多孔介质中往复流动下超绝热燃烧技术的进展与前景

多孔介质中往复流动下的超绝热燃烧被认为是目前最先进的燃烧技术之一,对其原理、发展背景和关键技术做了简介,并分别从基础研究和应用研究两方面,对该技术迄今的研究进展进行了综述。最后,指出了以往研究的不足,并对该领域今后应当着重开展的研究工作进行了探讨。

多孔介质内往复流动下超绝热燃烧的实验研究

对RSCP的燃烧特性进行了实验研究.建成了RSCP实验台,它由泡沫陶瓷燃烧器、电磁阀控制的周期换向进排气管路系统和测量系统组成.对各种工况参数(燃料空气当量比、气体流速、循环半周期)下多孔介质内轴向温度分布进行了系统的测量.实验结果表明,较之常规的自由火焰燃烧器,RSCP具有增强火焰稳定性、拓宽燃料可燃极限等优点.对丙烷 丁烷混合气,其贫可燃极限可扩展到当量比0.065.在实验基础上,探讨了RSCP实现超绝热燃烧的机理,总结出有关工况参数对其燃烧特性影响的规律.

多孔介质内H_2S超绝热燃烧制氢的数值模拟

为探索H2S在多孔介质内超绝热燃烧裂解制硫制氢的机理,采用计算流体力学(CFD)与CHEMKIN相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型和一个17组分、57步复杂化学反应机理,模拟了H2S在直径为3mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与实验数据基本吻合.模拟结果显示:多孔介质内H2S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H2S的裂解制硫制氢提供高温环境,富燃条件下H2S部分地裂解生成单质硫和氢气.另外,对采用的复杂化学反应机理是否适用于多孔介质内H2S燃烧时各向异性火焰的模拟作了有意义的探索.

自由堆积多孔介质内超绝热燃烧的试验研究

为探索多孔介质内超绝热燃烧的特性,搭建了自由堆积多孔介质超绝热燃烧试验台架,测量了不同化学当量比（0.4-0.7）的甲烷/空气预混气体的超绝热燃烧特性.自由堆积多孔介质由直径为3和6 mm的Al2O3小球在陶瓷管（Φ38 mm×500 mm）中堆积而成,孔隙率为0.42.试验结果表明,在多孔介质中只有当燃烧波正向传播时才可能产生超绝热燃烧.在贫燃条件下超绝热燃烧的上限化学当量比为0.7,下限化学当量比为0.4;当化学当量比小于0.4或大于0.7时,在贫燃条件下的超绝热燃烧将不能实现.多孔介质中预混燃烧的火焰锋面速度约为7.82μm/s,最大燃烧锋面温度超过绝热燃烧温度139 K.

超绝热燃烧技术在硫化氢分解制氢上的应用

介绍了超绝热燃烧技术的特点及其实现机理,对H_2S分解进行了热力学分析,综述了H_2S超绝热分解制氢的最新进展。评述了该技术的优越性在不使用催化剂和外加热源情况下,利用H2S在多孔介质中超绝热部分氧化分解,在脱除H2S的同时可以回收硫和氢,显著降低污染排放。利用该技术可以处理含有毒有害成分的工业废气。

预混气体在多孔介质中往复式超绝热燃烧的数值研究

根据气、固两相局部非热平衡假设,建立了RSCP系统的二维非稳态数学模型,对于固体能量方程中的辐射源项采用辐射传递的有限体积法求解,研究了当量比、换向半周期、混合气流速对温度分布、辐射热流量和放热率的影响,考察了最高温升和可燃极限与这些参数之间的关联.研究表明,燃烧室内温度呈梯形分布,高温区较宽;气体的最高温度明显高于绝热火焰温度;贫可燃极限显著扩展,对提高燃烧效率和节约能源有重要作用.

考虑弥散效应的多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟

研究多孔介质内往复流动下的超绝热燃烧。一维模型包括气体输运、多孔介质固体的辐射、导热和气固两相间的对流换热。通过数值计算研究超绝热燃烧的形成、以及弥散效应、当量比和多孔介质材料本身对超绝热燃烧特性的影响。计算结果的有效性通过实验进行了验证并取得了相同的趋势。结果表明,组分弥散效应对气体温度分布和反应热影响很小;同一工况下,不考虑气体混合物的热弥散效应,会导致过高的气体温度计算值。同时,计算结果表明小孔径的多孔介质更有利于贫可燃极限的扩展,对30 ppi的多孔介质燃烧器,得到了当量比为0．092的可燃极限。

纳米孔超绝热材料的制备及改性

综述了纳米孔超绝热材料的制备方法、生产工艺以及今后的发展方向,并对其中纳米孔超级绝热材料存在的问题进行了分析,重点介绍了改性方法。

多孔介质内预混合超绝热燃烧的排放特性

通过实验探讨了多孔介质内燃气和空气预混合超绝热燃烧降低NO、CO排放的机理.对多孔介质内预混合气体单向流动和往复流动两种情况下燃烧排放的NO、CO体积分数进行了测试,并系统地研究了预混合气体的当量比、流速、往复半周期对往复流动燃烧(RSCP)排放特性的影响.结果表明,相对于单向流动,往复流动有更好的燃烧排放效果.往复流动燃烧半周期内CO排放量体积分数明显受当量比、流速、往复半周期的影响;而平均NO排放体积分数可达很低水平,通常保持在10×10-6以下.

往复式多孔介质超绝热燃烧中辐射传热有限体积法

对多孔介质中的往复式超绝热燃烧(简称为RSCP)进行了二维数值模拟,采用辐射传递的有限体积法求解了固相能量方程中的辐射源项.研究了预混气体流速、当量比和换向半周期等主要操作参数对RSCP系统中的温度分布、放热率、辐射热流量和辐射效率的影响.结果表明,有限体积法可以实现光学厚介质的非表面辐射流场与燃烧反应的耦合计算;RSCP燃烧器内部温度场呈典型的梯形,辐射热流近似正弦分布;在相同操作条件下,与常规多孔介质预混燃烧相比,RSCP燃烧器有更好的热结构和更高的辐射效率.

一种新概念内燃机——基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机

多孔介质中的超绝热燃烧是一种先进的燃烧技术 ,具有高效低污染的特点。将这一技术应用于发动机领域 ,有可能引起内燃机技术和产业的一场重大革新。介绍超绝热燃烧的概念 ,讨论了多孔介质中往复流动下超绝热燃烧的特点 ,对多孔介质发动机的工作循环作了简单的热力学分析。在此基础上 ,对当前国外超绝热发动机的基础研究进行综述 ,着重介绍了分别由美国、日本和德国提出的三种超绝热发动机的方案的理论和实验研究进展 ,以期引起我国内燃机界对这一发展动向的关注。

多孔介质内往复流动超绝热燃烧的简化解

通过与稳态的逆流燃烧器类比,得到了一个简化的理论解,并与实验结果进行了对比。该解适用于绝热的惰性多孔介质内往复流动下的超绝热燃烧。简化的理论解包括两个常微分方程,方程中包含所有的控制参数,因此有助于深入理解这些控制参数对燃烧器的影响。与数值模拟的结果相比,多孔介质固体的温度曲线可以用简化解的分段线性函数很好的估算,利用简化的理论解求得的燃烧器内温度的最大值与实验值取得了相同的趋势,但是通常比实验值大,二者的误差大约是20%。

多孔介质的热物性对往复流动下超绝热火焰的影响

多孔介质燃烧室的传热性能主要取决于多孔介质材料的热物性,本文在气固两相局部非热平衡假设基础上,建立往复式流动下多孔介质超绝热燃烧的二维数学模型,研究了多孔介质的比热、导热系数、衰减系数和体积换热系数等对温度分布和燃烧速率的影响,以期为多孔介质选材和往复流动下多孔介质超绝热燃烧器的优化设计提供理论依据。

超绝对利益学说的构建以及与相关学说的比较

绝对利益学说和比较利益学说是以贸易双方都可以生产某种贸易商品为前提的。但在现实的国际贸易中,贸易双方越来越多地进行只有一方能够生产的商品的贸易,笔者将这种情形称为超绝对利益。超绝对利益商品具有自己的形成原因、定价方式和贸易利益。如果把超绝对利益的分析称为一种学说,那么它与绝对利益学说和比较利益学说既存在联系也存在区别。超绝对利益学说对于分析现实的贸易现象,解释现实的贸易格局,探讨贸易发展战略具有意义。

康德“超绝的”概念的“元”性质——兼谈transzendental的汉译名

在对康德批判哲学的研究中,理解transzendental、a priori和transzendent这几个概念及其区别往往成为一个困难。本文通过将康德称之为transzendental的认识理解为一种元—认识来澄清这些概念的含义,并在此基础上尝试为transzendental确定一个更恰当的汉语译名。

“超越”与“超绝”——方东美论中西天人之际

方东美是在中西交汇的文化背景下进行哲学研究的。他以形而上学为中心,直探中西哲学文化的核心。他认为,中国哲学的精神就在于"圆融和谐"的智慧,即他所谓的"广大和谐之道";西方哲学则是一种以"矛盾对立"为特征的"二分法"思想,它始终不能脱离"二元对立"的思想模式和格局。相对而言,中国哲学精神在根本上具有优越性,它适足以构成对西方哲学的挑战,也是解救其理论困难的唯一解药。方东美的比较哲学研究,已经深入到中西思想文化的核心,但他夸大中国哲学"天人合一"思想的优越性,其理论难免"东方中心论"的局限。

超绝对利益视角下的中俄能源合作

中俄能源合作在曲折中走过了近十年,俄方反复多变的根本原因在于和中国的能源合作其具有超绝对优势,我们应以超绝对优势的视角来审视中俄能源合作,在对俄能源合作中,我们应加大国际直接投资的力度,避免恶性竞争才能实现包括俄罗斯在内的国际能源合作的“共赢”。

基于过剩焓函数多孔介质中超绝热燃烧的分析

分析了稀预混气体多孔介质中超绝热燃烧反应区的能量集中现象。通过一维双温模型理论上推导出量纲1过剩焓函数。分析表明,超绝热燃烧温度是修正的Lewis数、固体和气体热导率的比值、填充床孔隙率以及量纲1燃烧波波速的综合函数。通过对量纲1焓方程4个源项的分析表明,修正的Lewis数主导源项的大小并决定焓值的分布。

Rosen-Zener模型的超绝热量子控制

研究了Rosen-Zener模型的超绝热量子调控问题.通过引入了一个附加场强度参数,讨论了附加场大小对绝热过程的影响.同时分析了该方法对其它外场参数的鲁棒性.另外,定义了瞬时保真度,检验了这种方法的有效性.结果表明,只要选择合适的附加场,系统在演化过程中的每一时刻,都能实现绝热跟随,整个演化过程具有快速性、高保真度和参数鲁棒性.

预混气体在多孔介质中往复流动下超绝热燃烧的理论探讨

预混合气在多孔介质中往复流动下的超绝热燃烧技术(简称RSCP)被称为划时代的燃烧技术,文章探讨了RSCP燃烧器的工作原理,全面阐述了多孔介质和换向装置在其中的作用;从能量守恒定理出发,通过数学分析给出了超绝热火焰产生的理论依据,提出超绝热现象是多孔介质中积累的热量的热传播波与混合气燃烧时的燃烧波叠加的结果。