微小多孔介质燃烧器的燃烧特性研究

设计了微小多孔介质燃烧器,进行了氢气和空气的扩散燃烧特性实验研究,得到了其燃烧效率、出口尾气温度、外壁面温度和热损失率随燃烧热功率和过量空气系数的变化规律。实验发现,在较宽的操作范围内,微燃烧器具肯较高的燃烧效率和出口尾气温度,同时获得较低的外壁面温度和热损失率,而且随着燃烧热功率和过量卒气系数的增大,外壁而温度和热损...     

甲烷在逆流换热微燃烧器内催化燃烧的数值模拟

本文联合使用CFD软件FLUENT和化学反应动力学软件DETCHEM对甲烷-空气混合物在有逆流换热的微燃烧器内的催化燃烧进行了数值模拟。计算中只考虑了甲烷在催化表面上的反应。燃料-空气混合物的当量比为0.4,燃烧器外壁面与环境采用对流换热边界条件。计算结果表明,同时采用逆流换热和表面催化燃烧可以实现常规方法无法实现的甲烷稳定、高效转变。     

微纳跨尺度结构ZnO表面的壁面减阻特性

通过化学气相沉积方法获得了具有良好超疏水特性的微纳跨尺度结构ZnO表面, 其表面接触角为150.7°.扫描电镜(SEM)的测试结果表明, 样品结构为ZnO微米柱阵列和在上面交织生长的高密度ZnO针状纳米线的复合结构.通过流变仪, 采用分步流动模式对样品表面在不同的剪切速率和不同间距的情况下进行测量, 得到了扭矩与剪切速率之间的关系.进一步选择覆盖硅烷的光滑Si表面作为对比样品, 选用40％的甘油作为试验液体, 当剪切速率接近20 s^-1时, 测试的表面滑移长度为46.8 μm.这表明微纳跨尺度结构的ZnO表面可有效增加流体减阻特性, 有利于制备具有减阻效应的微器件.     

壁面反应对微小通道内燃烧影响的数值模拟

对微小通道内氢气／空气预混火焰进行了数值模拟。通过对比考虑壁面反应和不考虑壁面反应的微通道内燃烧特性的差异,考察了壁面反应对微通道内燃烧状况的影响,揭示了壁面附近自由基行为和壁面反应、气相反应的相互关系,并探讨了不同尺度下壁面反应效应的程度。结果表明,壁面反应改变了微火焰结构,近壁面附近的自由基被吸附,在径向上出现了明...     

微小型通道几何参数对甲烷燃烧的影响

利用Fluent6.3对微小型通道内的甲烷空气预混燃烧及传热进行了数值研究,得到了矩形截面通道几何参数对燃烧性能的影响。结果表明,随着通道高度的增加,火焰前沿的位置不断向下游移动,并且沿通道中心线的温度分布梯度和反应速率不断降低。通道间距0.6 mm,壁厚从0.1 mm增加到0.2 mm时,壁面和反应后区域流体温度普遍下降;但当壁面厚度较大(≥0.3 mm)时,壁厚对流体及壁面温度的影响非常小。通道间距1.0 mm时,随着壁面厚度的增加,流体及壁面温度都越来越小。     

不同壁面结构与传热情形下低温壁面结霜特性

壁面结霜致使低温换热设备传热性能下降,甚而产生设备安全和生产安全问题。通过实验研究了涂覆疏水涂料壁面结构的结霜特性,不同倾斜角度壁面的水滴凝结与滑落特性,以及添置了太阳能吸热膜的表面传热特性。结果表明:涂有疏水材料的壁面较普通壁面初始结霜时间能延迟约10分钟;一定的壁面倾斜角度通过影响水滴的滚动角,促进凝结的水滴滑落,可阻碍霜层生长;当换热壁面利用太阳能吸热膜对低温壁面进行补热时,吸热量为5.27J/cm2,为普通壁面的1.44倍。这些改进措施可以减少冷壁面结霜量,有助于提升低温设备传热效果。     

不同壁面结构与传热情形下低温壁面结霜特性北大核心

壁面结霜致使低温换热设备传热性能下降,甚而产生设备安全和生产安全问题。通过实验研究了涂覆疏水涂料壁面结构的结霜特性,不同倾斜角度壁面的水滴凝结与滑落特性,以及添置了太阳能吸热膜的表面传热特性。结果表明:涂有疏水材料的壁面较普通壁面初始结霜时间能延迟约10分钟;一定的壁面倾斜角度通过影响水滴的滚动角,促进凝结的水滴滑落,可阻碍霜层生长;当换热壁面利用太阳能吸热膜对低温壁面进行补热时,吸热量为5.27J/cm2,为普通壁面的1.44倍。这些改进措施可以减少冷壁面结霜量,有助于提升低温设备传热效果。     

四墙切圆燃烧方式壁面热负荷

本文将燃烧器布置在四墙中心附近,试验发现:四墙切圆燃烧方式可大大提高燃烧器区域壁面热负荷分布的均匀性。对宜宾无烟煤,四墙中心布置方式其壁面温差Tmax-Tmin平均值为四角切圆方式的24.7%; 对神木烟煤,其壁面温差Tmax-Tmin平均值为四角切圆方式的58.7%。这对防止燃烧器区域壁面结渣和高温腐蚀有重要意义。     

膜蒸馏系统中热容腔结构参数优化的试验研究

旋转入流方式冲刷膜面的膜组件结构是可以调节的,本文应用正交试验设计方法进行试验设计,通过PⅣ试验确定了最佳结构参数。为了考察对膜面的冲刷效果,计算得到流场平面上每一个点的切向速度和径向速度。分析表明,在结构一定时,随着流量的增加,切向速度增大,有效冲刷面积增大,可以更好地破坏温度极化和浓度极化。从试验结果中选择了切向速度均值较大的29~35组,在鸭嘴体入口速度0.303 m/s时,非常直观地分析出第32组是最优结构。结论为膜组件结构的优化和系统效率的提高提供了依据。     

微平板式燃烧室内催化燃烧的试验研究

采用催化材料铂加工的微平板燃烧室,与碳化硅材料加工的微平板燃烧室在相同条件下进行了试验对比,分析了不同流量、不同当量比和不同燃烧室尺寸条件下催化燃烧对微燃烧性能的影响。试验结果表明,同样流量下,采用催化燃烧时的外壁面测点温度均比采用无催化的碳化硅燃烧室的高,且温度分布更均匀;不同于无催化的碳化硅燃烧室,铂加工的燃烧室在当量比为1时内部燃烧已经比较充分;催化燃烧能提高微尺度燃烧的稳定性,扩展燃烧极限。     

微型降膜燃烧器燃烧试验研究

本文利用水平螺旋槽降膜蒸发机理自行设计了降膜蒸发器,应用在微型燃烧器中,能够实现液体燃料的快速均匀蒸发。在没有动力的情况下实现了液态燃料的气化,而且这种燃烧器燃烧效率高,排放的污染物远低于国家标准,在同类产品中性能领先,对我国微型燃烧器的全新雾化燃烧方式的研究开发具有重要的促进意义。     

半焦燃烧特性的热重试验研究

针对目前提倡的煤部分气化燃烧系统集成优化联合生产煤气和热能的新概念,在不同温度下制得四种煤的半焦,通过热天平燃烧试验研究了半焦的燃烧特性,考察了煤种和制备温度对半焦燃烧特性的影响.试验结果表明:煤种不同,所制得半焦燃烧特性不同;相同煤种制得半焦,随制备温度升高,半焦着火温度上升,燃烧活化能增加,燃烧反应活性降低.     

燃煤易挥发微量重金属元素行为的试验研究

为了解煤燃烧过程中易挥发微量重金属元素的行为及其控制因素,对黔西南烟煤和无烟煤进行了层燃实验和流化床燃烧实验。结果表明,层燃实验,煤中Hg在150℃挥发率达50.25％。到815℃几乎全部释放,Se的挥发率平均在98％以上。950℃下煤中As、Sb的挥发率平均为36.77％和34.47％。流化床燃烧,煤中绝大部分Hg以气态排放到大气中,部分Se以气态排放;微细颗粒吸附Hg、Se、As和少量的Sb以吸附态排放。赋存状态、燃烧方式以及燃烧工况等对微量重金属的挥发性有明显的控制作用。     

正庚烷复合均质压燃的燃烧与排放特性研究

本文对参比燃料正庚烷(n-heptane)在一台单缸柴油机上进行了复合均质压燃试验,在缸内直喷正庚烷的同时使用电控燃油喷射系统控制进气道的正庚烷喷射量,以达到控制和改善HCCI着火和燃烧的目的.研究了常温常压下,不同预混合比例和不同负荷的正庚烷复合HCCI燃烧和排放特性.研究发现:在保持NOx排放较低的情况下(100×10-6),这种燃烧方式可以有效的拓宽HCCI的运行范围,大幅降低HC排放(平均降低1/3),同时对降低小负荷时的CO排放也有明显效果.     

高温空气燃烧NOx排放特性的试验研究

通过两种结构烧嘴的热态燃烧试验对比,研究了烧嘴结构、燃气射流速度、过量空气系数对高温空气燃烧过程氮氧化物排放的影响特性。研究结果认为:在燃气喷口两侧布置两个矩形空气喷口的烧嘴,氮氧化物排放量低于圆形空气喷口烧嘴;随着燃气射流速度的提高,高温空气燃烧过程排放的氮氧化物逐渐减少。与普通燃烧过程不同的是,随着过量空气系数的提高,在一定范围内高温空气燃烧的氮氧化物排放量不断增加。分析认为,高温空气燃烧氮氧化物排放量与火焰体积、炉内氧气与燃气混合过程以及燃气射流和空气射流对炉内烟气的卷吸量有关。     

石油焦渣油浆燃烧特性的试验研究

石油焦渣油浆是为电站燃油锅炉开发的一种新型代用燃料,本文对南京金陵石化所提供的渣油和石油焦所制成石油焦渣油浆的燃烧特性进行了试验研究。结果表明,浓度为４０％的石油焦渣油浆可以成功地进行制备、加热、输送和燃烧,并具有较高的燃烧效率;石油焦渣油浆的浓度、油焦浆的加热温度、负荷和氧量对其燃烧效率有很大影响。     

线性啁啾光栅结构参数优化的定量研究方法

本文用统计二阶矩定量描述了光栅色散的振荡行为,并定义了一个品质因数来定量衡量光栅特性的优劣。进而又计算了最佳的光栅结构参数和相应的各种特性,结果表明该定量计算方法是一种新的有效优化线性啁啾光栅的方法,它能为制造和应用这类光栅提供参考数据。     

湍流预混滞止火焰冷态流场的实验研究

本文建立了预混滞止火焰燃烧实验装置,采用激光多普勒技术对湍流冷态流场进行了诊断。对测量的速度信息进行了分析和处理,得到了该测点的欧拉时间关联函数和积分时间尺度,并通过傅立叶转换得出湍流冷态流场的湍谱特性。该实验结果和数据处理方法为将来的热态实验提供了基础数据和技术支持。     

基于甲烷燃烧的热电转换特性实验研究

本文介绍了基于温差热电转换原理的小型燃烧温差热电转换系统,并通过实验研究了小型甲烷燃烧器的性能特点,并对影响温差发电系统发电性能的因素进行了研究分析.实验表明:小型燃烧器工作稳定可靠,可燃流量范围和着火当量比范围较宽;负载电阻、当量比、输入能量(燃料流量)以及外界换热条件都会对系统的功率输出和效率产生明显的影响.实验中获得了最高569 mW的功率输出和0.55%的系统发电效率.     

含甲缩醛柴油喷雾和燃烧排放特性的试验研究

应用激光相位多普勒技术测量了含甲缩醛柴油喷雾的速度场和粒径场,在直喷式柴油机上研究了该含氧混合燃油的燃烧排放特性。结果表明,添加甲缩醛可改善柴油的雾化,增加喷雾轴线上的粒子速度,但减小喷雾锥角;同时以远大于其加入的比例降低柴油机排气烟度,但对氮氧化物的排放影响不大。柴油机采用甲缩醛作燃油添加剂时,需改造燃油系统。