曾小军
,
赵黛青
,
汪小憨
,
蒋利桥
,
张立志
工程热物理学报
在常压环境下对二甲醚的低温氧化特性做了实验研究,并在不同当量比下研究了预混气中甲醛的生成特性.实验结果表明,二甲醚在200℃左右开始缓慢发生氧化反应,在250～379℃时氧化反应最为剧烈,750℃时被完全氧化为CO2和水;在二甲醚低温氧化产物中,甲醛是其重要的组分,二甲醚在200～400℃温度环境下最容易氧化而产生甲醛,且很难被分解.实际应用二甲醚作为替代燃料,应考虑尽量避开甲醛大量氧化产生的温度区间.
关键词:
替代燃料
,
二甲醚
,
低温氧化
,
甲醛
高娜
,
杨浩林
,
汪小憨
,
曾小军
,
杨卫斌
,
赵黛青
工程热物理学报
实验研究了低热值CHa／N2／Air预混气在旋流管状燃烧器中的燃烧以及污染物排放特性。固定过量空气系数为1．17，通过调节N2比例得到热值在3．6—5MJ／m3之间的低热值预混气。结果表明，管状火焰半径随预混气热值降低而减小，当热值小于一定值时，燃烧器的燃烧效率急剧下降，烟气中CO含量大量增加，但NOx含量始终很低。
关键词:
低热值燃气
,
管状燃烧器
,
火焰特性
,
节能
,
污染物控制
王潜龙
,
汪小憨
,
曾小军
,
赵黛青
工程热物理学报
焦炭燃烧在固体含碳燃料燃烧进程中占有主导地位，常规燃烧温度范围内（1273-1700K）的焦炭燃烧过程研究及其模型化对于燃烧设备的设计和优化具有重要的意义。本文根据实际炉内的炭粒燃烧情况，将焦炭燃烧的模拟过程分解成几个环节分别进行研究，即热解后焦炭的初始化学反应活性、焦炭燃烧中化学活性变化、外部氧的扩散对于内孔燃烧的影响，并给出了相关过程的模型计算式。通过与已有管式炉实验结果的比较，新模型的预测结果能较好地反映焦炭的真实燃烧状况。与目前常用的焦炭燃烧模型相比，本模型具备一定的燃料通用性，计算负荷低且能保持相当的预测精度，可耦合到大型燃烧计算程序之中，更为有效地指导：实际燃烧设备的优化设计。
关键词:
焦炭燃烧
,
模型构建
,
数值模拟
,
含碳燃料
张立志
,
赵黛青
,
冯耀勋
,
杨浩林
工程热物理学报
对微小通道内氢气／空气预混火焰进行了数值模拟。通过对比考虑壁面反应和不考虑壁面反应的微通道内燃烧特性的差异，考察了壁面反应对微通道内燃烧状况的影响，揭示了壁面附近自由基行为和壁面反应、气相反应的相互关系，并探讨了不同尺度下壁面反应效应的程度。结果表明，壁面反应改变了微火焰结构，近壁面附近的自由基被吸附，在径向上出现了明显的指向壁面的扩散流，使得气相中的自由基浓度降低，以H基尤为显著。壁面反应不但能够引起着火延迟，还能引起熄火点提前，从而降低了微火焰稳燃极限。在更小的燃烧尺度下，壁面反应降低微火焰可燃极限范围将更加明显。
关键词:
壁面反应
,
微尺度燃烧
,
自由基失活
,
化学熄火
黄显峰
,
赵黛青
,
张春林
,
山下博史
工程热物理学报
本文以均匀空气流中圆管形成的甲烷射流扩散火焰为对象,用数值解析的方法研究了微尺度扩散火焰的火焰结构和燃烧特性.燃烧反应采用甲烷/空气一步总包反应,喷管壁面采用绝热条件.在Re一定情况下,改变喷口尺寸和喷口流速考察了微扩散火焰的结构和火焰熄灭的尺度效应.数值结果表明,随着喷口直径的增大,微火焰的上方出现回流;Re=12条件下,在喷口直径=0.07 mm时存在熄灭极限;稳定燃烧区的最小发热率约为0.5 W;微尺度条件下,Da数对火焰结构和火焰的熄灭有一定的影响.
关键词:
微尺度
,
燃烧特性
,
扩散火焰
,
数值解析
汪小憨
,
赵黛青
,
曾小军
,
杨卫斌
,
高健
工程热物理学报
在强旋流燃烧中,固体颗粒向壁面的沉积趋势急剧增强,高温下甚至发生附壁燃烧和熔渣流动等复杂现象.考虑到现有理论模型的缺陷,本文首先构建了相关的颗粒沉积、附壁燃烧和熔渣流动的子模型,并考察了在煤和木粉不同掺混比下,固体颗粒的沉积特性以及渣层的熔融特性.研究结果表明,在同样粒径时,木粉的沉积能力比煤粉弱很多,形成飞灰排放的趋势更加明显;与纯煤工况相比,适量木粉的添加,不但可以提高燃烧性能,同时也可以促使颗粒和沉积表面的快速熔化,有利于形成连续稳定的液渣层.本文的模型和数值模拟研究能够定量地反映出强旋流燃烧时的颗粒沉积规律,对于燃烧工程设计有一定的参考价值.
关键词:
强旋流
,
固体燃料
,
沉积特性
,
液渣流动
赵黛青
,
杨浩林
,
鲁冠军
,
冯耀勋
,
杨卫斌
工程热物理学报
本文对甲烷/富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性进行了数值模拟和实验研究,结果表明氧化剂中氧浓度的增加加剧了火焰的分层现象(黄焰层与蓝焰层),使蓝色火焰变厚,并且使NOx生成大量增加;火焰面上的速度梯度主要影响黄色火焰厚度,蓝色火焰随着速度梯度的增加而减小,NOx生成也随之较少.对比温度及火焰结构还表明,研究中所采用的数值模拟方法可以正确地预测对向流扩散火焰特性.
关键词:
火焰形态
,
数值模拟
,
富氧燃烧
,
氮氧化物
赵黛青
,
蒋利桥
,
黄显峰
,
杨卫斌
,
山下博史
工程热物理学报
本文以空气中的无约束甲烷预混合火焰为对象,用实验和数值解析的方法研究了微尺度预混合火焰的火焰结构和熄火特性.实验测得不同尺寸下混合气当量比和喷出速度与熄火关系图,在不到理论当量比(φ＞1)时,火焰已经熄灭,管径越小,极限混合气当量比φu越大.数值解析研究了d=0.3 mm无约束甲烷预混合火焰,在混合气当量比大于1的富燃料燃烧条件下,空气中形成的预混合火焰结构是内层预混合火焰和外层扩散火焰,极限当量比约为1,解析结果再现了实验现象.
关键词:
微尺度
,
预混火焰
,
熄火
冯耀勋
,
杨浩林
,
汪小憨
,
蒋利桥
,
赵黛青
,
吴云影
工程热物理学报
利用多孔狭缝喷嘴考察了不同壁面条件对平行平板间甲烷/空气预混火焰熄火的影响规律,并采用表面分析手段探讨了不同材料对熄火特性的影响因素.实验结果表明壁面温度和表面特性都会影响熄火特性,熄火间距随着壁面温度的升高而单调减小,材料不同时熄火间距的差别在低温和高温时较小,在壁温为400℃时最大.化学熄火效应与表面化学吸附的OH基团有一定关联,即壁温相同时,表面的化学吸附氧越多,熄火间距就越小,反之亦然.
关键词:
熄火间距
,
化学熄火
,
表面分析
,
化学吸附氧
,
自由基
赵黛青
,
何琼
,
汪小憨
,
蒋利桥
,
山下博史
工程热物理学报
对均匀空气流中微尺度甲烷扩散燃烧进行了数值模拟,重点考察微喷管内的流动和传热传质对微尺度燃烧特性的影响.研究结果表明,在保持燃料喷出速度一定的条件下,随着喷管直径的减小,喷管内与甲烷喷出速度相反方向上发生热量和质量的传递,燃料与空气的混合在喷管内已经发生,火焰的一部分热量回流到喷管内顶热了未燃混合气,同时也增加了火焰的热损失.当管径为0.15 mm时,甲烷在微喷管内就开始发生化学反应,在进行微尺度解析计算时,必须包含一定的喷管区域.
关键词:
微尺度扩散火焰
,
微喷管直径
,
管内传递
,
燃烧特性
