超薄型钢结构防火涂料的热解动力学研究

利用岛津DTG-60H型热重分析仪,在氮气气氛、升温速率为15℃/min条件下,对自行配制的一种超薄型钢结构防火涂料的热分解过程进行了分析,发现该防火涂料的热解过程可分为5个阶段。用Coats-Redfern积分方法分阶段对TG曲线数据进行了处理,并用常见的12种反应机理方程进行拟合,发现各阶段反应机理不尽相同:第一阶段属于一维扩散反应机理D1,第二、第三阶段为1.5级化学反应模型RO(1.5),第四阶段为二级化学反应模型RO(2),第五阶段为一级化学反应模型RO(1)。同时,求解出了各阶段的热解动力学参数及动力学方程。

超薄型钢结构防火涂料的研究——防火涂料主要组分用量对防火性能的影响

选用氨基树脂和丙烯酸树脂混合体系为基料,聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇为阻燃体系,钛白粉和硅石粉为颜填料,制备超薄型钢结构防火涂料,并研究了基料、阻燃体系、颜填料用量对防火涂料防火性能的影响。研究表明:混合基料树脂占30%(质量分数,下同),其中m(氨基树脂):m(丙烯酸树脂)=3:1;阻燃体系占32%,其中m(聚磷酸铵):m(三聚氰胺):m(季戊四醇)=2:1:1;颜填料占10%时制得的防火涂料防火性能最佳。

当量比对甲烷预混低旋流燃烧的影响

通过实验和数值模拟的方法研究了甲烷/空气预混低旋流燃烧的流场结构及当量比对甲烷低旋流燃烧的影响．结果表明，甲烷/空气预混低旋流气流在喷嘴出口处扩张，形成有利于燃烧稳定的低速区；预混火焰“悬浮”于喷嘴上方，在剪切区的内侧，火焰呈 W 型；富燃时，随着当量比的增加，火焰的推举高度略有增加；甲烷/空气预混低旋流流场具有自相似性，无量纲轴向速度的径向分布几乎不受当量比的影响．同时，燃烧室出口的温度随着当量比的增加而增加，并且在当量比为0.8～1.4时变化较为明显，当量比超过1.4后，增加趋势变缓．

生物质物料气化产气特性的研究

在自行设计的气化燃烧两段炉中对 4种常见的生物质物料进行了十几种不同工况的气化试验。分别研究在不同温度、不同气化介质、不同流量下 ,由气化生成的合成气中各组分含量和热值的变化趋势及规律。结果表明 :(1)随着温度的升高 ,CO和H2 含量增高 ;(2 )水蒸气的加入显著提高了H2 的含量 ;(3)在试验条件下 ,给料量为 5kg/h、富氧流量为 4 .5m3/h时 。

重型燃气轮机先进低NO_x燃烧技术分析

对重型燃气轮机领域中的低NO x燃烧技术进行介绍与说明,首先简要论述了重型燃气轮机燃烧室中氮氧化物的产生机理及抑制方法,其次,介绍了贫预混多喷嘴分级燃烧技术、富油/焠熄/贫油燃烧技术和贫预混低旋流燃烧技术等7种可用于重型燃气轮机燃烧室的先进低NO x燃烧技术,并详细论述了这7种低NO x燃烧技术的作用原理及应用进展,可为国内重型燃气轮机低污染燃烧室的设计与研制提供技术参考。

富油/焠熄/贫油(RQL)燃烧室燃烧和排放特性的实验研究

针对燃气轮机低排放燃烧室的研究,设计了以甲烷为燃料采用预混燃烧的富油/焠熄/贫油(RQL)模型燃烧室。通过对RQL模型燃烧室内轴向温度和组分浓度分布,燃烧室出口温度分布及排放进行实验研究,分析了焠熄与主流空气流量之比,富油区当量比对燃烧性能和排放特性的影响规律。结果表明:典型RQL燃烧方式下富油区火焰颜色较暗,贫油区火焰为淡蓝色,燃烧室内轴线方向温度呈M型分布,NO_x主要在焠熄区生成。CO,UHC和O_2浓度在经历焠熄区时发生突变;出口NO_x和CO排放都较低。保持头部当量比不变,随着焠熄与主流空气流量比的增加,燃烧室出口平均温度下降,NO_x排放下降,CO排放上升。保持焠熄与主流空气流量比不变,富油区当量比小于1.4时,不能再实现RQL燃烧模式。

双旋流燃油燃烧器火焰特征研究

利用OH平面激光诱导荧光技术,测量了双旋流燃油燃烧器扩散火焰特征,考察了不同当量比下火焰内部的OH摩尔浓度分布.应用FLUENT软件进行了数值分析,并将模拟结果与实验结果进行了比较,分析了不同当量比下,双旋流燃烧器柴油扩散火焰的结构特点与流场间的关系.结果表明,在双旋流燃烧器中,火焰出现在内外旋流器两股射流间的低速区域内;在燃料量不变、进气量加大的情况下,当量比低于0.38时,由于径向速度沿径向持续增大,导致火焰锋面被剪成前后两段;随着当量比的增大,火焰张角没有明显变化,但是燃烧区域显著增大.

双旋流燃油燃烧火焰结构可视化试验研究

采用PLIF(平面激光诱导荧光技术)对不同燃气、空气当量比下双旋流燃油火焰的结构进行了可视化试验研究。随着燃气、空气当量比的增大,双旋流燃油燃烧的主要反应区向燃烧器下游移动,火焰面积增大,火焰锋面内、外测张角均单调减小,并且在距旋流器出口Z/D=0.183(Z为轴向距离,D为外旋流器的直径)处火焰的厚度逐渐增大;燃气、空气当量比为0.27时,双旋流燃油火焰出现局部熄火再燃现象;燃气、空气当量比大于0.62时,从燃烧器尾部观察发现火焰充满整个燃烧器截面,火焰周向封闭。

燃气轮机合成气双旋流非预混燃烧室的设计及实验测试

本文针对上海交通大学25 kW燃气轮机性能试验台的合成气燃烧室开展了设计研究,完成了燃烧室样机的加工与实验测试。研究过程中,首先对合成气燃烧室开展了结构设计;采用双旋流结构的燃烧器进行合成气燃烧火焰组织;采用了燃烧室头部贫燃方式(低当量比)设计以保证燃烧室低排放特性;利用双层壁冷却方式进行火焰筒壁面冷却。在燃烧室结构设计的基础上,利用数值方法系统分析了合成气双旋流非预混燃烧室工作特性,完成了合成气非预混母型燃烧室的设计优化。根据优化方案,完成了燃烧室样机的加工、安装,并进行了实验性能测试。实验结果表明实验工况该燃烧室燃烧稳定,NO_x排放小于25 mg/m^3@15%O_2。

航空发动机RQL燃烧室焠熄区掺混特性研究

针对航空发动机扇段RQL(富油-贫油-焠熄)燃烧室掺混主流空气和焠熄射流空气的几种工况下,利用丙酮作为荧光粒子进行了冷态焠熄区浓度场的PLIF(平面激光诱导荧光)可视化实验研究,获得了焠熄孔中心截面上丙酮浓度分布。考察了主流与焠熄射流速度对焠熄区掺混特性(相对穿透深度和掺混不均匀度)的影响规律,并就主流有无旋流情况进行了对比分析。研究表明:利用PLIF技术测量的结果可以很直观比较不同工况下的掺混特性;主流有旋流时,增加焠熄射流速度,相对穿透深度增加,掺混均匀性也迅速提高,但焠熄射流速度达到一定值后,焠熄区掺混均匀性提高缓慢甚至维持不变,而增加主流速度,相对穿透深度减小,且掺混均匀性也显著变差;相比于有旋流,主流无旋流时的相对穿透深度更小,掺混均匀性也更差,掺混效果欠佳。

双旋流器不同旋向对燃油火焰特征影响的可视化研究

利用OH平面激光诱导荧光技术,测量了不同旋向(同向和反向)的双旋流燃油燃烧器扩散火焰特征,考察了不同当量比下火焰内部的OH浓度分布。实验结果表明,当量比大于0.47时,同向双旋流器的火焰向外偏转,反向双旋流器的火焰向内偏转;当量比小于0.38时,同向与反向双旋流器的火焰均向外偏转;当量比大于0.38时,不同旋向的双旋流燃烧器火焰结构差别较大,当量比小于0.38时,不同旋向的双旋流燃烧器火焰结构相似;随着当量比减小,不同旋向双旋流器的火焰起始张角没有明显变化,但是燃烧区域面积减小,且反向双旋流器燃烧区域面积减小的梯度更大。