燃烧科学与技术 /rs/oa CH4/H2-空气预混气流动点火特性 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003023 搭建了隧道燃烧室流动点火平台,使用纳秒脉冲高频放电探索CH4/H2-空气预混气的流动点火特性.通过实验获得了不同掺氢比(α 为0、5%、10%)和不同放电频率( f 为10 kHz、15 kHz、20 kHz)对点火成功率Pig的影响.结果表明随着掺氢比和放电频率的增加,点火能量相同时,Pig 也迅速提高.在相同放电时间内存在最佳的放电功率,功率太高或太低都不利于点火.此外,通过数值计算模拟了初始火核的发展,进一步阐明了掺氢有利于提高Pig. 2020年08月15 00:00 2020年04 287 293 1517906 郭晓阳,李孝天,胡二江,黄佐华 变热流下透明可燃物热解着火的影响机理分析 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201906017 着火时间是可燃物热解着火过程的重要特征参数.辐射热流直接影响可燃物的着火时间,为了简化解析求解,前人往往认为辐射热流为恒定常数且不进入样件内部,但火灾发生早期,透明可燃物接收到的辐射热流可能是随着时间上升的变化热流.针对此问题,本文以适用于变化辐射热流的透明可燃物热解数值和解析模型为基础,系统研究了辐射热流上升速度、表面吸收、内部吸收等因素对着火时间的影响,比较了两种模型的结果差异并探讨了环境与物性参数对解析模型准确性的影响.结果表明:在上升热流早期,解析法与数值法求解结果符合较好,随着热流与表面温度增加,表面对流换热、辐射、热解等因素开始作用,导致解析与数值结果出现偏差,需根据此偏差修正给定可燃物着火时间解析预测结果. 2020年08月15 00:00 2020年04 294 300 1018036 翟春婕1, 2,张思玉2,张民侠2,陈朗梓3,王 越2 基于旋流火焰根部熄火现象的FGM 模型研究 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003030 针对原尺寸的复杂几何预混旋流燃烧器开展了同步OH/CH2O-PLIF 测量,并利用发展的带拉伸查表法(SFGM)耦合大涡模拟(LES)的方法模拟了相同雷诺数下(Re=10 000)稳定火焰及临近吹熄下的旋流燃烧特性.发展的SFGM 模型在化学反应源项中引入与拉伸率直接相关的着火因子,如此拉伸率则无需与进展变量耦合建表,极大地缩小了建表工作量.随后将模拟结果与实验结果对比,验证了LES 耦合SFGM 模型可以较为准确地捕捉复杂几何旋流预混燃烧的火焰形态(OH 及CH2O×OH 分布):如预测到预混管出口处的局部熄火位置,临近吹熄的火焰相比于稳燃火焰有更高的抬升高度.在强旋流下,湍流火焰的传播速度和湍流速度的脉动值成正相关,火焰前锋面在上游侧的边缘位置很大程度上由流场向下游扩张的轴向速度和中央回流区(CRZ)中的主体火焰向上游传播的速度共同决定.随着当量比降低到熄火极限,CRZ 内的混合物被不断稀释,火焰逐渐破碎成孤立的火核;与此同时,燃烧温度下降导致火焰传播速度降低,而流场速度不变,火焰前锋面被吹向下游远离CRZ并最终被吹熄. 2020年08月15 00:00 2020年04 301 309 2564736 俞森彬1,刘 潇1, 2,刘 欣3,张志浩2 基于可压缩双流体模型对射流破碎的研究 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003012 在OpenFOAM 框架下,基于可压缩双流体模型,应用界面压缩法捕捉气液界面,采用大涡模型处理高速射流中的湍流流动,验证了文献中锥形喷嘴的质量流量和喷雾动量通量实验数据,数值结果和实验数据吻合较好,并在此基础上对射流破碎的机理进行了分析.为分析喷嘴几何结构对破碎的影响,修改ECN spray D 喷嘴的出口直径,得到圆柱形喷嘴,结果发现圆柱形喷嘴的液柱破碎较弱,液核长度较长,因此喷嘴具有一定的锥度可以促进喷嘴出口的射流破碎. 2020年08月15 00:00 2020年04 310 315 1188754 张威龙,刘灿旭,刘 红,贾 明,奚 溪 交流等离子点火方法在600MW 贫煤机组的应用 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201908007 针对直流等离子点火技术存在电极寿命短和煤种适应性差的问题,提出了交流等离子点火方法.首先介绍了交流等离子的拉弧原理和技术优势,并给出了交流等离子点火燃烧器的设计结构.然后实验研究了交流等离子电弧功率、煤粉浓度、一次风速、周界风量等影响煤粉着火效果的主要因素,并分析了锅炉启动过程中飞灰含碳量的变化趋势.实验结果表明,交流等离子点火方法有较大的煤粉浓度适应范围,且煤粉浓度对火焰的影响主要体现在煤粉着火的中后期;一次风速存在一个最佳范围;周界风对冷却燃烧器喷口具有明显的作用,且周界风量还能提供煤粉着火后所需的部分氧量;交流等离子发生器电弧功率是影响煤粉火焰温度的最重要因素.研究结果证明了交流等离子点火方法能够在600MW 机组成功点燃贫煤. 2020年08月15 00:00 2020年04 316 324 1986811 闫高程 利用快速升温大尺寸热重分析对松木热解特性的研究 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003017 设计搭建了能实现快速升温功能的大尺寸热重分析(macro thermo-gravimetric analyzer,macro-TGA)实验台,对大尺寸松木样品的热解特性进行了研究.该实验台可以对大尺寸样品(1~40 mm)热解过程的质量、温度信号进行在线测量,有快速升温和匀速升温两种工作模式,其中快速升温模式瞬时升温速率可达2 500℃/min,匀速升温模式升温速率可设定为1~40℃/min.实验结果表明,快速升温模式下热解目标温度为700℃时,5 mm 样品热解反应达到80%转化率用时小于2 min,远小于20℃/min 匀速升温工况时的9 min.对于尺寸小于10 mm 的样品,其热解过程由反应动力学控制,对于尺寸大于20 mm 的样品,热解由样品内部的传热控制.采用单组分一步全阶段一阶反应模型对5 mm 样品的热解动力学参数进行了求解,结果表明,随着目标温度的上升,样品热解活化能下降,反应活性上升. 2020年08月15 00:00 2020年04 325 331 969441 吴三军1,赵泽航2,刘 磊1,王连杰2,李振山1,蔡宁生1 柴油机缸内团聚态颗粒氧化过程中的破碎 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201907015 基于全气缸取样系统采集不同燃烧时刻的柴油机碳烟,使用粒数粒径测试分析仪和透射电子显微镜测量了碳烟的粒径分布、数密度、分形维数和团聚度,进而获得团聚态颗粒的破碎速率,在上述工作的基础上,分析了柴油机缸内碳烟氧化主导阶段团聚态颗粒物的破碎现象.结果表明:碳烟氧化主导阶段初期,团聚态颗粒破碎速率高,碳烟颗粒总粒数密度和核态颗粒数密度增加,同时分形维数和团聚度明显减小.随氧化主导阶段燃烧反应的进行,破碎速率逐渐降低,总颗粒数密度逐渐减小,核态颗粒数密度先增加后减小,而分形维数和团聚度呈现上升的趋势. 2020年08月15 00:00 2020年04 332 339 1039315 李亚松1,吕 刚1,范晨阳1,张荣鑫1,宋崇林1,王远宏2 高氯煤燃烧过程中氯的释放及迁移特性 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003016 对新疆哈密地区万向煤中氯的含量及空气气氛下氯的释放行为进行了实验研究,结合水洗、密度分级、TG-MS、XPS、XRD 及SEM-EDS 等方法探讨了氯在原煤及燃烧产物中的分布规律,初步揭示了万向煤中氯在程序升温过程中的挥发迁移路径.结果表明:万向原煤中氯含量高1.17%,其中有92%是以离散的无机离子态均匀地分布在煤的孔隙中,8%是以有机形式存在.氯的释放主要分为两个阶段:在煤低温氧化阶段,原煤中有机形式的氯主要以HCl、Cl2 及有机氯等形式释放,释放量约占总氯比例13%,且此时原煤中无机形态的氯部分结合钠聚合成NaCl 晶体,部分转化成有机形式的氯吸附在煤的微孔表面;温度升高至560~750℃,灰中氯全部以NaCl 矿物存在,总量(占总氯的87%)基本不变;在750~960℃时,灰中剩余的氯主要以NaCl 形式随着温度的升高迅速释放,在960℃时残留的氯占比仅为0.58%. 2020年08月15 00:00 2020年04 340 347 2147774 宁 坚,徐顺塔,靳 虎,王泽安,涂垚杰,刘 豪 不同氧化程度生物柴油的燃烧特性 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201903012 采用Rancimat 法加速生物柴油的氧化,利用OH-PLIF 系统分析研究生物柴油的氧化对其燃烧特性的影响.研究结果表明:随着当量比的增大,生物柴油的层流预混火焰传播速度呈现先增大后减小的趋势,CO 和CO2 的排放量摩尔比nco/nco2先增大后减少,NO 排放量逐渐减少.物柴油的氧化对其燃烧特性有重要的影响,随着氧化时间的增加,火焰OH-PLIF 信号增强,生物柴油的层流预混火焰传播速度逐渐增大,在氧化24 h后,其速度达到最大值;随着氧化时间的增加, nco/nco2呈先减少后增大的趋势,NO 排放量逐渐增大. 2020年08月15 00:00 2020年04 348 353 927175 王 霜1,李法社1, 2 多孔介质微小燃烧器的传热特性分析 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201906010 采用计算流体力学软件Fluent,对H2/空气预混气在全填充多孔介质平板微燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟.研究了多孔介质导热系数、壁面导热系数、当量比、孔隙率对微燃烧器回热循环的影响规律.模拟结果表明:预热区对流回热效率、多孔介质导热效率与多孔介质导热系数呈正相关趋势;壁面导热系数增大会使预热区对流回热效率下降,壁面对流回热效率上升;预热区对流回热效率、壁面对流回热效率与当量比呈负相关趋势;多孔介质孔隙率是影响回热效率的重要因素,随着孔隙率的增大,预热区对流回热效率下降,壁面对流回热效率上升. 2020年08月15 00:00 2020年04 354 360 1102086 肖洪成,李 君,李擎擎 燃准东煤锅炉辐射受热面的灰沉积特性 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201908010 建立了与气固两相流动燃烧模型相耦合的飞灰沉积模型,对一台660MW 超临界锅炉燃用准东五彩湾煤时的飞灰沉积特性进行了数值模拟,并且讨论了烟气流速和灰颗粒粒径对飞灰沉积速率的影响规律.结果表明:在BMCR 工况下,炉膛辐射受热面上的飞灰颗粒沉积分布主要集中在高度为30~45 m 处的区域,且各墙的沉积分布规律呈现出相似性;烟气流速为9.5~12.5 m/s 时,辐射受热面上的飞灰沉积速率与烟气流速成正比;烟气流速大于12.5 m/s 时,辐射受热面上的飞灰沉积速率与烟气流速成反比;辐射受热面上飞灰颗粒的沉积速率的整体变化趋势是随灰颗粒粒径的增大而增大的. 2020年08月15 00:00 2020年04 361 369 1878948 朱以周,金 晶,刘中毅,张瑞璞,杭伊煊 柴油机运行工况对排气管内碳烟尺寸的影响 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R202003035 改变柴油机运行工况,采集排气管内碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒进行观测,拍摄碳烟颗粒形貌图片,采用Image-Pro Plus 软件统计分析碳烟颗粒的平均投影面积(A)、平均回转半径(Rg)、包含基本碳粒子的平均数(Np)以及基本碳粒子的平均粒径(dp)等特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.研究发现:改变柴油机负荷对排气管内的碳烟颗粒尺寸的影响要远大于改变转速带来的影响.转速不变时,随着负荷的增大,A、Rg、Np 和dp均呈“v”型变化趋势,分形维数呈上升趋势;负荷不变时,随着转速的增大,A、Rg、Np、dp小幅度上升,分形维数基本不变. 2020年08月15 00:00 2020年04 370 375 1077935 卞钒全1, 2,鞠洪玲1, 2,魏明锐1, 2 空气分级对旋风燃烧液态排渣及NOx排放的影响 /rs/oa/darticle.aspx?type=view&id=R201906008 为了进一步论证在旋风炉中采用空气分级低氮燃烧技术的可行性,建立了旋风燃烧液态排渣模型和NOx 排放半经验公式,并在一台中试旋风炉上开展了实验研究,定量分析了空气分级对准东煤旋风燃烧时液态排渣、NOx 排放和燃尽性的影响.实验数据表明,针对不同准东煤种,为兼顾稳定液态排渣和降低氮氧化物排放,可根据容积热负荷、捕渣率和灰临界温度确定合适的空气配比方式.燃用准东天池煤时,最佳的主燃区过量空气系数为0.9,与空气未分级相比,NOx排放可降低20%,但未完全燃烧热损失会增加0.32%.本研究将为旋风炉的设计和运行提供重要参考. 2020年08月15 00:00 2020年04 376 381 971588 张向宇,白文刚,贾子秀,周广钦,陆 续,徐宏杰