰内烟黑浓度与温度联合重建模型研究

基于烟黑热辐射传递过程,提出了非对称碳氢扩散火焰断面内烟黑浓度和温度分布的联合层析重建模型.应用最小二乘QR矩阵分解算法模拟分析了传感器数量和布置方式对重建结果的影响以及模型的抗噪能力.计算结果表明,当4个320像素线阵电荷耦合辐射投影传感器(CCD)成非正对布置时,浓度场重建结果最大误差小于2.5%,温度场重建结果最大误差小于0.2%.此外CCD正对布置将导致重建误差向中心聚集.从对含噪声数据的重建结果看,应用联合层析重建模型,辐射能传感器的信噪比不应低于60dB. 关键词： 非对称火焰 层析重建 最小二乘QR矩阵分解算法 联合重建     

煤粉燃烧颗粒粒子云辐射特性的研究

分析了在560nm的测量波长处煤粉炉中炭粒和飞灰粒子云的辐射特性。利用Mie理论,分别计算了燃烧器出口和炉膛的上部颗粒粒子云的辐射特性,发现在燃烧器出口区,炭粒对颗粒总体辐射减弱系数的影响较大,占90%以上;而在炉膛的上部,飞灰的影响较大。从数值计算结果中可以看出,飞灰粒子云的散射率高达91.6%,其对辐射的散射作用比吸收更强,而炭粒子的散射率仅为50%。     

PVC热解动力学的研究

PVC作为城市固体废弃物中的重要组分,国内外学者已对它的热解或燃烧动力学模型进行了一些研究。Danforth和Takeuchi根据链式理论研究了PVC在220－240℃的热解动力学^[1],Troiskii和Troiskaya提出了用来描述PVC分解初始阶段（转化率约10％以内）HCl析出的数学模型^[2];Wu等分别研究了PVC在高转化率（＞60％）时及在127℃-427℃范围内的热解动力学^[3,4];上述研究主要集中于某一确定的转化范围,而国内近年才开始对PVC的热解或燃烧动力学进行研究,一般都采用较简单的一次反应方程^[5]或常见的固体反应方程6[6]来求解动力学参数,为了能较好地拟合实验结果,计算中只能分段拟合,这样不可避免地会出现断点,所以,对PVC热解动力学的研究还缺乏完整性或连续性,不便于应用。     

直流氩等离子体射流电子温度的测量

直流等离子体射流的电子激发温度,是等离子体射流物理特性中的一个非常重要的参数,并且影响着射流中其他众多特征参数。文章采用发射光谱诊断技术对直流氩等离子体射流进行实验研究,对实验所测得的射流的光谱强度信号进行分析,并采用玻尔兹曼曲线斜率法计算等离子体射流的激发温度。实验结果表明,等离子体射流的激发温度在等离子体发生器的轴向上的分布,随着离出口的距离增大,激发温度显著地下降。并且激发温度受电流和流量的影响较大,提高电源的输出电流,或者增加氩气的流量,激发温度都会升高。     

煤中氯对多环芳烃生成的影响研究

本文在管式炉上研究了煤中氯对多环芳烃生成的影响,测定了煤中氯含量不同时多环芳烃生成量的变化,并分析了在不同气氛下不同含氯量的煤燃烧时多环芳烃与二(?)英生成的相互关系.实验结果表明,在空气中燃烧及氮气气氛热解条件下,随着氯含量的增加,多环芳烃呈减少趋势;氯代反应是导致多环芳烃生成量减少的一个主要原因.     

原生垃圾和煤混烧时多环芳烃和二(噁)英的生成关联

为了评价多环芳烃作为二(口恶)英前驱物经由前驱物途径生成二(口恶)英反应途径的可能性,并找出能作为二(口恶)英在线监测的可能指示物,本文在小型管式炉上进行了原生垃圾和煤混合燃烧试验。结果表明,随着硫氯摩尔比的增加,生成的多环芳烃总量呈下降趋势,和二(口恶)英总量变化的趋势相同,多氯二苯并呋喃(PCDFs)的总量和多环芳烃总量的变化趋势比较相似,存在着一定的关联性。其中苯并[a]蒽(BaA)和PCDFs的关联性非常大,苯并[a]蒽有可能作为PCDF监测的可靠的指示物之一。     

大气压直流氩等离子体射流工作特性研究

介绍了一种新型大气压直流双阳极等离子喷枪,并对其电特性参数和发射光谱进行了测量.通过对氩等离子体射流的电信号进行时域和频域分析,研究了载气流量和弧电流的变化对射流脉动的影响,结果表明氩等离子体电弧的伏安特性呈上升趋势,射流脉动属于接管模式,电源特性中的交流分量引起的电压波动是影响氩等离子体射流脉动的主要因素. 通过光谱法测量了氩等离子体射流在弧室内和弧室出口的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的激发温度,根据Ar I谱线的斯塔克展宽得到了射流的电子密度,并对等离子体射流满足局域热力学平衡(LTE) 关键词： 等离子喷枪 射流脉动 激发温度 局域热力学平衡     

三维燃烧介质和壁面温度的非接触联合重建研究

温度分布在线实时测量对于燃烧过程优化和污染物控制具有重要意义, 针对以往非接触三维温度分布重建过程的耗时性问题和忽略壁面辐射的不足, 本文提出了一种新的离散重建模型, 用于三维吸收、 发射和散射性高温燃烧介质以及壁面温度的快速联合非接触测量. 该模型以四个CCD(Charge Coupled Device) 为测量传感器, 通过构建辐射逆问题求解方程, 从CCD输出的辐射投影图像重建温度分布. 介质中不同投影方向内的辐射传递过程通过离散传递法来描述, 介质的散射和壁面反射则通过离散坐标法来近似. 离散后计算局部辐射强度的病态方程通过最小二乘余量法来求解, 论文对其计算速度进行了优化. 通过非对称温度分布测量算例分析了该模型的有效性, 讨论了测量噪音、 介质和壁面辐射特性对重建精度的影响, 并与其他方法对比分析了模型的重建速度. 计算结果表明本文提出的离散模型可以有效地用于大型高温燃烧介质和壁面温度分布的联合非接触测量. 即使在有噪声的情况下, 该模型也能获得准确的测量结果, 与其他计算方法相比, 采用改进的最小二乘余量法, 能有效地提高温度分布的重建计算速度.     

CaCl2的高温稳定性试验研究

在燃煤造成的特殊污染物中，有关HCl等无机污染物的排放已经成为一个前沿的新热点研究领域。燃煤过程中钙基固氯剂燃烧固氯的最终产物CaCl2，其高温稳定特性对固氯效率有重要影响。本文在固定床反应器上采用气态氯化物直接吸收分析法，对CaCl2晶体粉末在干燥大气和饱和大气下的高温稳定性进行了实验研究。结果表明，在高温条件下CaCl2发生水解反应，水解反应起始温度在700 ℃左右，水解率随燃烧温度和停留时间的增加而增加，空气中水蒸气含量对水解率有显著影响。动力学计算表明在700℃～1300℃温度范围内CaCl2水解反应为二级反应，随温度变化反应机理有所不同，600℃～1000℃和1000℃～1300℃两个温度段的反应活化能分别为E=37.82 kJ/mol和E=18.13 kJ/mol。研究结果对燃煤过程中高温高效燃烧钙基固氯剂的开发有指导意义。