CH_4/O_2/He混合气体作大气压介质阻挡放电处理后其燃烧特性的改变

低温等离子体助燃技术在提高燃烧效率和拓展燃烧极限方面表现出良好的应用前景.为此,利用大气压介质阻挡放电对CH4/O2/He混合气体进行处理,对低温等离子体增强燃料燃烧的特性开展了研究.建立了介质阻挡放电助燃装置,对预混燃烧火焰图像进行采集并从中提取火焰燃烧锋面,采用本生灯法对等离子体作用下预混火焰传播速度进行测量,并与等离子体关闭时火焰传播速度进行比较分析,以此评价等离子体增强燃烧的效果.结果表明：在不同当量比（φ）工况下,无论有无等离子体作用,随着φ增加,火焰传播速度均先增加后减小,φ=1时达到最大值;对CH4/O2/He混合气体进行等离子体放电处理后,其火焰传播速度在不同当量比作用下都有所增强,在当量比为0.85～1.15的范围内,燃烧速度增加17％～35％,因此可以认为等离子体对预混甲烷燃烧有显著强化作用.

置障管道内天然气爆炸过程微观特性数值模拟研究

为揭示障碍物对于火焰传播过程中的激励作用,采用Zimont火焰面模型对内置不同阻塞率障碍物的密闭管道内天然气-空气预混气体的燃爆过程进行数值模拟,结果表明障碍物对于天然气燃爆过程中火焰传播的激励作用明显,火焰传播经历了从层流向湍流的转变过程,70%阻塞率时激励作用达到最大,火焰前锋速度达到了1 156 m/s,管道内最大爆炸压力达到1.02 MPa;火焰传播至障碍物处时,不同阻塞率障碍物场中湍流动能峰值变化趋势基本一致,且高湍流动能区的分布与湍流动能峰值发生剧烈变化。

大尺度管道爆炸火焰速度计算模型

通过理论分析和实验方法研究了管道内爆炸火焰速度,旨在为预测和评估爆燃火焰速度提供一种基于理论和实验的半经验计算方法.研究表明,火焰速度可以简化为湍流燃烧速度和热膨胀速度叠加的结果,推导出利用压力计算湍流燃烧速度和热膨胀速度的模型,并提出了利用压力、层流燃烧速度、湍流燃烧速度和热膨胀速度计算火焰速度的方法.对贫燃(φ=0.967)和富燃(φ=1.21、1.45)预混气体爆炸实验和计算分析表明,压力沿长径比增大方向呈线性增大;层流燃烧速度以线性关系正比于压力变化,接近化学当量比情况下的变化速率较大,φ=1.21条件下的层流燃烧速度值最大;压力变化和层流燃烧速度增大对湍流燃烧速度的影响不明显,对热膨胀速度的影响显著;压力和层流燃烧速度不是湍流燃烧速度的决定性因素而是热膨胀速度的决定性因素.

大加速度场对层流预混火焰影响的理论计算

建立了大加速度场中的层流预混火焰的一维模型，并应用改进的克莱法就加速度场对层流预混火焰传播速度及火焰面结构的影响以丙烷和空气的预混气为例进行了理论计算。通过分析计算结果，讨论了加速度对火焰传播速度、火焰面温度和密度分布及化学反应速率的影响及产生原因，为大加速度场中的燃烧试验提供了一定的理论指导。

方孔障碍物对瓦斯火焰传播影响的实验与大涡模拟

为揭示置障管道内甲烷/空气预混火焰传播特性,运用高速摄影技术对甲烷/空气预混火焰的形状变化和火焰前锋的速度特性进行实验,并利用大涡模拟对管道内的流场结构进行数值分析。结果表明:置障管道内依次出现了球形火焰、指尖形火焰及"蘑菇"状火焰,且"蘑菇"状火焰出现之后,火焰开始反向传播;"蘑菇"状火焰是双涡旋结构与火焰前锋面相互作用的结果,而火焰的反向传播是由流场中出现逆流结构引起的;障碍物对火焰前锋有明显的加速作用;大涡模拟成功再现了实验中观察到的火焰形状、火焰前锋速度及流场结构,说明大涡模拟适用于置障管道内预混火焰传播特性的研究。

离心力场对内燃波转子火焰传播特性的影响

为了揭示离心力对内燃波转子火焰传播特性的影响,建立了内燃波转子燃烧过程的简化模型,数值模拟了不同离心力场强度下波转子通道内的燃烧过程。研究结果表明,离心力只在一定范围内对火焰传播起到加速作用,且这种影响与预混气当量油气比Φ有关,当Φ=1.0时,作用范围为[0~250g],在Φ=0.6,0.8时,作用范围为[0~700g];离心力场对内燃波转子火焰传播特性的影响机制是导致火焰锋面变形,进而引起火焰传播速度变化。

混合料特性对烧结火焰烽面传播特性影响的数值模拟研究

铁矿石烧结过程涉及传热、传质、流动、燃烧、相变等物理化学过程,且各过程之间相互耦合,实验研究难度较大。本文通过建模和数值计算研究混合料特性对火焰烽面传播过程的影响。研究结果表明,随着烧结负压的提高,进口空气流量增大。当床层初始堆积密度增大时,火焰烽面速度几乎线性下降。实际烧结生产中,最佳火焰烽面速度床应由烧结矿产量和质量共同决定。

太钢烧结主抽风机转速的智能控制

主抽风机采用变频技术后,为了通过调整主抽风机转速实现烧结过程稳定的目的,研究了主抽风机转速、烧结风量、烧结机速和垂直烧结速度之间相关关系,开发了以垂直烧结速度为判据的主抽风机转速自动控制系统。太钢烧结机应用该技术后,过程垂直烧结速度稳定性大幅提高,保证了烧结终点持续稳定在倒数第2个风箱范围内,终点稳定率为98.1%,比人工控制提高35.5%,烧结返矿率比人工控制降低3.46%。同时,该技术更好地发挥了主抽风机变频的优势,主抽电耗进一步降低,较工频运行时节省电能28.6%。

Effect of H_2O(g)Content in Circulating Flue Gas on Iron Ore Sintering with Flue Gas Recirculation

The influence of H2O （g） content in circulating flue gas on sintering was studied by simulating the flue gas circulating sintering. The results show that the burning speed of solid fuel and the heat transfer rate during sintering process are improved when the H2O （g） content increases from 0 to 6%, which accelerates the sintering speed. However, when the H2O （g） content exceeds 6 %, the over-wet zone in sinter bed is thickened, which deteriorates the permeability of sintering bed. In addition, the magnetite content in sinter increases, while the acicular calcium ferrite content decreases. Accordingly, the sinter yield and tumble index decrease with excessive H2O （g） content. To guarantee the yield and quality of sinter, the favourable H2O （g） content in circulating flue gas should be controlled to be less than 6%.