黄晓宏
,
皮理刚
,
柳朝晖
,
张泰
,
卢兴
,
郭军军
,
郑楚光
工程热物理学报
本文利用平面火焰携带流反应器研究了DT烟煤在富氧燃烧条件下的燃烧实验.采用灰示踪法分析煤焦的燃尽和元素释放特性,并采用等密度模型计算了基于氧化反应C+0.5O2 →CO的表观反应动力学参数.研究结果表明:煤粉在富氧燃烧条件下的燃尽慢于空气燃烧;富氧燃烧条件下,煤焦与CO2的气化反应会导致煤焦表面对O的化学吸附,进而导致氧元素释放速率减慢;高氧浓度条件下,高浓度CO2对煤焦燃尽的抑制作用大于CO2气化反应对煤焦燃尽的促进作用,降低环境氧浓度可以逐步提高CO2气化反应对煤焦燃尽的贡献.
关键词:
富氧燃烧
,
燃尽特性
,
元素释放
,
表观反应动力学
张泰
,
柳朝晖
,
黄晓宏
,
陈松涛
,
王勇
,
皮里刚
,
郑楚光
工程热物理学报
本文在3 MWth富氧煤粉燃烧实验台,对空气燃烧,不同循环倍率的循环燃烧工况下,进行燃烧实验,研究富氧燃烧过程中气体污染物的排放特性.实验结果表明:在3 MWth富氧燃烧实验台上,富氧燃烧过程中CO2浓度可以达到80％以上,同时能保证很高的煤粉燃尽率;与空气工况相比,富氧燃烧工况下,烟气中NOx的浓度上升了56％～167％,排放量降低了46％～69％;同时燃烧气氛的变化对煤中硫向SO2的转化率影响很小;双碱法湿法脱硫能在富氧燃烧条件下稳定运行,脱硫效率能达到95％以上.
关键词:
富氧燃烧
,
气体污染物
,
NOx
,
SO2
,
生成与排放特性
黄晓宏
,
柳朝晖
,
尹志强
,
杨明
,
张泰
,
卢兴
,
郑楚光
工程热物理学报
FTIR和光谱的曲线拟合方法被用于研究无烟煤在高温O2/N2和O2/CO2气氛下热解时表面官能团的演变.为了揭示不同温度和气氛下热解过程中煤焦结构的变化规律,热解在不同的火焰环境(1670 K和1770 K,O2/H2O/CO2/N2)下开展.通过对比分析不同煤焦的红外光谱,得出以下结论:相比于N2焦,CO2焦含有更长的脂肪链或烷基侧链;由于煤焦表面化学吸附的CO2在高温下与芳香环发生的裂解反应可以生成脂肪族共轭C=O,这使得CO2焦含有更多的含氧官能团结构,同时也使得CO2焦的芳香度略低于N2焦.
关键词:
O2/CO2
,
无烟煤
,
煤焦
,
表面官能团
,
FTIR
郭军军
,
黄晓宏
,
柳朝晖
,
李翔宇
,
谭洵
,
王鹏
,
郑楚光
工程热物理学报
以国内首台3 MWth富氧燃烧煤粉锅炉为研究对象,借助CFD软件对煤粉空气燃烧和富氧燃烧工况进行数值模拟研究.通过与实验结果对比发现,模拟得到的炉膛温度分布、换热量以及出口组分与实验测量结果吻合,这表明本文使用改进的辐射特性模型以及4步化学反应机理能够很好地预测炉内温度、传热以及烟气组分分布.通过模拟研究,对比分析了空气燃烧与富氧燃烧的炉内特性.研究结果表明:富氧燃烧时,CO2的显著增加使得燃烧器区域出现高浓度CO;富氧燃烧的整体温度分布与空气燃烧相似,但峰值温度有较大的降低;炉内辐射传热较空气燃烧略有下降.
关键词:
富氧燃烧
,
温度分布
,
数值模拟
,
实验研究
栗晶
,
柳朝晖
,
王汉封
,
卢兴
,
郑楚光
工程热物理学报
本文运用粒子图像速度场测量仪(PIV)对水平槽道气固两相湍流边界层进行研究.实验雷诺数为Rer=444,选用两种粒径分别为60μm和110μm的聚乙烯颗粒作为固相,质量载荷控制在1×10-3.实验结果表明即便在较低载荷下,固相颗粒的存在仍然能比较明显地改变边界层的湍流属性以及拟序结构,而且可以发现在近壁面颗粒会削弱流向的湍流强度以及雷诺剪切应力.
关键词:
PTV
,
湍流调制
,
水甲槽道
,
气固两相流
,
边界层
包胜
,
陈胜
,
柳朝晖
,
易超
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用格子Boltzmann方法模拟对非等温横向振荡圆柱绕流（Re=100）进行模拟,详细考察振荡频率（F=f_o/f_s=0.2～8.0）、振幅（A/D=0.1～0.4,A为圆柱流向最大位移,D为圆柱直径）对绕流换热的影响。结果表明：低频率、低振幅流向振荡运动将使圆柱换热增强,高频率、高振幅振荡使圆柱换热效果减弱;圆柱表面平均N_u脉动均方根值随着振荡频率、振幅的增大而增大;在锁定区域内,平均N_u及其脉动均方根值均出现极大值。
关键词:
流向振荡
,
非等温
,
格子Boltzmann
,
Nu数
,
频谱分析
易超
,
刘亚明
,
贺铸
,
柳朝晖
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用DNS方法，对惯性颗粒所见各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究。结果表明：惯性对颗粒温度脉动强度，两相温度关联，自相关特性以及颗粒热流与两相交叉热流的统计特性具有明显的影响。在PDF方法的框架下，系统地推导了非等温气固两相流的PDF方程，且基于朗之万随机体系对方程进行了封闭，并利用前面的DNS结果对相关标量模型进行了检验，结果表明，在颗粒所见流体温度的模型中，采用颗粒所见流体温度的拉氏时间积分尺度作为模型输入参数较采用流场的耗散时间和Kolmogorov常数作为输入参数更接近DNS的结果。
关键词:
被动标量
,
惯性颗粒
,
非等温气固两相流
,
直接数值模拟
,
PDF方法
郭福水
,
王汉封
,
柳朝晖
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用PIV测量技术研究充分发展水平槽道内的两相湍流的变动规律(Re=590).首先将单相湍流的测量结果与文献中DNS的结果进行了比较,证明了PIV测量湍流脉动的可行性,并通过引入PTV算法获得了近壁对数边界层内的湍流量.对两相流动的测量结果表明,即使在1%的低颗粒质量载荷下,气体湍流已有明显的变动,并且壁面附近和槽道中心的变动规律不同.
关键词:
粒子图像速度场仪
,
槽道流
,
气粒两相流
,
湍流变动
刘亚明
,
易超
,
柳朝晖
,
郑楚光
工程热物理学报
本文采用直接数值模拟方法,对惯性颗粒所见均匀各向同性湍流中具有平均标量梯度的被动标量场统计特性进行了研究.模拟结果表明,与颗粒所见流体速度的自相关特性不同,颗粒所见标量的自相关特性随颗粒惯性的增加而单调减少;颗粒所见标量脉动能随颗粒惯性的增加先减少再增大,在St≈1.0的临界颗粒附近达到最小值,而颗粒所见标量耗散率随颗粒惯性的变化行为与颗粒所见标量脉动能的变化行为相反;数值模拟的结果进一步揭示,在St≈1.0时颗粒所见流体标量脉动能和耗散率的极值是因为St≈1.0的临界颗粒聚集于低涡量、高应变区域和标量场在高应变区域形成强耗散的片状结构所致.
关键词:
被动标量
,
惯性颗粒
,
非等温气固两相流
,
直接数值模拟
王保文
,
郑瑛
,
柳朝晖
,
赵海波
,
郑楚光
,
晏蓉
工程热物理学报
采用热重分析仪、红外频谱仪以及差热分析对PDS烟煤与溶胶凝胶燃烧合成法制备的Fe203基复合氧载体的反应性能及热流变化进行了研究,发现:就Fe203基氧载体而言,适当增加Fee03基氧载体过量系数,有利于煤的充分反应;而铁基复合氧载体CuFe204与PDS煤具有更高的反应性,加入惰性载体A1203有利于CuFe204与煤一次热解产物的反应,却阻碍了其与二次热解产物的反应.CuFe204具有更高的晶格氧容量以及更少的吸热量,用于煤化学链燃烧中是非常合适的,具有很好的应用前景.
关键词:
煤
,
化学链燃烧
,
Fe203基复合氧载体
,
热重分析
