进气歧管喷水对发动机燃烧性能的试验研究

为研究进气歧管喷水技术对汽油发动机热效率的提升潜力,基于一台研究型单缸汽油发动机,采用试验的手段对比研究了不同的喷水比例、不同的负荷工况及不同的压缩比下进气歧管喷水对发动机燃烧性能的影响。结果表明,采用进气歧管喷水技术可有效降低发动机的爆震趋势,随着喷水比例的增加,CA50逐渐提前,燃料的滞燃期及燃烧持续期增加,同时伴随着传热损失逐渐增加。相比于无喷水(w/o PWI)的结果,喷水的引入虽然导致未燃损失增加,但有利于排气能量损失大幅降低,最终反应到经济性的表现为热效率随着喷水比例的增大呈先增加后降低的趋势,油耗率的表现同热效率的结果相反;此时最佳的净指示热效率(GITE)为43.1%,相比于w/o PWI的结果升高了2.5%;最佳的净指示油耗率(GISFC)为197.9 g/(kW·h),相比于w/o PWI的结果降低了11.8 g/(kW·h)。高负荷运用喷水技术将达到更显著的热效率改善及油耗改善效果;同时,喷水技术的引入使得发动机高压缩比的应用成为可能。

炭黑对CMDB推进剂燃烧性能的影响

采用燃烧–靶线法分析了炭黑的种类、含量及粒径对复合改性双基(CMDB)推进剂燃烧性能的影响。结果表明:在压强为1~8MPa时,添加炭黑可以提高推进剂的燃速,Y1炭黑可以有效减小推进剂配方的压强指数;当Y1炭黑在推进剂配方中含量较低时,推进剂样品在压强为3~8MPa时具有平台燃烧特性,小粒径的Y1炭黑有利于推进剂配方压强指数的降低。

试样安装对材料燃烧性能测试的影响

为分析材料燃烧性能试验的试样安装方法的重要性,提高材料燃烧性能测试及分级评价的一致性和准确性,基于GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的燃烧性能分级评价方法,以SBI试验为基础,探讨了试验基材、试样拼接缝、试样固定方式、空气间隙、试样受火面等因素对材料燃烧行为的影响。试验对比表明,这些试样安装的相关因素对试验结果具有显著影响,试样安装方法不同,可导致试验结果出现较大差异。因此,进行材料燃烧性能测试及分级评价时,应结合材料的实际应用来确定试样的安装方法。

3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响

为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。结果表明:确定最优方案的3级旋流器叶片数量分别为8、10和15。中心分级燃烧室每级旋流器流通气量随其相应旋流器叶片数量改变呈负相关变化关系;设计油气比为0.045时,中心分级燃烧室最优方案即基准型方案的温升可达1300 K,出口温度分布系数OTDF达到0.13,在性能所要求的0.10~0.15之间,出口径向温度分布系数RTDF达到0.081,在性能所要求的0.08~0.12之间;中心分级燃烧室出口截面OTDF值随火焰筒头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是“V”形,RTDF值随头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是类“V”形。

含叠氮增塑剂AZDEGDN发射药的制备和燃烧性能

为了探索新型叠氮增塑剂1,5-二叠氮基-3-氧杂戊烷(AZDEGDN)在发射药配方中的应用前景,采用半溶剂法制备了以AZDEGDN为增塑剂的双基和三基发射药,并对含AZDEGDN发射药的形貌、密度及在不同温度下的静态燃烧性能进行了研究。结果表明,使用半溶剂法挤出成型工艺能够制备得到外观无明显瑕疵的含AZDEGDN的双基发射药(ADG-2)和三基发射药(ADG-3)。SEM观测显示,固体添加剂黑索今(RDX)和硝基胍(NGu)能够较为均匀地分布在ADG-3发射药内部。密度测试显示,ADG-2和ADG-3发射药的密度分别为1.44 g·cm^(-3)和1.52 g·cm^(-3),均接近理论密度,说明发射药内部结构较为致密。密闭爆发器试验表明,常温(20℃)下,ADG-2和ADG-3发射药的静态燃烧性能均较为稳定,燃速随着压强增大而均匀上升,未出现明显的燃速-压强曲线(u-p曲线)转折现象,燃烧最大压强分别为237.71 MPa和263.80 MPa,燃速压强指数分别为0.9098和0.9754;RDX和NGu的添加使得含AZDEGDN发射药在低压段(50~100 MPa)和中压段(100~150 MPa)的燃速压强指数分别增大了15.5%和10.9%,而在高压段(150~p_(dpm) MPa)的燃速压强指数减小了4.2%;高温(50℃)和低温(-40℃)下,ADG-3发射药仍然能够保持稳定燃烧,燃烧最大压强由常温下的263.80 MPa分别变为265.92 MPa和261.13 MPa,燃烧时间由14.70 ms分别变为13.52 ms和16.40 ms,燃速压强指数由0.9754分别变为0.9464和0.9938。可见含AZDEGDN发射药的制备方法简单成熟,结构致密无瑕疵,静态燃烧性能稳定,有望成为一种新型低烧蚀发射药。

降速剂及其作用位点对三组元推进剂燃烧性能的影响规律研究

针对两种典型季铵盐和金刚烷衍生物降速剂,研究了其作用位点对推进剂点火燃烧性能的影响。基于两种不同结构的Al@AP和AP@Al复合颗粒,将降速剂分布在不同作用位置:即AP颗粒内部和表面。利用扫描电子显微镜(SEM-EDS)和计算机断层扫描(CT)等技术对所制备复合颗粒微观形貌和结构进行表征,研究了降速剂对推进剂爆热、点火延迟和燃烧性能的影响。惰性降速剂的加入会使得推进剂爆热值降低,但Al@AP复合颗粒的高反应活性能部分抵消这一现象。与机械混合方式相比,当降速剂作用于AP表面时能明显延缓推进剂点火过程,其中金刚烷衍生物能使推进剂点火延迟时间增加至420 ms,比基础配方增加了192%。在基体中直接加入降速剂可以有效降低推进剂燃速,但其降压强指数效果有限。铝基复合颗粒和降速剂的共同作用能显著降低推进剂的高压燃速和压强指数:当作用位置在AP内时,两种降速剂使推进剂1~20 MPa内压强指数从基础配方的0.45分别降低至0.20和0.33,同时可使10~20 MPa压强指数分别减小了48%和49%。

钨含量对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响

为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的释能密度和反应机理,并利用高速热成像相机对含能材料的燃烧特性进行评价。结果表明,随着钨质量分数由0增至30%,氟聚物基含能材料的放热反应释能密度由3690 J/g降至2695 J/g,燃烧速率从40.5 mm/s降至19.6 mm/s;不加钨时,含能材料燃烧火焰的温度最低;随着钨含量增加,火焰温度先显著升高然后缓慢降低;这是由于钨的加入减缓了Al与PTFE放热反应的热量传递,推迟了Al与Fe_(2)O_(3)的放热反应进程。加入钨后生成W_(2)C的反应造成了更多放热反应累积叠加,使氟聚物基含能材料产生更剧烈的燃烧反应过程和更高的火焰温度。

掺配废PVC对水煤浆成浆性能及燃烧性能的影响

为缓解废PVC处理压力,回收碳氢资源,将废PVC与煤粉混合制备废PVC-煤浆,分析掺配废PVC后浆体的定黏质量分数、流变特性及稳定性。利用SEM-EDX和分形理论对掺配废PVC的浆体表观形貌和分形维数进行分析,探讨掺配废PVC对煤浆性能的影响机理。利用热重分析法和Coats-Redfern积分法计算原煤浆及废PVC-煤浆的燃烧特性指数和动力学参数,对不同废PVC掺配量浆体的燃烧性能进行评价。结果表明:掺配废PVC可以提高浆体的成浆性但析水率升高、稳定性有所下降;废PVC的掺配量越多,浆体的分形维数越小,成浆浓度越高;掺配废PVC对煤浆燃烧会产生协同作用,当废PVC的添加量为3%和5%时,煤浆的燃尽率和综合燃烧性能变好,促进燃烧反应,添加量为8%和10%时抑制燃烧反应;在选取Coats-Redfern近似时,水煤浆燃烧在选取反应级数n=1时线性相关性最高,掺配5%的废PVC后的浆体表观活化能和频率因子最大。

梯形内嵌多方孔模块发射药的打印制备及定容燃烧性能

为了设计和制备弧厚小、燃烧时间短、渐增性好的新型发射药,以12.7 mm枪弹装药为对象,设计了梯形内嵌多方孔结构,采用直写成型工艺制备了外层弧厚不同、内嵌多方孔结构的梯形模块发射药。发射药长41 mm,内嵌方孔单边长为0.4 mm,内孔个数为3105。通过密闭爆发器试验,研究了模块发射药和制式药/模块发射药混合装药的定容燃烧性能。结果表明:打印发射药燃烧正常,在相对压力B>0.2后,外层弧厚为1.0 mm的模块发射药的动态燃烧活度相对外层弧厚为0.5 mm的下降较缓;当混合装药质量比为55时,分裂点后移,燃烧渐增性较好;打印发射药在爆发器内燃烧时间小于8 ms,与制式药燃烧时间相当,能满足小口径武器快速燃烧的要求。

降速剂及其作用位点对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律

为研究降速剂对丁羟四组元推进剂燃烧性能的影响规律,将典型季铵盐和金刚烷衍生物两种高效降速剂引入核壳结构铝基复合颗粒Al@HMX和AP@Al,使其分别作用于HMX颗粒内部和AP颗粒表面,制备了4种含降速剂的铝基复合颗粒(Al/A@HMX,Al/B@HMX,AP@Al/A和AP@Al/B);采用扫描电子显微镜对样品形貌进行了表征;采用高速红外相机拍摄推进剂燃烧过程的火焰红外照片,并对推进剂的爆热、密度、点火延迟时间和燃速进行了测试。结果表明,加入惰性降速剂会导致推进剂爆热降低,而Al@HMX复合颗粒能部分抵消这一现象,使推进剂爆热值增加了338 J/g;降速剂能够抑制AP和HMX的热分解过程,使达到AlO辐射峰值前维持低强度的“平台段”;而引入Al@HMX后,推进剂的点火延迟时间比基础配方减小49.4%;在10~20 MPa范围内两种降速剂均能有效降低推进剂燃速,在此基础上采用Al@HMX可使含季铵盐丁羟四组元推进剂20 MPa下的燃速降低7.1 mm/s(38.4%),压强指数降至0.25;当降速剂作用于AP表面时,含质量分数1%季铵盐的推进剂在20 MPa下燃速可降低5.0 mm/s(27.3%)。

600MW燃用褐煤新型墙式切圆锅炉燃烧性能分析

针对某台采用墙式切圆燃烧的600 MW超临界褐煤锅炉在实际运行中出现的水冷壁结焦、超温爆管等问题,采用冷热态计算机数值模拟方法进行了研究,并通过现场参数测试及系统优化调整对模拟结果的合理性进行验证。结果表明:锅炉炉膛出口左右侧存在速度与烟温偏差,燃尽风的投切对炉膛出口气流速度分布影响很大,具有很好的消旋作用。计算机数值模拟及现场的参数测试揭示了炉膛内部存在一个直径较大且稳定旋转的“高温火环”,一方面提高了锅炉高水分褐煤点火和稳燃性能,另一方面过高的一次风率和过大的切圆直径导致了水冷壁结焦和局部超温爆管,影响机组的安全稳定运行。研究结果和方法对同类型锅炉优化设计及运行提供了参考,为高效利用低热值、高水分、易结焦褐煤提供了新的思路。

微流控法制备纳米硼复合微球及其燃烧性能研究

为解决纳米硼粉易团聚、点火困难、燃烧速度慢及能量释放不完全等问题,利用液滴微流控技术,以表面活性剂质量分数为2%的水溶液为连续相,以纳米硼的乙酸乙酯溶液为分散相,硝化棉(NC)为黏结剂,通过流体聚焦式微通道制备纳米硼/NC复合微球,研究两相流速比、分散相质量分数对纳米硼/NC复合微球的颗粒形貌、粒径以及球形度的影响,得出最佳工艺条件;采用硼/硝酸钾点火药配方,测试纳米硼复合微球的燃烧性能;利用TG-DSC测试了原料纳米硼粉和纳米硼复合微球在空气中的热分解性能。结果表明,微流控法制备纳米硼复合微球的最佳工艺为:悬浮液质量分数为5%、黏结剂为NC、分散相流速为0.075mL/min,连散相流速为1mL/min;纳米硼复合微球粒径范围在50~70μm,粒径分布均匀且流散性更好,热分解峰温提前41.6℃,活化能增加0.95kJ/mol;最大燃烧压力达1.78MPa,燃烧温度最高到达1601℃。说明与原料相比,复合微球具有更好的热反应性能和燃烧性能。

微波辅助Al@PVDF⁃OH复合燃料的制备及其燃烧性能

聚偏氟乙烯(PVDF)等氟聚物可有效抑制铝粉的团聚并提高铝粉的反应活性。但氟聚物与被氧化铝覆盖的Al颗粒表面之间亲和性较差,氟聚物直接包覆在Al表面对团聚的抑制效果并不理想。为增强氟聚物与铝粉间的相互作用,改善铝粉燃烧性能,研究采用微波辅助反应的方法得到了羟基化改性的PVDF-OH,利用溶剂/非溶剂法将PVDF-OH包覆在铝粉表面得到了Al@PVDF-OH复合燃料,并进一步制备了复合固体推进剂。采用红外光谱、X射线衍射仪对PVDF-OH的分子结构与元素组成进行了研究;采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、高速摄像机和氧弹量热仪等设备对Al@PVDF-OH复合燃料的微观结构组成及其燃烧性能进行了研究。结果表明,微波辅助制备得到的PVDF-OH有着较高的羟基含量,微波功率240 W下处理1 min时制备得到的PVDF-OH最佳。Al@PVDF-OH复合燃料的燃烧性能优于包覆PVDF的Al@PVDF复合燃料与加热改性处理PVDF-OH(H)的Al@PVDF-OH(H)复合燃料,在PVDF-OH含量为15%时最佳。与纯Al相比,PVDF-OH含量为15%的Al@PVDF-OH复合燃料的燃烧热值由19140 kJ·kg^(-1)增加到24912 kJ·kg^(-1);与AP混合后的燃烧测试结果表明,Al@PVDF-OH复合燃料燃烧性能相较于Al有明显改善,点火延迟时间由77 ms缩短至70 ms,燃速由195.7 mm·s^(-1)提高到225.7 mm·s^(-1)。基于Al@PVDF-OH复合燃料的固体推进剂与铝基固体推进剂相比,其燃烧热值由13281 kJ·kg^(-1)增加到14020 kJ·kg^(-1);燃速由1.281 mm·s^(-1)提高到1.915 mm·s^(-1),凝聚相燃烧产物D90由74.324μm降至52.749μm。

塔式低排放旋流器斜径向角对燃烧性能的影响

针对原型燃烧室在贫预混燃烧情况下设计了一种塔式分级旋流器,旨在降低燃烧室出口的NO_(x)以及CO排放.通过使用Fluent软件进行数值模拟,研究了设计工况下塔式旋流器不同斜径向角对燃烧性能的影响.结果表明:斜径向角对燃烧效率的影响差异在0.1%以内,随着斜径向角的增大,燃烧室内回流区后中轴线温度逐渐降低;燃烧室高温区面积逐渐减小;总压损失呈先减小后增大的变化趋势,出口温度不均匀性OTDF值逐渐减小最低达25.82%;出口NO_(x)排放逐渐减小,低至33.9×10^(-6).综合来看,斜径向角为45°时燃烧室整体性能最优.

球形纳米SiO_(2)的制备及其铝热剂的燃烧性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过正交试验优化,制备平均粒径为120nm的球形纳米SiO_(2)。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及全自动比表面及孔隙度分析仪等手段对该纳米SiO_(2)进行了表征。将制得的纳米SiO_(2)与Al粉和纳米MnO_(2)混合,配制成零氧平衡的复合铝热剂,详细测试了该铝热剂的燃烧性能。结果表明:低温有利于颗粒粒径的控制和分散度的调整。溶液的介电常数对颗粒形成有较大影响。正硅酸乙酯和氨水的浓度与SiO_(2)颗粒大小成正比。BET数据表明,纳米SiO_(2)比表面积较大,为微孔和介孔的混合结构。SiO_(2)的粒度大小对铝热剂的燃烧时间与效率有很大影响。随着SiO_(2)粒径的减小,铝热剂的燃烧压力峰值及增压速率得到了显著的提升,这为纳米SiO_(2)在复合铝热剂中的应用提供了参考。

纳米多孔CuO对硼基铝热剂药线燃烧性能的影响

为研究多孔Cu O对B/Cu O药线燃烧性能的影响,选用多孔、立方和针状Cu O分别与无定型硼进行微观复合,借助微笔直写技术制得相应配方的药线。使用流变仪对油墨的动态粘度进行测试,通过高速摄影技术测试药线的线性燃速,并采用扫描电镜、X射线衍射装置对固体反应物、产物进行测试。结果表明:借助微笔直写技术制得的B/Cu O药线中各组分分布均匀、燃烧性能稳定;多孔Cu O的加入最高可将B/Cu O药线的燃烧速度提升300%,氧化物形貌的改变并不会改变B/Cu O的反应进程,多孔Cu O的加入提高了药线反应过程中的热对流,从而提升了药线的燃烧性能。

核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂的制备及燃烧性能

为了解决纳米铝热剂的制备工艺中组分分布不均匀和燃烧效率低等问题,采用层层组装技术将铜‐均苯三甲酸(Cu(BTC))和铁‐均苯三甲酸(Fe(BTC))交替包覆在nAl表面,制备核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂,并对其结构、形貌、热反应性能(铝热反应温度)和燃烧性能(燃烧时间、点火延迟时间和燃烧温度等)进行研究。结果表明:层层组装技术可以调控包覆层的厚度和形貌,随着包覆层厚度的增加纳米铝热剂从粗糙疏松逐渐变得光滑致密;交替包覆12层Cu(BTC)/Fe(BTC)的纳米铝热剂燃烧剧烈,火焰传播速率较快,在0.710 s内火焰达到最大,具有适中的点火延迟时间(0.509 s)、最短的燃烧时间(2.036 s)和最高的燃烧温度(1425℃),此时,Cu(BTC)和Fe(BTC)的协同作用使其铝氧化反应温度峰值降低到552.5℃和735.0℃。

建筑保温材料燃烧性能检测的问题探讨

本文介绍了建筑材料燃烧性能检测的必要性和重要性,阐述了现有的燃烧性能检测方法和标准,包括试验方法、试验样品、试验环境等,重点分析了不同检测方法的优缺点和实际应用情况。此外,本文还针对实际应用中可能出现的误操作和误解进行了讨论,提出了相应的建议和纠正措施。最后,总结了燃烧性能检测在建筑材料防火安全中的应用和意义,展望了未来的发展方向和趋势。

简析线缆燃烧性能的归纳与选择

通过对比GB/T 19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》与GB 31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》,梳理两种标准下电缆各项燃烧性能的内在联系,并结合GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》中的要求,将此前参考GB/T 19666-2019标准体系进行线缆选择的规范中的相关场合进行整理,归纳各类场合下对应GB 31247-2014标准体系对线缆燃烧性能的要求,以及对消防用电设备线缆耐火性能等级的要求,并以表格形式罗列,以便应用于设计实践中。

中心分级旋流燃烧室燃烧性能试验研究

采用试验方法研究了不同供气方案和有无火焰筒气膜冷却对燃气轮机中心分级旋流燃烧室燃烧性能的影响规律。结果表明:①气膜冷却处理可显著降低出口平均温度,恶化出口温度分布;②油气比和供气方式与火焰筒空间燃烧温度都有较强相关性,当预燃级当量比较大时,靠近中间区域燃烧温度更高;③相比于主燃级,预燃级局部当量比变化对出口NO以及CO浓度的影响更大;④相较于无气膜冷却,有气膜冷却时CO排放显著增加,NO排放降低。