孤立碳颗粒聚团燃烧过程的研究

数值模拟气体流过孤立碳颗粒聚团的燃烧反应过程。计算表明穿过颗粒聚团的气体流量主要与颗粒聚团空隙率有关。当颗粒聚团空隙率小于0．8时,穿过颗粒聚团的气体流量可忽略不计。碳颗粒聚团内温度呈现迎来流面低、背流面高,两侧低中间高; CO和CO2含量呈现迎来流面低、背流面高,两侧低中间高的变化趋势;而O2含量迎来流面高、背流面低,两侧高中间低。颗粒聚团内不同位置的颗粒消耗的碳量不同。颗粒的相互团聚将降低碳的消耗量,同时也抑制碳颗粒燃烧过程NO和N2O的生成。     

高密实含能颗粒床对流燃烧过程的实验研究

高密实含能颗粒床对流燃烧过程的实验研究张小兵，金志明，袁亚雄（南京理工大学动力学院南京２１００９４）关键词对流燃烧；含能颗粒床；实验研究１引言在高能燃料火箭推进系统和粒状火药炮膛内，火药颗粒燃烧的热量传递机理是强迫对流。当装填密度高到一定程度时，火焰...     

不同燃烧状态飞火颗粒自由燃烧规律研究

飞火是开放空间中大尺度火灾非连续性蔓延的主要形式.本文通过不同热流下的木质飞火颗粒自由燃烧实验,揭示不同燃烧状态飞火颗粒的结构变形、质量损失及温度分布的变化规律.研究表明,颗粒结构变形受材料化学反应机制和热机械力作用共同影响;颗粒燃烧反应易造成热解气体的内部积聚,以致内压激增、诱发喷射或喷溅细小颗粒的现象;阴燃过程颗粒...     

CO气相反应对碳颗粒燃烧的影响——连续膜理论的一种简化模拟方法

本文提出了一种新的考虑了颗粒边界层内CO气相反应效应的碳颗粒燃烧简化模型——移动火焰锋面(MFF)模型。该模型成功地实现了在“碳颗粒着火时表面等效生成物为CO_2”与“扩散扩制时全部成为CO”这两个极限之间的各种中间燃烧工况的连续转变,并很好地预报了Young等人测量得到的褐煤碳颗粒表面温度超过现有单膜模型理论极限值的实验结果。     

基于图像处理的生物质颗粒燃烧特性研究

本文通过搭建McKenna型燃烧系统研究生物质颗粒的燃烧特性。基于数字图像处理技术分别研究氧浓度、流量和颗粒尺寸对生物质颗粒燃烧特征和挥发分火焰特征的影响。研究表明,随着氧浓度的增加,生物质颗粒的着火延迟时间、挥发分燃烧时间和碳燃烧时间均呈现下降趋势。挥发分火焰时均面积随着氧浓度的增加而减小,挥发分火焰时均平均亮度随着氧浓度的增加而增加。流量对生物质颗粒燃烧特性的影响与氧浓度的影响相似,而颗粒长度对生物质颗粒燃烧特性的影响与氧浓度和流量的影响相反。     

煤的颗粒度对沸腾燃烧的影响

本文分析了各种尺寸的煤粒在沸腾床中的气体动力特性,概述了给煤颗粒度对沸腾床点火启动、燃烧过程和燃烧效率的影响,从一个侧面阐述了颗粒燃料的沸腾燃烧机理。     

利用物理学原理求解数学问题

展开物理学发展的画卷可以看到,数学的发展常推动物理学的进步,而物理学的发展又对数学提出新的要求,它们互相渗透,相互促进,共同发展．同样,在思考和处理数学问题时,若能借助于物理原理去分析,可以使复杂的问题在求解、证明的过程中变得巧妙、简洁;有时可能构思出富有创意的解法,产生意想不到的效果．本文就几道例子谈谈物理学原理在解决数学问题上的应用．     

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%。     

颗粒数方程的求解及流化床数值模拟

流化床内颗粒聚并和破碎将影响颗粒相的流动特性.本文运用基于颗粒动理学理论的欧拉一欧拉气固多相流模型,利用直接矩积分方法求解颗粒数平衡方程,建立颗粒数密度与连续性方程、动量方程之间的关系,数值模拟流化床内两种不同直径颗粒发生聚并时气固两相流动特性。计算结果表明,颗粒聚并伴随着床内颗粒直径逐渐增大,床内颗粒流化状态逐渐变为固定床状态,两种颗粒直径均增加,且小颗粒的体积分数逐渐减小、大颗粒的体积分数增加。当仅考虑聚并过程时增加流化速度将导致床内颗粒体积平均直径变大。随着颗粒密度减小,床内体积平均直径增加。     

电化学刻蚀制备的荧光碳纳米颗粒

以纯石墨作电极、乙二胺四乙酸二钠溶液作电解液制备了具有荧光性质的碳纳米颗粒。利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计分析了碳纳米颗粒的光吸收和荧光发射特征,利用透射电镜和电子能谱分析了碳纳米颗粒的尺寸、晶体状态和成分。结果表明,碳纳米颗粒仅有几纳米,呈分散状态;在325 nm附近具有强的光吸收并表现出强的蓝光发射特征。研究了电解质溶液的种类、浓度等对碳纳米颗粒荧光发射的影响,讨论了碳纳米颗粒的荧光发射机理。     

碳纳米颗粒的放射性99mTc标记

探索了影响氯化亚锡还原法制备碳纳米管和不同粒径纳米碳黑的99mTc标记化合物的多种因素, 在给定实验条件下, 99mTc的标记率能够稳定达到90％以上。 细胞培养液中标记物的放射化学纯度在2.5 h中保持在(86±4)%范围内。 制备的标记化合物满足碳纳米颗粒细胞摄取率测定和细胞毒性机制研究的实验要求。 实验结果提示, 99mTc标记过程是基于还原得到的低价Tc在碳纳米颗粒表面上的物理吸附机理。 The effects of experimental conditions on preparation of 99mTc labeled carbon nanotubes and nanocarbon blacks by SnCl2 were investigated. At given conditions the labeling yields were over 90%. In a culture medium, the radiochemical purity of the labeling compounds kept (86±4)% within 2.5 h. The 99mTc labeled multi walled carbon nanotubes (MWNTs) and nanocarbon blackes (NCBs) obtained in this work met satisfactory experimental demands for study of cellular uptake and toxicity. The experiments showed that the labeling process was based on physical adsorption of low valent technetium resulted from reduction reaction on the surface of the carbon nanomaterials.     

包覆微米碳颗粒的光散射特性

利用分层介质球光散射理论公式,计算分析了包覆水和黄铜介质层对碳微粒的微分散射特性的影响,比较了包覆前后散射的极化特性。在计算中为保持收敛性,对Bessel函数采用了递推求解,并对求和项数进行了限定。结果表明,在包覆前后,单粒子的微分散射截面发生了变化,而包覆层的影响与其厚度和光在其中的趋肤深度有关;厚度小于趋肤深度的包覆层对粒子的前后向散射的极化特性没有影响,而在其它方向上却影响较大。     

单颗粒流化床富氧燃烧特性研究

在二维热态可视化流化床实验平台上深入研究了O_2/N_2和O_2/CO_2气氛下单个煤颗粒燃烧特性。实验中流化床床温为1088 K,O_2浓度为10%~40%,拟球形煤颗粒粒径为6 mm,两根热电偶分别记录煤燃烧过程中颗粒中心及表面温度的变化规律。实验结果表明:O_2/CO_2气氛下O_2扩散速率低于O_2/N_2气氛,使得煤颗粒的平均表观燃烧速率、升温速率及温度峰值降低,燃尽时间延长;提高O_2浓度后燃烧特性得以改善。为获得与空气气氛相近的燃尽时间,O_2/CO_2气氛下O_2浓度约需25%,但O_2浓度需30%才可达到和空气气氛相近的燃烧温度峰值。     

求解原子光谱线同位素位移的数学描述

本文介绍了具有同位素位移效应的原子光谱线经扫描式平面法布里-珀罗干涉仪(SFPI)后,所获得的实验线型的卷积形式。首次报道了利用九参数高斯迭代——最小二乘拟合的退卷积处理方法及其计算程序。由此可获得同位素效应的光谱线位移量、同位素的丰度比及其光谱线的洛仑兹宽度与多普勒宽度。     

煤粉燃烧初期碱金属与碳烟相互作用的研究

研究碱金属与碳烟的相互作用对于深入了解煤燃烧初期的细颗粒物生成与演化机制是非常重要的。本文采用Hencken燃烧器与ELPI+分级采样系统,对准东煤和其酸洗煤在不同气氛下30 ms停留时间处所取样的细颗粒物进行测试分析。研究发现准东煤产生的碳烟存在明显的Na元素掺杂,在20%O_2条件下几乎完全氧化并被矿物质颗粒物替代。酸洗之后准东煤碳烟产量增加40%,并且碳烟的氧化速度明显降低,导致在20%O_2条件下碳烟大量存在于细颗粒物中。使用HRTEM研究了掺杂Na的碳烟的微观结构,结果表明在挥发分的二次反应中碱金属与高分子烃存在多种相互作用机制。     

炭/碳粒燃烧速率的通用计算方法

本文介绍了计算炭/碳粒燃烧速率的通用方法。提出了一个新的无因次准则——燃烧速率控制准则(称F_b准则),它可定量地确定炭/碳粒处于动力、扩散还是动力-扩散控制;并得到了一种供工程计算用的计算炭/碳粒在空气中燃烧时的燃烧速率的通用曲线法。     

煤粉燃烧过程碳烟生成的激光测量研究

燃煤锅炉生成的碳烟不仅会增强火焰辐射、影响燃烧外,还排放到大气环境中带来严重危害。为了进一步了解其生成机理从而更好地对其生成量及特性进行控制,对煤粉燃烧过程中颗粒周围碳烟的分布规律进行定量的研究十分必要。本文自行设计了注射式微量给粉装置,成功实现了0.1 g/h量级给粉率下的连续给粉,并通过改进多元扩散燃烧器和以及结合激光诱导白炽光(Laser Induced Incandescence)技术,首次实现了对单颗粒煤粉燃烧过程中碳烟分布的定量测量,发现对于70μm左右的煤粉颗粒,碳烟分布直径约为1 mm。此外还通过控制气氛,研究了含氧量对碳烟生成的影响,发现随着氧含量的上升,碳烟总浓度下降并且峰值出现更早的规律。     

铬在氢氧扩散火焰中燃烧的颗粒行为

在含铬废物的燃烧处理中,Cr2O3是最主要的燃烧产物,且呈颗粒状态。本文采用氢氧扩散火焰模拟工业燃烧过程。在燃烧火焰中铬和氧反应生成Cr2O3,通过成核和凝并形成Cr2O3颗粒。实验研究运用动态光散射技术,并由Cr（CO）6在室温下快速分解产生铬,跟随燃料氢一起进入燃烧室。数值研究采用离散分区模型,数值模拟的结果和实验测量结果是一致的,都表明试验条件下火焰顶端的 Cr2O3颗粒的尺寸大约是 70nm。