基于粒子群算法的微纳米铁粉燃烧实验研究

为减少化石燃料的使用,开发清洁、低碳、可再生的新型能源,对微纳米铁粉燃料开展燃烧实验研究。通过微纳米铁粉的比表面积实验、热重分析实验、X射线衍射实验,得到不同粒径铁粉的比表面积、热重曲线以及X射线衍射图谱。分析粒径对比表面积、热重曲线的影响,研究不同粒径铁粉在40 K/min升温速率下的燃烧特性参数和燃烧动力学参数。并用粒子群算法拟合出微纳米铁粉的燃烧速率微分方程,建立微纳米铁粉的燃烧模型。结果表明：除了50 nm铁粉以外,随着粒径增大,铁粉的着火点温度、最高燃烧速率温度、燃尽温度、活化能、指前因子均增大。50 nm铁粉会在高温下发生熔化并凝结,使得燃尽温度上升,燃尽时间延长,不利于反应正常进行。对于粒径在50 nm～2μm范围内的铁粉,可以通过本文建立的铁粉燃烧速率微分方程近似计算不同粒径微纳米铁粉的燃烧特性参数和燃烧动力学参数,误差在允许的范围内。     

加氢催化生物柴油引燃汽油可视化

为了改善内燃机燃烧与排放,探究双燃料反应活性控制压燃燃烧规律,分析缸内直喷喷油策略对发动机燃烧特性的影响,采用光学发动机,针对进气道喷射汽油、缸内直喷加氢催化生物柴油的双燃料燃烧模式,通过调节加氢催化生物柴油的喷油时刻和喷油比例,对发动机燃烧过程进行试验分析。结果表明：随着缸内直喷加氢催化生物柴油比例的增加,循环燃烧压力峰值和放热率峰值增大,燃烧相位提前,放热滞燃期与化学发光滞燃期均缩短;当喷油时刻靠近上止点时,缸内燃烧压力与放热率呈现先增后减的趋势,在喷油时刻为上止点前20°时缸内燃烧效果最好。     

氨燃烧特性及稳燃技术研究进展

针对当前氨燃烧存在着火困难、燃烧稳定性差及NO_x排放高等问题,从氨的基础燃烧特性出发,总结了现有的稳燃技术,包括氨、氢、甲烷混合燃烧,高压富氧等手段强化热质传递,以等离子为代表的外部辅助技术等．探讨了氨在不同动力设备如内燃机、燃气轮机及锅炉中的燃烧稳定性问题．未来氨燃料研究的重点应集中在稳燃技术发展、氨/氢混燃、氨/固体燃料混烧等方面：结合不同应用场景,采用不同稳燃技术,优化氨燃烧过程;氨/氢燃料掺混燃烧系统发展前景巨大,亟待研究开发;氨/固体燃料混烧试验数据较少,可开发领域众多;开发新兴辅助燃烧技术,为氨燃料应用服务．     

桥下火灾对混凝土桥墩的影响研究

为了解决桥下堆积物燃烧对混凝土墩身的影响问题,以某桥梁工程9~#桥墩、10~#桥墩以及两墩之间的三七遮阳网作为研究对象,采用FDS和ANSYS数值仿真分析的方法,并与火灾后桥墩的现场调查结果进行对比。结果表明：火灾影响最严重的部位可以通过墩身表面温度大于800℃的面积(S^800℃)、墩身内部温度大于100℃的壁厚(b^100℃)这两个参数来判定;混凝土墩的表面最大剥落高度可以通过墩身表面温度大于300℃的墩高、横截面内部温度大于100℃的墩高(H^100℃)来判定,研究提出的4个参数对其他类似工程有一定的借鉴意义。     

燃烧剂对低温燃烧合成Pr-CeO2粉体结构与性能的影响

以乙酸铵和柠檬酸为燃烧剂,Ce(NO3)3·6H2O和Pr6O11为主要原料,采用低温燃烧法(LCS)制备了Ce0.95Pr0.5O2纳米晶粉体.用DSC、XRD、SEM及色度测试等手段研究了Ce0.95Pr0.5O2纳米晶微粒前驱体的着火温度、产物晶体结构、晶体形貌及色度.结果表明:乙酸铵和柠檬酸作为燃烧剂的反应前驱体着火温度分别在250℃和300℃左右.两种燃烧产物均为单一的萤石型固溶体.与柠檬酸相比,乙酸铵作为燃烧剂得到的燃烧产物结晶程度更完善、Pr离子进入CeO2晶格的含量更多、呈色更好,且颗粒的团聚程度变小.根据Scherrer公式计算,用两种燃烧剂制备产物的平均晶粒尺寸分别为20～30 nm和10～15 nm,为纳米晶颗粒.最后得到Ce0.95Pr0.5O2粉体的颗粒尺寸则在200～300 nm之间.乙酸铵与硝酸铈的最佳摩尔配比为2:1,柠檬酸与硝酸铈的最佳摩尔配比为3:1.     

Fe、Mn掺杂六铝酸镧的微乳液制法及性能研究

以TX-100/正己醇/环己烷组成的反相微乳液为媒介,采用反相微乳 共沉淀法制备系列金属掺杂的六铝酸镧催化剂。用BET、XRD进行物性表征, 以甲烷燃烧为探针反应考察了催化剂的催化活性。结果表明,反相微乳液合成催化剂的最佳成晶温度可降至1100℃。 LaMx Al12－x O19－α 中M的最佳掺杂数为1(x1)。单金属Mn的存在可以降低甲烷的起燃温度,使催化剂具有良好的低温活性;单金属Fe掺杂的六铝酸镧催化剂具有较低的完全转化温度;而Fe、Mn共同掺杂的LaMnFeAl-10O19－α催化剂具有低、高温活性和高温稳定性。100h稳定性运转的转化率始终保持在99.7％,无失活现象。     

VOCs催化燃烧整体式催化剂及涂层材料研究进展

催化燃烧法是当前处理VOCs最具有发展前景的技术之一,其技术的关键在于催化剂。整体式催化剂具有优异的传质、良好的热稳定性、高比表面积、床层压降低、催化效率高、机械性能好、易于装卸和维修等特点,是目前实现工业VOCs治理最佳的催化剂。本文概述了用于VOCs催化燃烧反应的整体式催化剂及其涂层材料的研究现状,并展望了未来的发展趋势。     

固相燃烧法制备MgO-CeO2纳米粉体

以硝酸铈、醋酸镁为原料,并以酒石酸铵作为还原剂和络合剂,固相反应法合成了前驱物,将前驱物燃烧制备了M gO(0.2)-C eO2(0.8)混合氧化物纳米粉体,考察研究了焙烧温度和酒石酸铵及其用量对样品粒径的影响.采用XRD、TEM、SEM等测试手段对样品的物相粒径形貌进行了表征.样品的形貌为蓬松絮状多孔性立体结构,是M gO纳米粒子担载到C eO2超细粒子表面上的混合氧化物纳米粉体.前驱物经600℃焙烧2 h所得样品平均粒径分别为M gO:6 nm、C eO2:10 nm,经700℃焙烧2 h M gO:8 nm、C eO2:12 nm,经800℃焙烧2h M gO:10 nm、C eO2:18 nm左右.实验发现在同一体系中形成混合氧化物时,两者有互相抑制颗粒生长的作用,则可以得到分散性好、粒径小的纳米粉体.     

湿空气非预混火焰回流区速度特性的实验

为了寻找特性速度对火焰结构的规律性影响,使用粒子图像速度仪(PIV)测量圆盘形钝体后甲烷/湿空气非预混火焰的回流区速度场,得到火焰的平均速度场分布.结果表明,在中心燃料未穿透回流区时,中心轴线上存在2个滞止点;与普通的燃烧火焰相比,湿空气燃烧2个滞止点之间的距离变短,最小无量纲速度偏大,其位置曲线具有3个明显的变化阶段,分别代表不同的燃烧状态;在不同的空气速度下,中心轴线上的最小速度及其所处位置都具有大致相同的函数关系,表明燃空速度比是控制燃烧火焰结构的一个重要参数.     

运用三维离散元技术模拟落锤撞击下奥克托今颗粒的点火燃烧过程

炸药颗粒的点火燃烧过程一直是人们关注的热点问题。近年来,三维离散元技术在中尺度观测颗粒材料的动力学过程中拥有显著优势。炸药燃烧属于颗粒材料的反应动力学,运用三维离散元技术(DM3)可以有效地观测炸药燃烧传播的过程。以奥克托今(HMX)颗粒为例,本文成功模拟并观测到了HMX颗粒的燃烧反应程度,确定了颗粒开始燃烧反应的时间,以及燃烧反应传播的时间。同时,结合落锤冲击颗粒的三维图像以及其表观压强和放热功率,得到了HMX颗粒燃烧反应、燃烧传播的整个反应动力学过程,包括颗粒在冲击加载下碎化塑性变形的过程,颗粒燃烧反应放热的过程,落锤回弹颗粒喷射的过程等。同时,进一步说明了尖顶颗粒更利于颗粒点火,平顶颗粒有抑制颗粒点火的能力。