利用激光诱导炽光研究高压环境下液体燃料层流扩散火焰碳烟分布的二维图像

研究了在高压环境下压力对液体燃料的碳烟的层流扩散火焰碳烟生成的影响。利用激光诱导炽光和消光法相结合的方法,获得了层流扩散火焰的碳烟分布二维图像,测量和分析了正庚烷的层流扩散火焰的碳烟体积分数生成随压力变化的规律。然后,引入特别设计的"滴入式火焰"装置,该设计为两种以上液体混合燃料的层流扩散火焰碳烟生成的测量提供了保障。最后,定量地分析和对比了饱和环状分子结构(环己烷和环己醇)和直链分子结构(正己烷和1-己醇)的液体燃油的层流扩散火焰的碳烟生成趋势,结果表明,环状分子结构燃油的碳烟生成倾向要强于它们对应的线性分子结构的燃油。     

柴油机烟碳的微波加热燃烧 Ⅰ．柴油机烟碳的介电性能与微波加热特征

本文讨论了将新颖的微波加热技术应用于柴油机烟碳燃烧的可行性。通过研究柴油机烟碳和商品碳黑的组成和结构与介电性能的关系，以及观察它们在微波场中的加热和燃烧行为，发现柴油机烟碳的介电性和损耗性很适宜于使用微波进行加热燃烧。实验结果表明，在含氧量为１０％的模拟排气条件下，当微波入射功率逐渐增至９００Ｗ时，可使柴油机烟碳的烧却率达５０％。文中亦考察了一次燃烧产物中ＣＯ_２摩尔分率在燃烧过程中的变化。     

掺混含氧燃料的柴油替代物部分预混火焰中多环芳香烃的荧光光谱和碳烟浓度

为研究不同含氧燃料与柴油掺混后碳烟降低机理, 本文在自行设计的燃烧器上构建部分预混层流火焰, 采用甲苯和正庚烷混合物(T20, 20%(体积分数)甲苯、80%正庚烷)作为柴油替代物,并分别添加甲醇、乙醇、正丁醇、丁酸甲酯和2,5-二甲基呋喃(DMF), 且保证混合燃料的含氧量均为4%. 进而应用激光诱导荧光法和激光诱导炽光法分别测量不同混合燃料的火焰中多环芳香烃(PAHs)的荧光光谱和碳烟浓度. 结果表明: 通过PAHs的荧光光谱可测量不同燃料火焰中PAHs的生成和增长历程. 四环芳香烃(A4)的生成氧化规律和碳烟基本一致, 说明通过分析A4变化可以预测碳烟变化. 添加含氧燃料后, T20燃料中甲苯含量降低是导致PAHs的荧光光谱强度降低和碳烟生成量减少的主要原因; 同时不同含氧燃料本身对多环芳香烃的生成贡献能力也是影响PAHs的荧光强度和碳烟生成的重要原因. 含氧量相当时, 掺混正丁醇后PAHs的荧光光谱强度和碳烟浓度比添加甲醇、乙醇、丁酸甲酯和DMF这四种含氧燃料的更低. 因此从含氧燃料结构来讲, 正丁醇掺混入T20燃料中降低PAHs和碳烟作用最显著.     

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅱ.载体陶瓷材料的影响

本文讨论了柴油机滤烟器基体材料堇青石和常用载体涂层材料对柴油机烟碳微波加热燃烧的影响。实验结果表明，陶瓷材料，尤其是滤烟器基体材料对微波的吸收能力远远低于柴油机烟碳。因此，当二者共存时，床层的温升速率主要取决于烟碳的含量。烟碳／载体比越高，燃烧越易起动，但是床层温升也越高。与纯烟碳燃烧相比，陶瓷物质的存在有利于降低燃烧产物中的ＣＯ分率。     

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅲ.铜催化剂的影响

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅲ．铜催化剂的影响吕晓慧马建新李平朱兵刘士宁（华东理工大学工业催化研究所，上海２００２３７）方明刘毅庭（香港科技大学研究中心）关键词柴油机烟碳，微波加热，催化燃烧，铜催化剂作者在前文［１，２］研究了柴油机烟碳的微波加热燃...     

Ce_(0.64)Mn_(0.13)R_(0.23)O_x催化剂催化燃烧柴油机碳烟的研究

采用共沉淀法制备一系列Ce0.64Mn0.13R0.23Ox(R=La,Zr和Y)催化剂,并用低温N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氧气程序升温脱附(O2-TPD)等手段对催化剂进行了表征,同时考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能。研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体。加入Rn+离子后,催化剂的抗老化性能有了很大的提高,其中加入La的催化剂具有最好的抗老化性能,老化后碳烟催化燃烧的Tm为319℃,适合于柴油车的排气温度,具有较好的应用前景。     

Ce0.64Mn0.13R0.23Ox催化剂催化燃烧柴油机碳烟的研究

采用共沉淀法制备一系列Ce_0.64Mn_0.13R_0.23O_x（R=La,Zr和Y）催化剂,并用低温N₂吸附-脱附（BET）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）和氧气程序升温脱附（O₂-TPD）等手段对催化剂进行了表征,同时考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能。研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体。加入Rn+离子后,催化剂的抗老化性能有了很大的提高,其中加入La的催化剂具有最好的抗老化性能,老化后碳烟催化燃烧的Tm为319℃,适合于柴油车的排气温度,具有较好的应用前景。     

乙烯/空气反扩散火焰中气体温度及碳烟体积分数的分布特征

采用三维定位快速插拔式热电偶对乙烯/空气反扩散火焰中不同点处气体温度进行测量,并基于热电偶颗粒沉积法原理,计算火焰中各测量点处碳烟体积分数,研究反扩散火焰中气体温度分布规律及碳烟体积分数随火焰轴向和径向的分布特征.研究结果表明,反扩散火焰中气体温度随轴向呈递减趋势,沿径向也呈递减趋势.燃烧器出口处由于出口效应造成中心区...     

激光诱导荧光法测量内燃机双燃料燃烧过程中的甲醛和羟基

双燃料燃烧是一种实现内燃机高效清洁燃烧的新型燃烧方式,国内外对燃用双燃料的内燃机性能和排放开展了较为广泛的研究,但对双燃料缸内燃烧过程的认识有待深入.本文搭建了一套光学发动机缸内燃烧中间产物激光测试系统,该系统可以实现甲醛和羟基(OH)的二维同时定性测量.为了验证该激光诊断系统的可行性,首先在甲烷层流预混火焰上对甲醛和羟基的激光诱导荧光(LIF)光谱和图像进行采集,确定甲醛和OH激发波长分别为355和282.95 nm.随后在光学发动机上对双燃料缸内燃烧过程中甲醛和羟基进行了非同时测量,分析了双燃料燃烧双阶段放热过程中甲醛和OH分布区域.光学发动机转速为1200 r·min^-1,循环当量总油量为30 mg正庚烷.进气冲程初期气道喷射异辛烷,上止点前10°曲轴转角在缸内直喷9 mg正庚烷.激光诱导荧光成像表明,甲醛生成于低温放热阶段,主要分布在缸内直喷燃油油束附近区域,之后甲醛充满整个燃烧室空间;高温放热过程中燃烧室壁面附近区域的甲醛首先消耗,伴随甲醛消耗OH首先出现于燃烧室边缘,高温放热阶段过后,甲醛基本消失, OH逐渐充满整个燃烧室.最后对双燃料缸内燃烧过程甲醛和OH同时测量发现,甲醛消耗伴随OH的产生,甲醛和OH分布区域总体而言在空间上是分开存在的,但在局部区域甲醛和OH可能并存.     

等离子体在同时去除NOx和碳烟催化反应中的作用

采用程序升温反应(TPR)技术,研究了等离子体辅助同时催化去除富氧柴油机尾气中NO_x和碳烟(soot)的反应特性.研究结果表明,等离子体提高了同时去除NO_x-soot的催化反应活性,降低了碳烟的燃烧温度,使碳烟起燃温度从300 ℃降到280 ℃,燃尽温度从425 ℃降到380 ℃;同时,等离子体辅助提高了NO_x转化为N₂的效率,使催化选择性从1.12％提高到1.53％.本文还分别研究了在NO和O₂的环境中,有或没有等离子体作用下,碳烟在催化作用下的去除特性.等离子体作用使得NO在和O₂共存、只有NO和只有O₂存在的各种条件下,碳烟的催化燃烧活性都有不同程度的提高,促进了N₂的生成.此外,本文也对等离子体辅助同时催化去除NO_x-soot的机理进行了探讨.     

纳米CeO2基固溶体催化柴油机碳颗粒物燃烧性能

采用柠檬酸溶胶鄄凝胶法制备CeO2基固溶体催化剂(Ce0.7Zr0.3O2-δ、Ce0.7Pr0.3O2-δ和Ce0.7Gd0.3O2-δ), 并考察了固溶体和三种常用载体(TiO2、SiO2和Al2O3)及其负载KNO3后的催化碳黑燃烧活性. 结果表明, CeO2基固溶体催化剂具有很高的催化燃烧活性, 其活性接近TiO2、SiO2和Al2O3负载30%KNO3催化剂的活性. 因为纳米CeO2基固溶体的形成, 提高了催化剂的抗烧结能力, 使氧更活泼, 从而提高氧化还原性能, 有利于碳颗粒燃烧. 由于CeO2基固溶体本身的高活性, 因此KNO3的添加不能明显提高CeO2基固溶体催化剂(尤其是Ce0.7Zr0.3O2-δ和Ce0.7Pr0.3O2-δ)的催化燃烧活性, 但KNO3能显著提高TiO2, SiO2和Al2O3的催化燃烧活性.     

Quantitative Analysis of Metallic Elements in Tobacco and Tobacco Ash by Calibration Free Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

Cigarette smoking may be a substantial source of intake of some hazardous elements to the human health. In this work calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy technique was employed to investigate the trace metallic elements (Fe, Ca, Al, Cu, K, Li, Mg, Mn, Na, Sr, Ti, and Zn) concentration in tobacco and tobacco ash. Moreover, variation of metallic elements mass concentration between tobacco and tobacco ash has been observed.     

Ce0.5+xZr0.4-xLa0.1O2-Al2O3催化剂催化燃烧柴油车碳烟

采用共沉淀法制备了系列Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂-Al₂O₃催化剂, 其中0≤x≤0.4且Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂与Al₂O₃的质量比为1:1. 考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能, 并用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氧气程序升温脱附(O₂-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体. 当x=0.2时, Ce³⁺离子在催化剂表面有一定的富集, 此时催化剂具有最大的β氧脱附峰和最好的表面还原性能, 同时具有良好的催化碳烟氧化活性, 碳烟在该催化剂的起燃温度为360 °C, 具有较好的应用前景.     

激光诱导击穿光谱技术/多元二次非线性回归分析土壤中的铬元素

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对土壤中铬元素的含量进行了定量分析研究.由于土壤成分复杂,光谱谱线存在较严重的重叠干扰,若采用一元回归方法分析常得不到理想结果.为了更充分有效地利用光谱中信息,以土壤中Cr Ⅰ 425.43 nm和Fe Ⅰ 425.07 nm谱线的积分强度为自变量,Cr元素浓度为因变量,建立交叉降维近似多元非线性回归、多元二次非线性回归和平方降维近似多元非线性回归模型.对比分析表明,当添加Cr和Fe元素特征谱线强度交叉项影响时,所建立的多元二次非线性回归模型效果最佳,预测浓度与实际参考浓度之间线性关系达到0.9943,预测4个验证样品的相对误差分别为3.57％,0.76％,7.66％和2.24％.     

双燃料发动机缸内分层激光诱导荧光实验及化学动力学模拟研究

双燃料压燃（RCCI）是一种很有前景的发动机新型燃烧方式,能在小负荷到中高负荷范围内实现发动机高效清洁燃烧,为了将RCCI拓展到更高负荷,需要对其缸内燃油分层和燃烧过程开展更深入研究。本文在一台双燃料光学发动机上采用燃油-示踪剂平面激光诱导荧光法（PLIF）,对RCCI着火前缸内燃油分层进行定量测量,选用甲苯作为示踪剂,利用266 nm脉冲激光激发甲苯荧光,发动机转速1200 r·min^-1,平均指示压力6.9×10⁵ Pa,气道喷射异辛烷,缸内在上止点前10°喷射正庚烷。采用燃油-气体绝热混合假设,对PLIF测量结果进行温度不均匀性修正,以上止点后5°曲轴转角下的测量结果为例,不修正相比修正测试区域内的最大当量比高估15%。根据实验结果,利用Chemkin软件分析了活性、浓度和温度分层对燃烧滞燃期的影响,结果显示燃料活性分层和浓度分层共同决定RCCI的着火滞燃期,其中活性分层影响要大于浓度分层,而温度分层对着火滞燃期影响很小。RCCI燃烧过程自发光的高速成像结果表明,着火过程首先出现在燃烧室边缘的高活性区域,随后火焰向燃烧室中心处的低活性区域发展,碳烟辐射光图像显示碳烟主要形成于燃烧室边缘的高活性区域。     

用定量结构性质关系预测表面活性剂的浊点

用结构、电子、空间和热力学等性质为描述符，建立了宏观性质非离子表面活性剂浊点与微观结构之间的定量结构性质关系. 这些描述符包括辛醇/水分配系数lgP、分子表面积A、相对分子质量Mr、偶极矩μ-y和μ-z.通过49个非离子表面活性剂浊点的实验数值与五个性质之间的关系式，成功地预测了其他非离子表面活性剂的浊点.