Quilghini变换法在求解密度跃变的水合物热分解Stefan模型精确解中的应用

利用质量守恒原理建立了考虑密度跃变的天然气水合物热分解Stefan模型,通过对有弱解的均匀散度方程分部积分详细推导一般形式的Rankine-Hugoniot跳跃关系,获得了关于界面速度项三次方形式的Stefan耦合条件,但在工程需要误差范围内三次方可以忽略。在Stefan模型中引入速度项使得模型的精确解难以得到。Quilghini变换将质量转化为空间变量,Stefan模型的速度项消失,成为经典的类Stefan模型,再经Quilghini逆变换得到了密度跃变Stefan模型的精确解析解。通过Matlab编程,结合实例研究了超越方程解、温度分布和分解界面的规律性,探索注入温度和密度跃变对超越方程解、穿透深度、穿透时间和水合物位移的影响,密度跃变引起的误差在工程允许范围内。

碱金属及相关无机元素在生物质热解中的转化析出

生物质热化学转化利用中遇到的颗粒聚团、受热面沉积等问题与生物质中的碱金属物质密切相关。本文首先对各种碱金属及相关无机元素在生物质中的存在形式和在热解中可能的行为进行了简要介绍 ,然后着重对稻杆热解中钾元素的析出过程进行了研究。通过计算得到了钾元素随热解过程析出的定量描述 ,计算出的半焦含钾量与试验实测值符合较好 ,说明采用的碱金属析出模型大体上反映了热解中相关元素转化、反应的主要过程。本文工作对于进一步研究碱金属及相关物质在燃烧、气化过程中的行为、探寻适合的解决途径有非常积极的意义。

农用荷电喷雾雾滴粒径与速度分布的试验研究

为研究荷电喷雾场的空间运动结构及其对植株界面的影响,该文运用PDPA测试系统对不同条件下的农用静电喷雾场进行了测试,结合荷质比、喷雾宽度测量结果,对雾滴的粒径分布、主流平均速度分布及平均速度与粒径的关系进行了分析和讨论。结果表明:在机械力和电场力的前后作用下,喷嘴压力愈大,荷电雾滴的粒径愈小且分布愈均匀;雾滴的粒径值随充电电压的增加而下降且粒径均匀分散;在较高的充电电压下,单个雾滴动能损耗的降低和雾滴粒径分布的均匀性又促使其主流平均速度分布趋于均匀。在较大粒径时,随着平均速度的增加,非荷电雾滴不易粘附于植株标靶界面;与非荷电相比,小粒径荷电雾滴群又因具有较大动能而提高了抗漂移能力。

荷电喷雾燃烧的研究

进行了燃油荷电喷雾的实验研究 ,设计了燃油荷电喷雾实验台 ,测量了荷质比、雾滴粒径等 ,并将PIV技术应用于荷电喷雾流场研究。实验结果表明 :在相同条件下 ,燃油荷电后将使雾滴粒径有较大幅度的降低 ,喷雾流场变得均匀、松散 。

应用裂解气相色谱对生物质快速裂解反应条件的研究

采用现代化学分析领域中重要的分析方法 -裂解气相色谱法 ,对生物质的快速裂解进行了探索性研究。以杨木木屑为研究对象 ,在裂解温度 40 0～ 80 0℃ ,升温速率 1 0 0℃ s、2 50℃ s、50 0℃ s,挥发性产物停留时间 0 6～4 0s的裂解条件下 ,考察了杨木木屑快速裂解气、液、固三种产物及气相组分的分布规律。实验结果表明 ,气、液、固三种产物所占比例及其组分含量取决于裂解条件 -裂解温度、挥发份停留时间和升温速率 ,杨木在升温速率50 0℃ s、挥发性产物停留时间 0 6s、裂解温度 50 0℃下快速裂解 ,可获得最大的产液率 80 % (含水 )。物料平衡的结果证明了裂解色谱研究方法的有效性和可行性。

金属载氧体的积碳特性研究

以CO为燃料(即还原性气氛),在热天平上分别对Ni基、Fe基、Cu基和Co基4种制备金属载氧体进行热重实验,通过分析各自的TG曲线,了解到4种载氧体均出现了不同程度的积碳现象,其中Cu基载氧体可以在一定程度上抑制积碳。为了避免因积碳而带来的载氧体失活,在管式炉内进行CO和载氧体的燃烧反应时,向炉内通入水蒸气,发现CO还原金属载氧体时,通入水蒸气可以有效地抑制积碳。最后利用X射线衍射仪(XRD)扫描反应产物,分析结果显示,通水蒸气时C的特征峰已经消失,进一步验证了水蒸气的抑碳效果。

聚苯乙烯热降解(Ⅱ):碳化与阻燃机理

碳化物特别是石墨、微泡碳具有良好防火隔热性能。高温下聚合物裂解形成含有碳碳不饱和双键物质 ,并进一步形成碳化残渣。碳化残渣具有良好的防火隔热作用 ,可改善聚合物材料的阻燃性能。系统分析了卤素类有机化合物、氧气。

碳氢燃料的蒸发焓与^1H NMR结构参数

用 5 0 0MHz超导核磁共振仪测定了 36个碳氢燃料油的1 HNMR谱 ,获得各类氢的相对含量。假设碳氢燃料由直链烷烃和直链烷基苯两种模型化合物构成 ,由1 HNMR结果和相对分子质量计算了相应的基团组成数。采用斜式沸点计测定燃料在不同温度下的泡点蒸气压 ,根据Clausius Clapeyron方程计算了燃料的蒸发焓和蒸发熵。以基团贡献法为桥梁 ,把微观的1 HNMR结构信息与宏观的蒸发性质联系起来 ,给出一个预测碳氢燃料蒸发焓的基团贡献表达式 ,检验结果表明偏差为 +5 4 %～ - 5 9% (平均 2 1% )。用此表达式预测了 17个纯烃和石油馏分的蒸发焓 ,偏差为 +8 5 %～ - 10 1% (平均 3 3% )。

ESS温室喷雾器喷雾特性的PDIA检测实验

为研究静电喷雾系统（ESS）温室喷雾器的喷雾特性、荷电喷雾场的空间形态及雾滴的尺寸分布，并为具体的喷雾施药场合选择最佳的雾滴大小，运用Oxford激光粒子图像分析测试系统（PDIA）对气流中群体荷电雾滴流场进行实验研究。选取荷电喷雾场中的不同位置，通过对雾滴的粒谱范围、尺寸分布及发散度的测试与分析，为ESS静电喷雾器在温室内的喷施与操作提供实验依据。研究表明：沿轴向距离喷嘴越远，喷雾发展越充分，荷电雾滴粒径越小、分布越均匀；沿横向雾滴粒径呈中间小两边大的分布状况；雾滴粒径谱范围集中在4．4～31．2μm之间；相对尺寸范围和发散边界随着喷雾场轴向距离的增大而增大、扩散比基本不随距离变化且保持相对稳定。实验结果表明ESS喷雾器的雾化质量很高，具有优良的综合技术性能。

煤浸出液中的阴阳离子测定及其与水煤浆成浆性的关系

用离子色谱法对十种煤(其灰分为3.03—8.20%)浸出液中的阴阳离子进行了测定,考察了它们与煤的成浆性的关系。计算机分析表明,矿物对煤成浆性的影响有两方面:一方面是可溶性矿物对成浆性的不利影响,另一方面是矿物密度对堆积效率的有利贡献。实验表明,硫酸根离子对煤成浆性的影响尤为突出,它综合反映了高价金属离子的总影响。

乙醇汽油发展趋势及不稳定性因素研究

乙醇汽油是极具发展潜力的清洁可再生燃料,添加乙醇的汽油,可有效提高汽油辛烷值、含氧量,减少汽车尾气中的碳排放、颗粒物排放以及其它有毒物质的污染,改善空气质量。发展乙醇汽油更多是从调控粮食市场、优化能源结构、改善生态环境、保障能源安全等国家战略高度出发,乙醇汽油在全国推广是大势所趋。但是由于乙醇的亲水特性,车用乙醇汽油在储运过程中易吸水发生分层,这是使用乙醇汽油首先需要解决的问题。

进口生物燃料与GB/T25199-2010的技术要求对比分析

对进口生物燃料与GB/T 25199-2010的技术要求进行了对比分析。结果表明:进口生物燃料的技术要求基本符合GB/T 25199-2010中的B5车用柴油技术要求,具体的检验项目、质量指标及试验方法互有异同;GB/T 25199-2010要求的检验项目多于进口生物燃料要求的检验项目;与GB/T 25199-2010要求相比,进口生物燃料要求的硫含量限值明显较低、酸值限值明显较大、闪点(闭口)限值明显较高;GB/T 25199-2010中的检验项目基本是等效或修改采用ASTM D或ISO试验方法,脂肪酸甲酯检验是修改采用EN试验方法。

发射药的等离子体点火燃烧中止试验研究

用等离子体点火中止燃烧装置,研究了等离子体点火太根药、双基药、硝胺药及单基药的燃烧中止现象,借助所得回收样品的显微照片和中止压力-时间曲线分析了等离子体与发射药的相互作用规律。结果表明,由于等离子体的侵蚀和辐射作用,发射药的燃烧表面不规则;不同配方发射药的点火延迟时间不同,太根发射药等离子体点火的延迟时间最短,容易实现等离子体点火。发射药的理化性质,包括配方和添加剂成分、表面状况、热传导系数和光学吸收系数等对等离子体点火有着显著影响。

碳氢燃料爆轰波胞格结构的实验研究

在实验的基础上,对碳氢燃料云雾爆轰波胞格结构的影响因素进行讨论分析认为:初始温度的变化对胞格尺寸的影响较小;胞格尺寸随初始压力的降低而增大;稀释气体使碳氢燃料的爆轰波胞格尺寸增大,在稀释气体达到一定浓度后,胞格尺寸将迅速增大;起爆能的增大可以导致更加复杂的爆轰波次胞格结构出现。

生物质颗粒燃料燃烧特性及其污染物排放情况综述

对生物质颗粒燃料燃烧特性及燃烧过程中污染物排放情况进行了综述,总结了燃烧过程、点火及燃尽特性和结渣特性;着重探讨了燃烧过程中氮氧化物、二氧化硫、颗粒物及氯化物、二噁英、多环芳烃等污染物的排放情况,提出了降低各污染物排放量的可行性方法;并根据我国生物质颗粒燃料的特点,对今后的研究方向进行了展望。

天然气水合物热分解Stefan相变数学模拟研究

天然气水合物热分解过程是一个移动边界的Stefan相变问题。在单相连续水合物控制体的守恒积分热传导模型基础上,建立了考虑尖锐移动边界的天然气水合物热分解控制体的界面耦合Stefan能量守恒条件。利用Boltzmann相似变量求得了一半无限大天然气水合物热分解Stefan相变模型的Neumann解,对超越方程进行了单调性证明,确定了Stefan模型解的唯一性。通过实例分析验证了超越方程的单调性和Stefan模型解的唯一性,MATLAB编程实现了水合物体热分解相变过程温度、分解前缘规律性,参数敏感性拟合研究表明,随着温度的升高,λ(超越方程的解)和x_(f)(界面位置)逐渐增大,x d(穿越深度)和t_(d)(穿透时间)逐渐减小。

生物柴油氧化降解与动力学分析的研究进展及展望

作为石化柴油的替代燃料,生物柴油在世界范围内已得到广泛的应用。生物柴油的性能主要取决于混合脂肪酸甲酯的组成和结构,脂肪酸甲酯的不饱和结构极易发生氧化反应,在氧化降解过程中生成氢过氧化物,以及可溶性聚合物等二级氧化产物,这不仅影响生物柴油的质量,而且还会带来车辆引擎腐蚀、油路阻塞和引擎功率不稳定等问题。文章综述了生物柴油氧化安定性、氧化降解机制以及热动力学分析的研究进展等方面,并对生物柴油氧化降解特性方面今后应重点研究的方向进行了探讨。

多相催化剂在生物柴油生产中的研究进展

综述了油脂酯交换反应生产生物柴油中多相催化剂的研究进展,对催化剂的性能效率做了对比,指出在以废油脂代替精制植物油生产生物柴油的发展中,多相酸催化剂较多相碱催化剂有更强的适用性和工业前景。

采用双外推法计算稻壳热解活化能

采用双外推法确定了稻壳热解的最概然机理函数为Avrami-Erofeev方程G(α)=[-ln(1-α)]4,热解活化能约为70 kJ.mol-1,小于文献报道的松木等木质纤维素类生物质的热解活化能(一般大于100 kJ.mol-1),这可能与稻壳灰分较高,起到催化热解作用有关。

水合物热分解Stefan相变模型解的存在性及Laplace变换求解

天然气水合物热分解Stefan相变模型为二阶抛物线型偏微分方程(组)。开展了水合物热分解Stefan相变模型解的存在性、唯一性论证和Laplace求解方法的探索。演绎了简化的过程、细节的推导:应用微分方程的迭代格式,导出了最大、最小值引理和参数取值范围;通过边界上的交替条件映射对xn(t)、Tn(x,t)的极限存在性的证明,证实了微分方程解的存在;采用反证法,证明了Stefan微分方程解的唯一性。运用Laplace变换、分离变量和Laplace逆变换法,求得了该Stefan模型的解析解,超越方程的单调性证明了方程解的唯一性。