悬浊液直接进样非火焰原子吸收法测定蔬菜样品中微量铬的研究

本文通过用直接悬浊液进样原子吸收法对新鲜蔬菜中铬的测定,研究了各种实验条件,并建立了实际测定新鲜蔬菜中微量元素的方法。该法将可用于食品。

非火焰区阻塞板对瓦斯爆炸压力的影响试验

为研究非火焰区阻塞板对管道内不同位置瓦斯爆炸压力变化的影响规律,建立18 m长拱形管道试验平台,并基于Fluent软件,分析没有阻塞板条件下,及在非火焰区安设0.2阻塞比的阻塞板条件下6.75,11.25 m处瓦斯爆炸压力和火焰变化。研究阻塞板在非火焰区对不同测点瓦斯爆炸压力峰值的影响,定性分析了3种阻塞比对6.75 m处压力峰值的影响规律,揭示了非火焰区内阻塞板对瓦斯爆炸影响的作用机理。结果表明:没有阻塞板条件下,管道内各测点压力峰值随距离增加呈先增大后减小再增大的趋势,且11.25 m处压力峰值大于6.75 m处;在非火焰区增加阻塞板,冲击波与反射波共同作用促使管道内最大压力出现在6.5 m处;增加阻塞比为0.2的阻塞板,管道内6.75 m处压力峰值大于没有增加阻塞板条件下在此处的压力峰值;增加阻塞比为0.6的阻塞板时,瓦斯爆炸火焰传播受到反射波抑制作用,最大压力明显减小,增加阻塞比为0.2,0.4,0.6等3种工况条件下,6.75 m处瓦斯爆炸压力峰值的增加呈先增大后减小的变化趋势;在0.25 m处点火,管道内出现2处反应团,0.25 m后的瓦斯团对爆炸压力具有较大影响,0~0.25 m处反应速度较慢;由于管道形状及点火位置的限制,拱形管道下端火焰传播速度较快,增加阻塞比为0.2的阻塞板,模拟结果得出火焰收缩时间点提前15 ms,且4号、7号测点处压力下降趋势变缓;模拟结果中阻塞板后的压力变化明显,利用模拟分析冲击波的反射对火焰的影响具有局限性。

直接进样非火焰AAS法测定底层生物体内的重金属

本文描述了用悬浊液制样,直接进样非火焰AAS法测定底层生物体内重金属的方法,讨论了祥品的粉碎、匀浆及进样技术,研究了灰化温度及修饰剂加入等实验条件,并通过对河蚌肉中铬、镉、铅的测定,确立了方法的可行性。

电解分离-非火焰原子吸收光谱法测定高纯溴化钾中痕量铜

本文采用电沉积方法将高纯溴化钾中痕量铜富集在钨丝电极上,然后移入石墨杯中原子化。将电化学方法所具有的选择性与非火焰原子吸收的高灵敏度性能相接合。检出限达0.6ng/mL,线性范围0～25ng/mL;对含铜量为21ng/mL的高纯溴化钾溶液九次平行测定的相对标准偏差为4.3％。

基于粒子群算法的非灰火焰温度及发射率检测

为了简单并且准确地检测非灰性火焰的温度和发射率,提出了一种基于粒子群算法的多波长测温法。首先,使用光谱仪检测乙烯层流扩散火焰,得到了不同波长不同位置的光谱辐射强度信息;随后,基于光谱辐射强度采用前述提出的基于粒子群算法的多波长测温法计算了乙烯火焰不同位置的温度和发射率,并将计算结果与采用热电偶和比色法的测温结果进行对比,验证了研究提出的方法的可行性和准确性。将该检测方法拓展应用到垃圾焚烧炉炉膛火焰,协同使用光谱仪和多光谱相机,先对光谱仪数据采用研究所提的多波长法计算了发射率函数,修正多光谱相机对应的波段发射率比值,然后将发射率比值和多光谱相机得到的炉膛火焰单色辐射强度用于比色计算,得到了修正的炉膛火焰的温度云图和发射率分布图,修正前后温差达到150 K;并进一步估算了炉膛火焰吸收系数和烟黑体积分数沿视线方向的平均水平,反映了垃圾焚烧炉炉膛内不同区域燃烧情况的差异性和辐射介质的空间分布不均匀性。

微喷管氢气非预混射流火焰燃烧特性

采用考虑详细化学反应机理的数值计算,对空气伴流中微圆管氢气非预混射流火焰进行了研究。不同流速下火焰OH基元分布数值计算与实验结果吻合较好。结果表明:当微圆管内径保持不变时,随着燃料速度减小,火焰最高温度逐渐降低。当燃料速度接近熄灭极限速度时,火焰最高温度开始急剧下降;微圆管氢气非预混射流火焰存在最小流速对应的熄灭极限;随着管壁材料热导率降低,火焰中心轴线上的最高温度逐渐升高,喷口处壁面温度也升高;管壁材料热导率对火焰熄灭极限速度影响不显著。

湿空气非预混火焰回流区速度特性的实验

为了寻找特性速度对火焰结构的规律性影响,使用粒子图像速度仪(PIV)测量圆盘形钝体后甲烷/湿空气非预混火焰的回流区速度场,得到火焰的平均速度场分布.结果表明,在中心燃料未穿透回流区时,中心轴线上存在2个滞止点;与普通的燃烧火焰相比,湿空气燃烧2个滞止点之间的距离变短,最小无量纲速度偏大,其位置曲线具有3个明显的变化阶段,分别代表不同的燃烧状态;在不同的空气速度下,中心轴线上的最小速度及其所处位置都具有大致相同的函数关系,表明燃空速度比是控制燃烧火焰结构的一个重要参数.

TPD法测量高速空气流乙烯非预混火焰适用性研究

本文主要研究了基于热泳沉积机理的碳黑颗粒沉积法(TPD方法)在高速空气流非预混火焰中测量碳黑容积份额的适用性问题。传统的TPD方法都只是在低速空气流非预混火焰中应用,而且用于数据分析的碳黑沉积率表达式只考虑了热泳沉积机理。我们通过构造出一个新的从热电偶节点发射率变化率中直接得到碳黑沉积率表达式,分析了碳黑沉积率在沉积初始阶段随时间的变化。发现在高速空气流火焰中,热泳沉积机理并不是推动碳黑颗粒在热电偶节点表面沉积的主要机理,但碳黑沉积率还是明显呈现出了和碳黑容积份额的正相关关系。

非预混火焰热斑产生和演化的理论计算

对于非预混火焰来说,燃烧反应区被扩散掺混作用控制,火焰体现出比较强的分布式特征,在扰动较大的情形下,火焰面会出现被撕裂的特征。这种情况下,热斑的产生和演化问题就成了非预混火焰稳定性研究中的一个重要问题。以一个理想二维平板非预混火焰为研究对象,在伯克-舒曼经典假设的前提下,通过格林函数法理论计算非预混火焰热斑的产生与演化的整个过程。研究发现较小的St数、较大的Pe数以及较快的对流速度有利于热斑向燃烧区下游的传播。这些结果将有助于理解非预混燃烧不稳定性的相关机理以及发展相应的控制方法。

非预混火焰中温度与全息干涉测得的折射率之间的新状态关系

通过对3个非预混火焰的详细数值模拟,获得了一个全新的温度和折射率之间的状态关系.利用该状态关系能直接从折射率计算温度,而不需要当地组分信息.利用全息干涉实验和数值模拟结果,对4个不同高度的横断面的温度计算表明,这个状态关系将空气组分假设带来的误差从48.8%降低到4%以下.分析表明,该状态关系具有应用于化学当量比较大的预混合部分预混火焰的潜力.

湍流扩散火焰的非稳态火焰面模拟

采用稳态的和非稳态的火焰面模型同时对一个湍流甲烷射流扩散火焰进行了数值模拟,比较了两者对湍流平均火焰结构、活性自由基和污染物(氮氧化物)排放的模拟效果。速度场采用κ-ε模型计算,守恒标量混合物分数的分布通过其概率密度函数(PDF)输运方程的求解得到。稳态的火焰面结构由查询火焰面数据库得到,而非稳态的火焰面结构由火焰面方程和流场方程耦合求解来计算。采用详细的GRI—Mech 3.0机理描述甲烷的氧化和氮氧化物的形成。数值模拟结果和实验数据作了广泛的对比,验证了火焰面模型对湍流扩散燃烧的定量模拟能力。

非轴对称层流自由火焰温度场的辐射反演

将CT技术中的ART(代数重建)算法应用于火焰的反演,提出了一种基于发射-透射辐射测量的反演非对称层流自由火焰温度场的新方法。模拟算例表明:即使存在辐射量的测量误差,用ART算法反演非轴对称火焰的温度场亦可得到较为精确的结果。

非预混碳氢火焰结构条件矩封闭模拟

采用smooke35步机理和条件矩封闭模型,数值方法应用二阶精度中心差分和刚性系统算法器VODE,对一甲烷对撞火焰结构进行了模拟,获得了非预混火焰中反应物、主产物和微量组分随混合分数的变化关系。结果表明:该方法具有较好预测效果,具有较大潜力。

碳黑沉积法用于非预混乙烯火焰检测的影响因素分析

碳黑沉积法是一种测量火焰中碳黑容积份额的新方法,它通过将热电偶快速插入到火焰中的不同位置让碳黑在热电偶节点上沉积然后利用这段时间内记录的节点温度值计算出火焰中不同位置处的碳黑容积份额,但其用于非预混乙烯火焰检测时存在三大影响因素:热电偶偶丝的导热,沉积到热电偶节点上碳黑的密度数值和碳黑颗粒团直径数值,这些参数在以往的研究中采用的都是经验数据,误差较大。该文针对这三大因素采用数值模拟的方法对他们对检测结果的影响进行了分析。发现在这3个易被忽略的因素中,偶丝导热和节点上碳黑密度对检测结果有较大影响,而碳黑颗粒团的直径数值则影响不大。

基于二阶矩封闭湍流模型的非预混湍流火焰的数值模拟(英文)

应用二阶矩封闭湍流模型进行了湍流非预混钝体稳定火焰数值模拟的研究.应用LRR IP模型,JM模型,SSG模型以及两个修正后的LRR IP模型等二阶矩封闭湍流模型,进行了钝体稳定火焰数值模拟的研究.对于复杂的钝体稳定火焰,一些模型无法给出令人满意的结果,而且不同模型的结果差异很大.在研究中,湍流燃烧模型采用了化学平衡模型和假设PDF模型.研究结果表明,对于钝体稳定火焰,SSG模型以及两个修正后的LRR IP模型要优于其他几个二阶矩封闭湍流模型.

CH4/CO2非预混射流火焰燃烧特性实验研究

为了掌握含杂质生物沼气在工业燃烧装置中非预混射流火焰燃烧特性,对CH4/CO2非预混射流火焰在300 K和600 K伴流空气中的火焰形态、火焰高度以及推举高度进行了实验研究,并与CH4/N2非预混射流火焰燃烧特性进行对比.实验结果表明:在相同工况下,CH4/CO2火焰高度较低,但其推举高度高于CH4/N2火焰;两种火焰推举高度随伴流温度升高而降低.采用预混火焰模型对火焰推举高度进行了理论分析,得到了两种非预混火焰无量纲火焰推举高度与无量纲燃料流速的关联式.基于预混火焰模型的理论分析表明,预混气层流火焰速度及燃料和氧化剂密度比对非预混火焰的推举高度的影响较为显著.

分布式非预混火焰传递函数的实验研究

非预混燃烧是动力设备和推进系统中常见的燃烧组织形式。为了理解非预混火焰的动力学特性、预测和控制其振荡燃烧现象,有必要获得其火焰传递函数。本文通过实验测量对分布式非预混火焰的传递函数进行了研究,实验对象为甲烷空气同心射流火焰。实验中使用双麦克风技术测量燃烧室出口速度脉动,作为传递函数的输入量;使用CH基自发荧光测量燃烧过程的放热率脉动,作为传递函数的输出量。搭建了卡塞格林光学测量系统,以提升放热率测量的空间分辨率,实现单点测量,进而得到一维分布式火焰传递函数。结果表明,在频域内,实验中测得的传递函数的幅值沿火焰轴向存在两个峰值,在幅值的峰谷处相位角有180°翻转,这是热斑以对流速度向下游传播,跨越火焰面时所造成的。

航空发动机燃烧室环境中非预混旋流火焰的标量特征

参考航空发动机燃烧室典型工况设计了微型模型非预混旋流燃烧室并进行了直接数值模拟,基于火焰因子对火焰标量特征进行了分析.研究发现,在非预混燃烧中,预混燃烧模态广泛存在且是放热的主要贡献者.不同工况中火焰面的分布位置和预混火焰的产生机制均存在显著差异.在贫燃工况中,火焰分布在内剪切层中,氧气优先向燃料侧输运从而在富燃料侧产生预混火焰;而在富燃工况中,火焰主要分布在外剪切层中,由于燃料中间产物优先向空气侧输运,预混火焰主要产生于富氧气侧.对标量通量的研究发现:非守恒标量(如Y_(CO_(2)))通量在各燃烧模态中均基本符合梯度假设;守恒标量(如混合分数Z)通量仅在预混燃烧模态中符合假设,在扩散火焰面附近不遵循这一假设.

基于CO-DAC反应机理简化的非预混射流火焰的大涡模拟

为了研究自相关自适应化学(CO-DAC)在湍流燃烧中的特性,计算了湍流非预混射流火焰Sandia FlameD的大涡模拟,使用了GRI-Mech 3.0详细化学反应机理以及CO-DAC简化方法.计算结果与实验值的对比表明,使用详细化学反应机理和CO-DAC机理简化,可以有效捕捉湍流火焰瞬时结构;可以根据燃烧场的特性,自适应地减少化学反应计算量,有效提高计算速度;可以准确模拟火焰的速度、温度分布特性;可以准确模拟火焰中重要中间组分和自由基的组分分布.