生长气氛和速度在金红石(TiO_2)单晶体生长中的作用研究(英文)

本文研究了生长气氛和生长速度在焰熔法金红石单晶体生长中的作用 ,对比了晶体在空气中与在氧气中退火的结果 ,测定了晶体试样的摇摆曲线和透过率。研究表明 :金红石单晶体的生长受炉膛气氛、生长界面温度和生长速度的影响 ;炉膛气氛决定晶体能否形成 ,是关键因素 ;炉膛气氛中的氧分压大于液固界面 (即生长界面 )处熔体的氧离解压是生长完整晶体的前提条件 ;晶体在退火过程中消除热应力 ,但更重要的是通过氧化反应消除氧空位 ,在氧气氛中退火 ,可明显缩短退火时间。在所优化的实验条件下制备的晶体 ,完整性较好 ,透过率为 70～ 72 % ,与商用晶体的透过率基本一致。

大尺寸金红石(TiO_2)单晶体生长条件的实验研究

采用高纯(99.995%)、超细的金红石(TiO2)粉末为起始原料,用燃熔法制备了尺寸为30mm×50mm的金红石(TiO2)单晶体。讨论了生长气氛、生长速度、温度梯度在晶体生长中的作用,对比了晶体在空气中与在氧气中退火的结果,测定了晶体试样的摇摆曲线和透过率,并与商用晶体的透过率进行了比较。实验表明:生长气氛中的氧分压大于液固界面(即生长界面)处熔体的氧离解压是生长完整晶体的必要条件;在此条件下,能否生长为大尺寸晶体则取决于炉膛的轴向温度梯度;晶体在退火过程中可消除热应力,但退火更重要的作用是通过氧化反应消除氧空位,在氧气氛中退火,可明显缩短退火时间;所制备的晶体完整性较好,透过率与商用晶体基本一致。

微型摆动式发动机内间歇着火和火焰传播试验研究

为了试验研究微摆发动机燃烧室内的间歇着火和火焰传播特性,设计了一套电机驱动倒拖运行的两冲程微型摆动式发动机单缸燃烧可视化试验系统,倒拖运动摆臂模拟了真实发动机自由摆臂的运动特性,并建立了对应摆臂位置的电火花正时点火系统。在微摆发动机单缸内实现了正丁烷/空气的稳定间歇着火,用高速相机拍摄火焰传播图像,并用Matlab程序分析图像中火焰面积变化特征。考察了摆臂频率f和预混气流量Q对着火和火焰传播的影响。研究结果表明:随预混气流量的增加,火焰传播越快;单次扫气量Q/f不变,随摆臂频率的增加,火焰传播变快。

振荡环境下多层三明治模型火焰波动特性研究

基于OpenFOAM计算平台,针对发动机振荡环境下AP/HTPB复合推进剂微观火焰的燃烧波动特性开展了数值计算研究。由于传统的三明治模型并未考虑相邻火焰之间的影响,因此本文采用多层三明治构型,在平均压强5.7 MPa、振荡频率323 Hz、压强振荡幅值为0.2 MPa、质量比α_(AP/HTPB)=7/3的情况下,开展数值模拟和分析工作。结果表明,基于OpenFOAM的建立的数值模拟方法,可获得发动机振荡环境下AP/HTPB三明治模型火焰的波动特性,包括火焰高度、火焰摆动角度、对近燃面气相区域的热反馈等参数的变化。对比分析表明,相邻火焰会对彼此的火焰波动特性产生影响,多层三明治模型对推进剂细观火焰的描述更加合理。

燃气热水器中燃烧器火焰摆动问题的分析与优化

为解决燃气热水器中燃烧器火焰摆动的问题,采用数值模拟的方法对火排内部流场进行了仿真计算,结合燃烧实验得到的火焰形态分析得出了火焰摆动的原因,即火孔下端存在漩涡。同时,利用数值模拟验证了通过优化分流槽到火孔之间气流通道结构来解决火焰的摆动问题的可行性,为燃气热水器中燃烧器的设计提供了参考。

低负荷燃烧器摆角上摆受限于火检检测的探析

浙能阿克苏热电超临界锅炉自投产以来,再热器汽温一直低于设计值,其控制以调节燃烧器喷嘴摆动角为主,事故喷水减温为辅。当燃烧器摆角上摆至75%~80%时,磨煤机火检强度信号开始出现脉动,严重时造成磨煤机失去火检信号而跳磨。对大型煤粉锅炉来说,炉膛燃烧火焰的稳定是保证锅炉安全和经济运行的重要条件,因此炉膛火焰有效和可靠的检测极为重要,是炉膛安全监视系统(FSSS/BMS)的“眼睛”,其安装位置与角度决定了最佳火焰范围的可靠性与准确性。

微型摆式发动机内丙烷/空气单次燃烧实验研究

在厘米尺度百瓦级微型摆动式发动机样机上进行了单次燃烧实验,燃用当量比φ=0.9~1.2的丙烷/空气预混合气时,对燃烧室内的火焰传播形态、气体动态压力和摆臂运动进行测量,获得了平均火焰传播速度、燃烧持续时间、燃料质量燃尽率、压力和摆臂止点角度随当量比变化的规律特性。结果表明:在进气初始温度300 K、压力0.13 MPa条件下,φ=1.0~1.2工况时,微摆发动机内燃烧为湍流燃烧,燃烧持续时间在5 ms以内,压力峰值高于8个大气压;随当量比增加,燃烧持续时间缩短、平均火焰传播速度加快和压力峰值升高,更接近定容燃烧,有利于提高输出功率。