电场作用下火焰中离子对燃烧反应速率的数值模拟研究

本文针对甲烷-空气预混火焰中离子对火焰化学动力学特性的影响开展了理论模拟研究。在不同外加电场作用条件下,分析了离子从火焰面区域迁移到低温预热区时对当地化学反应的影响规律。研究表明,低温区内(～800 K)离子对反应速率的影响较大,甚至反应时间可减少65%,而对于1200 K以上高温区该影响则可忽略。实验结果进一步揭示了电场对旋流火焰的影响主要是通过离子风效应改变了火焰面位置和形状而造成的。     

废轮胎热解半焦CO2气化反应动力学

利用热重－差热（TG－DTA）分析仪对废轮胎热解半焦进行气化反应的研究,反应气体为CO2,在20－1100度温度范围内以不同的加热速率（10℃/min,30℃/min,50℃/min对各种热解条件下制得的废轮胎半焦进行气化动力学研究,分析了升温速率,制焦条件等对半焦气化反应特性的影响,得到废轮胎热解半焦与CO2气化反应的动力学参数。建立了废轮胎半焦CO2气化反应一级动力学模型,模型与实验结果吻合良好。     

燃煤碳烟生成的实验研究

本文利用Hencken型的平面燃烧器，以激光诱导白炽光（LII）和平面激光诱导荧光（PLIF）系统对燃煤碳烟的生成进行在线测量。对直径4—12mm的煤柱颗粒开放式燃烧的OH和碳烟颗粒进行PLIF和LII的实验结果表明，燃煤形成碳烟和挥发分火焰几乎同时出现和消失，煤柱产生碳烟的持续时间约和煤柱颗粒的粒径的1．8次方呈正比...     

黏附性颗粒团撞击平面的离散元模拟

黏附性颗粒团的撞击和破碎存在于众多自然现象和工业过程中。本文采用离散元(DEM)方法模拟了微米颗粒组成的球形颗粒团与平面撞击的动力学过程,研究了表面能、撞击速度、弹性恢复系数和摩擦力等关键因素对碰撞过程及其特征时间、颗粒团破碎率的影响。不同表面能下颗粒团的破碎率与无量纲碰撞能存在归一化的关系,颗粒团破碎程度最高的时刻与直观的视觉判断差异明显,弹性恢复系数和滑动摩擦对临界碰撞能影响显著。     

气固稀相流中颗粒沉积和聚集的分子动力学模拟

本文在分子动力学模拟基础上采用了考虑黏附作用的JKR理论取代传统Hertz理论作为颗粒间作用力,并吸取了DEM中滑动摩擦、滚动摩擦和扭动摩擦的思想建立一种细颗粒碰撞和团聚过程的多时间尺度粒子动力学模拟方法.成功地实现了颗粒在纤维上沉积过程的模拟,结果表明微米颗粒的Van der Waala力量纲约是曳力2～10倍,中心流线附近颗粒更易于在纤维上沉积,初始沉积的颗粒则会在纤维上形成"遮挡"效应.     

煤粉燃烧火焰区域内形成的亚微米颗粒电镜研究

煤粉燃烧火焰区域是燃烧过程中温度最高的区域,同时也是温度梯度、组分浓度梯度最高的地方,以及还原和氧化气氛交错存在等复杂环境,这种环境对亚微米颗粒初始形成阶段有着重要的影响,对该区域形成的PM1进行研究有助于深入理解PM1的形成机理.本文基于25 kW一维下行炉内对自维持燃烧的煤粉火焰区域,通过两级稀释水冷等速取样系统和ELPI(荷电低压撞击分离器)系统对颗粒物进行分级收集,以及电镜分析技术,获得PM1的质量和数浓度粒径分布,以及各粒径主要成分分布,并进行单颗粒分析.结果表明火焰区域中形成的亚微米颗粒以含碳物质为主,碳烟、碱金属和硫对超细颗粒有富集的趋势.该区域的亚微米颗粒同时存在多种复杂的形成机理.     

煤燃烧亚微米颗粒数浓度特性实验研究和理论分析

煤粉燃烧过程中亚微米颗粒数浓度的准确采样和测量是一个颇具挑战性的问题,本文基于清华大学高温-维炉实验系统产生的亚微米颗粒物,发展了适用于气溶胶扫描电迁移率颗粒粒径谱仪(SMPS)的两级氮气稀释水冷等速取样技术.为得到炉膛内亚微米颗粒的真实数浓度粒径分布,本文探索了不同稀释比对测量结果的影响,最后发展了基于成核、团聚和表...     

高旋流数管状火焰纳米颗粒合成实验研究

针对火焰气相合成燃烧器产量低的局限性,在弱旋流滞止火焰的基础上发展了高旋流数管状滞止火焰燃烧器,并选用了TTIP作为前驱物开展纳米TiO_2合成实验研究.通过在燃烧器中添加射流管装置,与弱旋流滞止火焰相比,在保持纳米颗粒的粒径及比表面积不变的情况下,燃烧器单位燃料产生颗粒量可提高10倍以上.在单一合成实验基础上,进一步开展了掺杂合成实验研究,通过独立控制轴向和切向进给,得到了掺杂均匀的二氧化钛载体钯基催化剂。