耦合路径通量分析与敏感性分析方法的燃烧机理简化

针对采用单一燃烧机理简化方法的缺陷,本文提出了耦合路径通量分析与敏感性分析的一种新的机理简化方法,并用于甲烷与正庚烷详细燃烧机理的简化。将采用该方法所得到的简化机理与采用路径通量分析方法得到的简化机理分别用于燃烧过程模拟,并与直接采用详细机理的模拟结果进行对比分析,结果表明耦合路径通量分析与敏感性分析机理简化方法可以在保持计算精度的情况下进一步减少机理组分数和基元反应数目。路径通量分析与敏感性分析简化方法的耦合为化学反应流模拟中的大型详细化学机理的简化提供了新的解决方案。     

CSNS正仲氢转化及其组分测量的研究

本文分析了中子辐照环境下的仲氢向正氢转化的现象,结合CSNS低温系统的特点,开展了正仲氢转化反应器的方案设计,并在此基础上重点讨论了现有的正仲氢测量方案的特点.后续将根据项目现场的实际情况,开展正仲氢测量方案的选择和设计工作。正仲氢转化及其组分测量方案的研究,为后续CSNS低温系统的顺利建设提供理论基础。     

重离子辐射哺乳动物细胞敏感性的分子机理

研究了用传能线密度125.5keV/μm的12C6+辐照小鼠黑色素瘤、中国仓鼠肺、人的宫颈癌、人的肝癌细胞的敏感性以及DNA双链断裂和DNA双链断裂片段分布,结果表明细胞敏感性与DNA双链断裂之间没有一致的关系,提出了细胞辐射敏感性的一种可能的分子机理,即DNA序列敏感性位点协同DNA双链断裂互补性机理.由此解释了4种细胞系的不同敏感性问题. Four types of cells, melanoma B16, cervical squamous carcinima HeLa, Chinese hamster V79 and hepatoma SMMC 7721, were irradiated by 125.5 keV/μm carbon ions. Celullar sensitivities to irradiation indicated by D50 , DNA double strand break (DSB) and distribution of DSB fragments expressed by molecular weight are studied. The results show that there is not a consistent relationship between cellular sensitivity and DNA DSB induction, a possible molecular mechanism of radiosensitivity which...     

煤粉燃烧过程磷在亚微米颗粒中的转化

亚微米颗粒(PM1)中的磷由于对环境和SCR催化剂活性的影响而受到越来越多的关注.本文在一台25 kW的一维下行炉实验装置上,利用两级N2稀释高温水冷等速取样系统,通过PM2.5切割器和ELPI获取代表着煤粉燃烧主要阶段生成的粗颗粒(PM2.5+)和PM1,并进行元素成分和颗粒形貌的测试.研究结果表明,在燃烧过程中,磷主要富集在PM1中,磷在PM1中的质量浓度粒径分布存在双模态结构,Na、K、Mg、Ca和Fe的磷酸盐化影响着P在燃烧中的转移,Fe、K和Ca是影响P在中间模态颗粒中分布主要因素,而超细颗粒模态中燃烧条件控制着蒸发凝并的过程,从而最终影响到P在超细颗粒模态中的质量浓度分布的剧烈变化,同时也影响磷酸盐化的元素种类及相关度.     

多孔介质预混燃烧中辐射属性影响的敏感性分析

建立了惰性多孔介质中预混合燃烧的数学模型,采用辐射传递的有限体积法求解固相能量方程中的辐射源项,研究多孔介质热辐射在燃烧系统中的作用,考察辐射属性(吸收系数和散射反照率)对轴向温度场和辐射热流量影响的敏感性。研究表明,辐射属性参数波动对预测结果影响明显,固体热辐射在多孔介质预混燃烧中的影响不可忽略。     

光学系统调制传递函数的敏感性分析

光学元件、结构件的加工和光机系统的装校会导致光学系统的入瞳孔径尺寸和焦距偏离设计值,从而导致光学系统F数的改变,并且光学系统在光谱谱段内成像,光学系统的空间截止频率也在改变.分析了入瞳孔径尺寸D(100～1000mm)、焦距f′(400～2000mm)、F数(4～20)、光谱波长λ(350～800 nm)的变化对光学系...     

磁流变液组分选择原则及其机理探讨

从关流变液的流变机理及其性能指标出发,探讨了磁流变液组分母液、磁性颗粒、表面活性剂的选择原则及其对磁流变液性能的影响,及磁流变液的分散工艺;并在此基础上,研制成功了一种性能优良的磁流变液,其沉降稳定性较好,长时间（一个月左右）存放基本不沉降。     

应用PDF方法对甲烷射流火焰组分浓度分布的数值研究

本文用k-ε模型和PDF方程相结合的方法对甲烷湍流射流扩散火焰进行了求解，发现Peters等提出的四步反应模型在径向分布预示性能不好，本文对甲烷射流扩散火焰的实际工况进行了分析，提出反应模型的改进方案。改进后的模型所给出的组分浓度分布比原四步反应模型更符合实验结果。验证了修正模型所依据的思想．     

随机平衡设计傅里叶振幅敏感性分析方法和拓展傅里叶振幅敏感性分析方法在陆面过程模式敏感性分析中的应用探索

探讨了随机平衡傅里叶振幅敏感性分析方法(RBD-FAST)和扩展傅里叶振幅敏感性分析方法(EFAST)在陆面过程模式参数敏感性研究中的应用. 试验中使用通用陆面过程模式(CoLM)和通榆退化草地2008年夏季观测资料, 针对陆气相互作用中重要的要素: 感热通量(SH)、潜热通量(LH)、地表温度(ST), 2 m气温(T2m)和2 m湿度(Q2m), 分析了11 个参数(土深、1–5层黏土比率、孔隙度、最大露水厚度、50%植物根深、地表空气粗糙度和冠层下土壤拖曳系数)的敏感性大小. 结果表明, RBD-FAST和EFAST对参数的一阶敏感性检验结果较为一致且与之前的研究结果类似, EFAST方法还可以得到考虑了参数间相互作用的整体敏感性. RBD-FAST的优势主要表现为在极大地减少了计算消耗机的同时, 一次取样即可计算所有参数的一阶敏感性, 而EFAST的优势则在于通盘考虑了参数之间的相互影响, 可以得到更为合理的整体敏感性序列. 针对不同需求, 选择使用这两种敏感性分析方法, 有助于提高陆面过程模式参数化方案的改进效率.     

稀释H2/CO混合气与空气对撞燃烧的数值研究

采用多组分混合物中扩散速度表达式并考虑Soret效应,在物理空间求解同时加入了多种稀释成分(CO2,H2O,N2)的H2/CO混合气与空气对撞燃烧形成的非预混火焰;考察了稀释成分加入与否以及稀释成分浓度的调整对于火焰结构以及相应熄火拉伸率产生的影响.结合数值计算中采用的化学反应机理,从稀释给H2/CO混合气所带来的物理...     

煤燃烧中汞与含氯气体的反应机理研究

预测汞的排放及其形态必须了解燃煤烟气中汞的化学反应机理。本文用量子化学从头计算研究了煤燃烧过程中汞与含氯气体的反应机理,优化得到反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型,并计算活化能和反应热效应。采用经典过渡态理论计算反应速率常数,并与文献数据进行比较,结果比较吻合,表明量子化学是研究汞等痕量元素与气体反应的机理和动力学、热力学参数的一种有效手段。     

煤燃烧中HgCl转化为HgCl_2的反应机理研究

本文用量子化学从头计算MP2/SDD方法研究了煤燃烧过程中间产物HgCl与HCl、Cl2的反应机理,优化得到反应途径上的反应物、过渡态、中间体和产物的几何构型。用QCISD(T)方法计算能量,同时进行零点能校正,并以此能量计算活化能,同时计算反应热效应及熵变,采用经典过渡态理论得到反应速率常数。计算所得的反应速率常数与文献值吻合较好。     

程序升温气化过程中氮的释放规律研究

采用 U 型管反应系统研究了不同煤种在程序升温条件下在四种气氛中反应时燃料氮的释放规律.研究发现热解时主要的含氮产物为 HCN,如果煤中含有较多的氧,即使在惰性气氛下也会释放出 NO.没有检测到 NH3 的生成,证实NH3 来源于 HCN 在焦表面的二次反应.N2O 仅在有氧气氛中气化时生成,说明氧气是 N2O 生成的必要条件.气化时的总固定氮 TFN 高于热解时,且气化剂中 O2 含量越高则总固定氮 TFN 越高.     

高温空气煤粉直燃技术的数值模拟

本文通过数值计算的方法,对高温空气煤粉直燃燃烧器的多种运行工况进行了数值试验研究,分析了煤粉气流入口速度、煤粉浓度和高温空气速度等主要因素对煤粉气流着火的影响,模拟结果还可以反映出高温空气无油点火燃烧器内的流动、燃烧和传热情况。与试验数据的对比分析表明,数值模拟结果与试验数据趋势一致。研究结果对此燃烧器的结构及运行参数的优化提供了指导。     

煤热解挥发分还原NO的反应过程分析

采用详细的化学反应动力学机理对烟煤快速热解挥发分气体还原NO过程进行了数值模拟.根据实际反应条件确定模拟条件为0.1 MPa,1273～1573 K,煤质为准格尔烟煤。首先应用FG-DVC模型模拟得到了热解条件下的气体成分和含量,然后将该气体作为再燃燃料,选取化学当量比为0.6、1.0和1.2进行还原NO的计算.通过敏感性分析和生成速率分析,发现了控制NO生成和还原的关键步骤.只有CH_3、N_2O、NH_i、HCN和H_2CN才可以将NO还原成N_2。     

宽筛分煤粉颗粒间相互作用的数值研究

本文采用颗粒轨道模型,对不同直径的细小煤粉颗粒绕流单个球形大颗粒后的运动轨迹进行了数值模拟,研究了宽筛分条件下大颗粒的尾涡作用对小颗粒运动情况的影响．同时将计算结果同激光全息的实验结果进行了对照,二者符合得较好．结果表明,只有当煤粉颗粒的尺寸小到一定程度时,大颗粒的尾涡才对其运动轨迹产生显著影响．     

燃煤超细颗粒团聚模拟研究

针对煤燃烧过程中产生的超细颗粒有效控制问题,提出了一种配合中国目前电站除尘方式的新方法,其核心思想就是将一种表面具有较高粘附活性的团聚剂溶液喷入烟气中,使烟气中超细颗粒物团聚成较大颗粒物后能够被电站现有除尘装置所除去。为了证明这种方法的有效性,建立了模拟锅炉烟尘流动的小型团聚实验台并进行实验研究;在此基础上,模拟了团聚剂对超细颗粒物的团聚效果,计算结果表明:烟气流量、烟尘浓度、团聚剂流量和浓度等都是影响超细颗粒物团聚的重要因素;若保证烟气温度降低幅度在10℃以内,且烟气流量和烟尘浓度相同时,适当增加团聚剂的浓度或流量,可使超细颗粒物的团聚效率达到70%,为进一步实验研究提供理论依据。     

自激脉冲喷嘴发生机理数值模拟

本文揭示了自激脉冲喷嘴产生自激振荡的根本原因。由于腔内产生了低于汽化压力的负压,引起低压区液体的汽化,加上射流不稳定剪切层的作用,最终形成大小周期性变化的轴对称空化气囊;对脉冲喷嘴腔内流场进行了二维非定常数值模拟,通过对腔内压力和流场的分析,验证了上述结论;试验研究通过对腔内压力的数据采集及对脉冲现象的同步观察,进一步说明了本文结论的正确性。     

气流床气化炉壁面熔渣行为模拟

本文对气流床煤气化炉内高温合成气和壁面渣层的流动与传热传质过程进行了分析,建立了渣层流动、传热传质和相变数理模型,采用VOF方法对渣层和气体之间自由界面进行追踪,采用射线追踪方法(DTRM)计算辐射换热,采用焓法计算渣层相变,熔融态渣滴在渣层表面的沉积通过源项引入.应用所建立的数学模型对实验室规模的Texaco煤气化炉进行了模拟.结果表明:气化炉壁面换热系数从上到下先增加再减少最后再增加;炉膛温度升高,固态渣层厚度减少;壁面温度升高,固态渣层厚度减少.     

煤粉颗粒所受Magnus力的数值模拟

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Ｍａｇｎｕｓ力,考察了颗粒的旋转速度、流动Ｒｅ数对Ｍａｇｎｕｓ力的影响,并且给出了相应的关系公式．通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Ｍａｇｎｕｓ力与气动力的大小,得出：当煤粉颗粒的旋转速度为１８００转／分时,其大小约为气动力的１％,因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的。