氨气预混旋流燃烧火焰稳定性及燃烧极限研究

采用叶轮型旋流燃烧器,研究了旋流数、叶片数以及流量等因素对氨气预混旋流燃烧火焰稳定性和燃烧极限的影响.实验结果表明,在一定当量比下,氨气预混旋流燃烧火焰会失稳发生回火或振荡抬举;随着旋流数的增大或叶片数的增加,火焰更易失稳发生回火;石英玻璃高度越高,内部流场结构越完整,火焰高度越高。氨气预混旋流火焰贫燃极限在φ=0.64～0.76之间,富燃极限在φ=1.47～1.74之间。随着总流量的增大,贫燃极限逐渐增大,富燃极限波动较大,总体燃烧极限范围变大;随着旋流数的增大、叶片数的增加或石英玻璃高度的升高,燃烧极限范围变窄。     

旋流非预混燃烧火焰流动特性的实验研究

利用粒子图像速度场测量技术(PIV)对不同工况下的旋流非预混燃烧流场进行了测量,考察不同燃空速度比下旋流火焰的流动特性.结果表明,轴向截面上径向平均速度流场以燃烧器轴线呈中心对称,轴向平均速度、轴向脉动速度和径向脉动速度沿燃烧器轴线成对称分布,且轴向平均速度和轴向脉动速度的最大值出现在轴线处.随燃空速度比的增大,轴向平均速度和脉动速度增大,随着与燃烧器表面的距离增加,流场截面上轴向平均速度和脉动速度差异不断减小.     

H2/air旋流预混燃烧的流场特性和火焰结构分析

本文采用完全可压缩的N-S方程,对当量比为1.0的H₂/air旋流预混火焰进行了直接数值模拟研究。氢气和空气的化学反应采用9种组分19步的详细机理。模拟结果表明,强旋流流场中存在回流区,碗形旋流火焰稳定在回流区的外围。在火焰面上沿火焰法向提取了局部火焰结构,将局部湍流火焰结构与层流预混火焰的火焰结构进行了比较,发现局部湍流火焰比层流预混火焰更薄,燃烧强度更高。     

氢气对薄反应区湍流火焰详细火焰结构影响研究

氢是一种非常有前景的清洁可再生能源载体.掺氢燃料预混稀燃是当前开发清洁高效的低排放燃气轮机最重要的能源转化方式之一.本文基于预混CH4/H2/air本生灯火焰,对氢气掺混影响下的湍流火焰详细火焰结构进行了测量和表征.实验采用CH2O和OH基平面激光诱导荧光(PLIF,Planar Laser Induced Fluor...     

近贫燃极限甲烷/空气火焰的层流燃烧速度研究

利用微重力条件下向外传播的球形火焰,对贫燃极限附近甲烷/空气预混火焰的层流燃烧速度进行了测量,得到当量比从0.512(本文微重力实验中测定的可燃极限)到0.601范围内的零拉伸层流燃烧速度,并与前人实验数据和使用3种化学反应动力学模型的计算结果进行了比较.本文实验结果与已有的微重力实验数据非常接近,而其他研究者在常重力...     

富燃料丙烷/空气预混火焰特性的微重力实验研究

地面常重力(1g)条件下,丙烷/空气预混火焰向上传播的富燃极限为9.2%C_3H_8,而向下传播时的富燃极限仅为6.3%C_3H_8,二者之间存在明显差距。利用微重力条件下的实验,对燃料浓度从6.5%到8.6%(微重力实验中测定的可燃极限)范围内的丙烷/空气预混火焰特性进行了研究。实验发现,重力对近极限丙烷/空气火焰的传播有显著影响,影响程度随着当量比的增加而增大。微重力下丙烷/空气的富燃极限为8.6%C_3H_8(φ=2.24),明显高于1g条件下向下传播火焰的可燃极限,略低于向上传播火焰的可燃极限。随着当量比的增大,根据压力变化曲线计算的火焰层流燃烧速度从8.5cm/s逐渐减小到2.7 cm/s,可燃极限处的层流燃烧速度与前人实验数据一致。     

加压条件下甲烷/空气预混火焰可燃极限的微重力实验研究

本文成功搭建了适用于中国科学院力学研究所国家微重力实验室(NMLC)落塔的高压对冲火焰实验系统,并首次开展了微重力条件下加压对冲火焰实验,测定了一定张力条件下甲烷/空气层流预混火焰的熄灭极限。实验结果表明,随着压力的增高,甲烷/空气混合气体的可燃极限呈先增后降的非单调变化趋势,峰值发生在0.4 MPa左右。浮力对加压下微弱火焰熄灭极限的影响明显,在常重力条件下,相同张力下的熄灭极限较微重力条件下的偏大,峰值出现的压力略低。微重力条件下的实验结果与使用CHEMKIN的数值模拟的结果相当一致。     

O2/CO2条件下煤粉燃烧火焰特性的实验研究

本文利用平面火焰曳带流反应系统,对O2/CO2气氛下的煤粉火焰进行了实验研究.以期通过此实验研究,对后期的实验室规模的实验研究起到指导作用.结果表明:O2/CO2气氛下CO2的存在、氧分压的大小以及煤中的水分含量均对煤粉火焰有较大影响.     

整体式CuMn2/Cord上挥发性有机物C6H6催化燃烧实验研究

本文在蜂窝状堇青石(Cord)载体上多次浸渍制备了CuMn_2/Cord整体式催化剂,通过改变活性组分负载量和后处理方式来考察催化剂对C_6H_6的催化性能,并重点研究了C_6H_6在不同催化剂上反应活性和动力学特性,结果表明:经无水乙醇后处理的催化剂表面晶体分散均匀度相比水洗更好,相同条件下可为C_6H_6提供更多的反应活性位;浓度为750 mg·Nm~(-3)的C_6H_6气流以4000 h~(-1)的空速分别在六种催化剂和堇青石(Cord)载体中的催化反应特性表明:发现三次负载醇洗二次负载醇洗=三次负载水洗一次负载醇洗二次负载水洗一次负载水洗堇青石(Cord);所制备的催化剂对C_6H_6催化燃烧的活化能为40～60 kJ·mol~(-1),通过Sm准则数判定,反应温度区间被200℃、250℃分为动力控制、过渡区和扩散区。     

MLi2H3(M=Na,K)与NH3反应的密度泛函理论研究

采用杂化密度泛函方法,对MLi₂H₃(M=Na, K)团簇与NH₃的反应机理进行计算分析,对反应中各驻点几何构型进行优化,经频率分析和内禀反应坐标计算以确证各驻点的正确性和连接关系.经单点能校正计算,给出反应相关的能量信息.结果表明：引入Na和K原子后,反应物LOMO轨道有大幅度的向Na、K原子处的转移. KLi₂H₃有较小的能隙和电离势及较高的费米能,有较高反应活性. Na、K元素的引入,能破坏反应物的稳定性,降低反应能垒.     

传压介质对晶格振动和相变压力的影响——α-Bi2O3的高压拉曼光谱研究

 本文分别使用4∶1的甲醇-乙醇混合溶液和固态氩做传压介质测量α-Bi₂O₃的高压拉曼光谱。实验结果表明，传压介质对样品的谱线频移速率及相变压力有明显的影响。通过对拉曼光谱的分析认定，α-Bi₂O₃在高压下可能经历了一次结构相变，在准静水压和非静水压条件下的相变压力分别为23.1 GPa和20.4 GPa。     

The effect of benzo‐annelation on intermolecular hydrogen bond and proton transfer of 2‐methyl‐3‐hydroxy‐4(1H)‐quinolone in methanol: A TD‐DFT study

Excited‐state intermolecular or intramolecular proton transfer (ESIPT) reaction has important potential applications in biological probes. In this paper, the effect of benzo‐annelation on intermolecular hydrogen bond and proton transfer reaction of the 2‐methyl‐3‐hydroxy‐4(1H)‐quinolone (MQ) dye in methanol solvent is investigated by the density functional theory and time‐dependent density functional theory approaches. Both the primary structure parameters and infrared vibrational spectra analysis of MQ and its benzo‐analogue 2‐methyl‐3‐hydroxy‐4(1H)‐benzo‐quinolone (MBQ) show that the intermolecular hydrogen bond O₁―H₂?O₃ significantly strengthens in the excited state, whereas another intermolecular hydrogen bond O₃―H₄?O₅ weakens slightly. Simulated electron absorption and fluorescence spectra are agreement with the experimental data. The noncovalent interaction analysis displays that the intermolecular hydrogen bonds of MQ are obviously stronger than that of MBQ. Additionally, the energy profile analysis via the proton transfer reaction pathway illustrates that the ESIPT reaction of MBQ is relatively harder than that of MQ. Therefore, the effect of benzo‐annelation of the MQ dye weakens the intermolecular hydrogen bond and relatively inhibits the proton transfer reaction.     

EuCl3.6H2O中Eu^3＋的^5D0—^7F0跃迁的“反常”温度效应及其跃迁机制研究

研究了ＥｕＣｌ３．６Ｈ２Ｏ的Ｅｕ＾３＋的＾５Ｄ０－＾６Ｆ０“禁戒”跃迁的机制有其“反常”温度效应。通过比较没温度下荧光光谱中＾５Ｄ０－＾６跃迁和＾５Ｄ０－＾７Ｆ０跃迁第一条谱线的强度比，发现由于晶格振动，＾７Ｆ２态通过四个频率为２４５ｃｍ－１的声子与＾７Ｆ０态耦合，使＾７Ｆ０态成为混合态，因而使＾５Ｄ０－＾７Ｆ－的跃迁成为可能，并且其振子强度随温度的变化而变化。