碳烟颗粒沉积对管排换热器性能影响及优化

针对内燃机排气碳烟沉积、导致换热器的换热性能大幅降低的问题，本文建立了包含碳烟颗粒沉积与移除机制的数值模型，基于管排换热器沉积分布特性，研究了换热管形状及布置方式对碳烟沉积特性以及换热压降性能的影响规律。结果表明：沉积层达到动态平衡的时间随椭圆管轴长比增大而增大，与圆管结构相比，合适的椭圆管结构能够抑制碳烟沉积引起的换热性能下降；在无碳烟沉积时叉排结构换热压降性能优于顺排结构，但碳烟沉积对叉排换热器性能影响极大，考虑沉积后叉排圆管性能恶化82.53%，其性能反而远差于顺排结构；在考虑碳烟沉积的情况下，顺排轴长比为0.8的椭圆管结构的平均换热压降性能与顺排圆管和叉排圆管相比分别提高了51.63%和223.31%。     

喷雾碰壁燃烧数值模拟研究北大核心CSCD

燃油喷雾碰壁是小型高压直喷式柴油机中普遍存在的现象.燃油碰壁会影响缸内燃烧过程,进而显著地影响柴油机的动力学、经济性和排放性.为了更好地认识燃油喷雾碰壁燃烧现象,该研究采用数值模拟的方法对该过程进行计算,探究其特殊的燃烧特性.研究结果表明:在碰壁喷雾的两阶段燃烧过程中,喷雾碰壁促进喷雾径向发展半径和卷吸高度的增加,促进近壁面油气混合,在近壁面形成有利于低温点火的条件.低温燃烧反应在混合气较为稀薄的近壁面区域开始,随后向碰壁喷雾中心浓混合气区域发展.随着低温氧化燃烧持续放热,碰壁喷雾雾束中心区域温度逐渐升高,同时积累大量甲醛.由于喷雾碰壁会导致碰壁雾束中心形成较浓混合气,并且低温燃烧放热量较少,导致部分碳氧化物无法完全燃烧,增加了碳烟的生成量.另外随着高温燃烧的进行,温度持续升高,碰壁喷雾卷吸更多环境气体,进而产生大量氮氧化物.     

一种新型MXene基阻燃热塑性聚氨酯的研究

以植酸（PA）、吡咯、硝酸钴和碳化钛（Ti3C2Tx，MXene）为主要原料，利用界面调控技术合成一种含P和Co元素的新型MXene基阻燃剂（CoPM），并通过熔融共混的方法制备热塑性聚氨酯（TPU）纳米复合材料。锥形量热测试结果表明，引入4.0 wt%的CoPM后，TPU/CoPM-4.0纳米复合材料的热释放速率峰值、烟释放速率峰值、一氧化碳产生速率峰值和二氧化碳产生速率峰值较纯TPU分别下降41.4%、15.1%、29.4%和39.6%。TPU/CoPM纳米复合材料优异的阻燃和抑烟减毒性能归因于：在凝聚相中，Ti3C2Tx发挥物理阻隔效应和催化成炭作用，隔绝聚合物材料与火焰区的热量、气体交换，且燃烧产物Co3O4和TiO2具有催化抑烟减毒作用；在气相中，PA热解产生含磷自由基捕获剂，从而中断链式燃烧反应。     

烟梗基多孔炭的制备及其磺胺二甲基嘧啶吸附性能研究

磺胺二甲基嘧啶(SMZ)的大量使用会对生态环境产生不利影响,并导致耐药菌的产生,对人类健康构成重大风险。以烟梗为原料的生物炭具有价格低廉、绿色环保等优势,可用于SMZ的吸附。本文以草酸钾与碳酸钙为二元活化剂,制备了性能优异的多孔炭材料(TS-PC-800),具有最大的平衡吸附容量(852.4 mg/g)。当SMZ溶液pH为;3-6时,多孔炭具有良好的吸附性能,当pH为7-9时,其吸附性能显著下降。等温吸附实验和吸附动力学研究结果表明,TS-PC-800对SMZ的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二阶动力学模型。在T=318 K,SMZ溶液初始浓度C₀=200 mg/L时,其理论饱和吸附量Q_m=1121 mg/g,且10 min左右能快速达到吸附平衡。循环实验表明TS-PC-800具有良好的稳定性和再生性能,经过4次循环,吸附量仍可达781 mg/g。