N2O在焦炭表面异相生成和分解机理的密度泛函理论研究

选用合理简化的焦炭模型,对煤焦燃烧过程中N₂O的异相生成和分解机理进行了分子水平上的研究。采用UB3LYP/6-31G(d)密度泛函理论方法优化得到了反应路径上反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型和各中间反应的活化能和反应焓变。NO与其预先吸附在焦炭表面解离生成的表面氮组分反应生成N₂O的路径有两个,需要克服的势垒分别为69.3kJ/mol和200.0kJ/mol;NO亦可直接与焦炭中的吡啶氮结合释放出N₂O,该反应路径所需克服的最大势垒为418.0kJ/mol。N₂O可在焦炭表面分解释放出N₂,异相分解反应为一步反应,计算所得活化能为100.8kJ/mol。N₂O的异相生成和异相分解反应均为放热反应。采用经典过渡态理论计算得到了各路径中速率控制步骤的反应速率常数。低温条件下,N₂O的异相分解反应速率略低于其异相生成速率,随着温度的升高,两者逐渐接近,说明高温条件有利于N₂O的异相分解。     

火焰烟黑三维温度场和浓度场同时重建实验研究

利用电荷耦合器件摄像机采用烟黑温度场和浓度场同时重建模型对自由火焰烟黑的三维温度场和浓度场进行了同时重建实验研究,所利用的重建模型是基于区域重建的方法.将重建的烟黑温度场和浓度场与文献结果进行了对比,而且还将重建温度场与热电偶所测量的温度场进行了对比.结果表明,重建的烟黑温度场和浓度场与文献结果趋势相一致,重建温度值与热电偶测量值符合较好.因此,同时重建模型可以较好地重建出火焰烟黑的三维温度场和浓度场. 关键词： 火焰烟黑 温度场 浓度场 三维同时重建     

数字显微全息中记录参数对颗粒测量影响的数值模拟

数字显微全息技术由于具有三维、非接触和实时测量微小空间内流场的能力, 已引起了国内外学者的广泛关注. 利用数字显微全息方法测量微通道流场时, 记录距离、颗粒尺寸、颗粒浓度、入射光波长、CCD分辨率等参数会对颗粒重建结果产生重要影响. 为了评估颗粒浓度和样本空间深度对重建结果的影响, 本文开展了数值模拟研究. 采用基于洛伦兹-米散射理论的程序产生不同浓度的颗粒全息图, 用小波变换重建算法对其进行重建. 结果表明: 在样本空间深度为24 μm 时, 颗粒浓度n_s在3.44×10⁵ mm^-3–13.77×10⁵ mm^-3 范围内时, 颗粒重建率E_p随着颗粒浓度n_s 的增大而迅速减小, 在13.77×10⁵ mm^-3–55.08×10⁵ mm^-3范围内时, 颗粒重建率E_p 随颗粒浓度n_s增大而缓慢减少. 在颗粒浓度n_s (13.77×10⁵ mm^-3) 保持不变时, 颗粒重建率E_p与样本空间深度满足单调递减的线性关系. 当阴影密度不变时, 重建率的变化呈现一定的规律性:当深度L较小时, 样本空间深度对颗粒重建的影响要比颗粒浓度的影响大; 当深度L较大时, 颗粒浓度对颗粒重建的影响较大. 关键词： 数字显微全息 颗粒浓度 粒径误差 位置误差     

小波尺度参数对粒子场数字全息重建图像的影响

在小波尺度参数取值范围研究的基础上,探讨了小波尺度和粒子衍射波尺度的关系（即衍射波覆盖率）,深入研究了小波尺度对重建图像分辨率、景深、信噪比以及粒子图像灰度分布的影响.研究结果表明：当小波函数尺度能够覆盖颗粒衍射波的中心和二环区域时,重建图像的分辨率高、景深小和信噪比高,否则,重建图像质量将无法保证.但是,较大的小波尺度将使重建图像的灰度分布在光轴方向产生振荡,不利于颗粒的空间定位.     

耦合边处理的特征无反射边界条件研究

详细分析特征无反射边界条件(Characteristic Non-reflecting Boundary Conditions)中边耦合处理方法,提出耦合处理的数学方法,数值模拟表明,该方法处理声波扰动时有明显的优势.对可压缩圆孔射流进行直接数值模拟,结果与试验吻合较好,表明提出的耦合边处理的特征边界数学分析方法是可行的.     

煤燃烧过程中灰层的扩散阻力及其微观结构的研究

煤的灰层扩散系数对煤粒的燃烧有较大的影响。因此,本文用实验的方法测定了三种煤的灰层扩散系数。研究还发现,不同的颗粒直径、不同的煤种以及不同的灰层厚度、煤的灰层扩散系数均不同。最后,从其微观结构得到了合理的解释。     

Simulation study on reconstruction model of three-dimensional temperature distribution within visible range in furnace

This paper presents a reconstruction model of three-dimensional temperature distribution in furnace based on radiative energy images captured by charge-coupled device （CCD） cameras within the visible wavelength range. Numerical simulation case was used in this study and a zigzag eccentric temperature distribution was assumed to verify the model. Least square QR-factorization （LSQR） method was introduced to deal with reconstruction equation. It is found that the reconstructed temperature distributions in low-temperature areas had some fluctuations and high-temperature areas were reconstructed well. The whole reconstruction relative error was mainly due to errors in low-temperature areas and the relative error for highest-temperature reconstruction was quite small.     

中国部分煤种二氯甲烷萃取液中极性和烃类有机物分布特性研究

利用高分辨气相色谱－低分辨质谱联用仪（HRGC／LRMS）检测原煤二氯甲烷萃取液中极性有机物和烃类有机物（脂肪烃和芳香烃）的浓度分布，研究了萃取液中这两类有机物和煤种、煤种成分（固定碳、挥发分、灰分、水分）之间的联系。研究发现萃取液中的有机物浓度和固定碳、挥发分关系密切；极性有机物分布较集中，主要为酯类和醇类；芳香烃以菲、二苯并蒽和苯并Bai为主，烟煤和贫煤多环芳烃含量和毒性当量（TEQ）相对较高，并发现煤的碳化程度越高，芳香化程度越大。本文的结果为将来进一步研究燃煤过程中有机污染物形成机理提供依据。     

不同温度下炉内喷射氨水脱除NOx的模拟与试验研究

在一台小型沉降炉上进行了氨水喷射还原烟气中NOx的SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）实验研究，同时结合化学反应动力学模型研究了NH3还原NO过程中的关键影响因素，结果发现，过高的温度引起氨水的氧化，过低的温度不利于NO的还原，存在一个单一的温度区间，在该试验台上最佳的氨水喷射温度范围为850 ℃～1 100 ℃，最高达到了82％的NO还原率；采用均相反应模型与试验结果进行了对比，在高温区吻合情况较好；当温度高于950 ℃时，NH3残留量可以忽略；NH2的两类支链反应对于整个反应起重要作用。     

城市生活垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性

对用流化床焚烧炉混烧垃圾和煤的布袋飞灰进行了重金属的TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)浸出特性实验，探讨了液固比、初始pH值及浸出时间对飞灰中重金属Pb、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn的浸出影响。结果表明，重金属的浸出量都随着液固比的增加而增加，其中Cr、Cu一般呈上升趋势，Cd、Ni、Zn在液固比大于20时曲线变化较平缓，Pb的浸出规律比较特殊，有一个明显的波峰和波谷。重金属在浸取液的pH≤2.90时的浸出浓度远远大于pH≥4.03时的浸出浓度。Pb、Cr、Zn随着浸出时间的增加，浸出浓度下降，而Cd、Ni上升，Cu是先上升后下降。在液固比、初始pH值及浸出时间这三个影响因素中，pH值对重金属的浸出影响较大，重金属在酸性环境下较易浸出。