Mg在CO_(2)/Ar混合气体中的双反应区燃烧模型研究

Mg粉/CO_(2)是实现火星探测原位资源利用的理想推进剂。针对Mg颗粒在含CO_(2)混合大气中燃烧,基于火焰层假设,建立了Mg在CO_(2)/Ar混合气体中的双反应区燃烧模型,分析了Mg在CO_(2)/Ar燃烧过程中各组分质量分数、各组分流量、颗粒和火焰层的温度分布,研究了环境压强、CO_(2)质量分数、环境温度和颗粒粒径对燃烧特性的影响。结果表明:环境压强增大,颗粒温度增大、火焰层温度变化不大。在环境压强低于20 kPa时,火焰层半径随环境压强升高快速增大,颗粒燃烧时间随环境压强升高快速变短,随后都基本保持不变;CO_(2)质量分数增大,颗粒温度与火焰层温度升高、火焰层半径减小、颗粒燃烧时间缩短;环境温度增大,颗粒温度变化不大、火焰层温度升高、火焰层半径减小、颗粒燃烧时间延长;颗粒粒径增大,颗粒温度与火焰层半径变化不大、火焰层温度降低、颗粒燃烧时间延长。

基于深度学习的烟气温度和CO_(2)浓度在线检测

基于低分辨率红外发射光谱采集技术,耦合深度学习计算方法,提出了一种烟气温度和CO_(2)浓度在线检测方法。利用气体光谱辐射模型计算训练数据,基于多层感知器(MLP)神经网络反演火焰烟气温度和CO_(2)浓度的分布,结果表明,MLP神经网络模型对温度、CO_(2)和H_(2)O体积分数的反演误差均低于1%,预测精度均大于94.5%,具有良好的泛化能力和预测能力。建立了一套基于深度学习与发射光谱耦合的烟气温度和CO_(2)浓度在线检测装置,并对乙烯扩散火焰和C_(2)H_(4)/NH_(3)部分预混火焰展开了研究。乙烯扩散火焰烟气温度和CO_(2)体积分数的测量结果与模拟火焰结果相一致,验证了基于深度学习与发射光谱耦合的在线检测法的可行性。改变部分预混火焰的掺氨比例,分析火焰中轴上方不同高度处气体的温度和CO_(2)浓度变化,结果表明,同一高度处的烟气温度会随着掺入氨气的增加而增大,而CO_(2)体积分数会呈先增大后急剧减少的趋势。所提出的方法可以较灵敏的检测温度和CO_(2)浓度的变化,用于多种火焰的燃烧诊断研究,在燃煤电厂碳排放在线检测上也有一定的应用前景。

煤油流量对HVOF喷涂FeCrMoSi-Ti_(3)SiC_(2)涂层高温摩擦磨损性能的影响

目的提高燃煤锅炉四管的耐磨性能。方法使用喷雾造粒技术制备FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)复合粉末,并利用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在12CrMoV基体上制备煤油流量分别为26、28、30、32 L/h的复合涂层。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)、Raman、维氏显微硬度计和摩擦磨损试验机研究FeCrMoSi/Ti_(3)SiC_(2)粉末及其涂层相组成、组织结构,检测涂层的力学性能,并对涂层在800℃下的摩擦学性能和磨损机理进行系统分析。结果粉末物相主要由Ti_(3)SiC_(2)、Fe-Cr和TiC组成,涂层的物相与粉末类似,但是新产生了SiC相,且随着煤油流量的升高,Ti_(3)SiC_(2)物相逐渐分解。当煤油流量为30、32 L/h时,涂层内Ti_(3)SiC_(2)物相大量分解。涂层的硬度和断裂韧性随着煤油流量的升高表现出先升高、后降低的趋势,孔隙率和磨损率呈现先减小、后增大的趋势。当煤油流量为28 L/h时,涂层磨损率最低,约为5.44×10^(-15)m^(3)/(N·m)。结论煤油流量为28 L/h时,涂层表面生成的SiO_(2)、TiO_(2)和Fe_(2)O_(3)等氧化物均匀分布在磨痕和对偶球表面,有效阻挡了对偶球和涂层的直接接触,使得涂层显示出最优异的摩擦学性能。涂层的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损。

双层多孔介质燃烧器的数值模拟

考虑多孔固体构架的辐射换热以及气固相间的对流换热,引入弥散效应及相间对流换热系数,使用GRI 3.0机理和双通量辐射模型,数值求解双层多孔介质内燃烧过程.分析了双层多孔介质燃烧器内火焰稳定性和污染物排放,并与单层的进行比较.结果表明,双层多孔介质燃烧器能够在较宽的流量范围内将火焰稳定在它的交界面附近.

耐高温无卤阻燃绝缘多层复合材料的研制

以云母纸为介电材料,聚酰亚胺薄膜和玻璃布为增强材料,改性有机硅压敏胶为胶粘剂制备了耐高温无卤阻燃绝缘多层复合材料。测试结果表明,多层复合材料具有良好的绝缘性能、阻燃性、拉伸强度和柔软性,且温度对其绝缘性能影响较小,在200℃时仍具有较高的绝缘性能,可广泛应用于绕包绝缘、衬垫绝缘和填充绝缘等绝缘制品领域中,赋予电气设备良好的可靠性和安全性。

油罐沸溢火灾前期特性的实验研究

研究设计了一套油罐火灾模拟实验装置,对具有水垫层的重柴油和0#柴油储罐火灾的前期燃烧特性进行了模拟实验研究。分析了油罐火灾燃烧发展阶段、燃烧火焰的温度变化、油品燃烧速度以及火焰高度变化的特点。探讨了油品种类、油罐直径和油品液面高度对油品燃烧速度的影响以及风速对火焰倾角的影响。

京唐550m^2烧结机台车上物料和烧结矿分区研究(Ⅱ)

检测表明,京唐550 m2烧结机料层各层各区烧结矿存在的问题为:①高温带宽度和移动速度沿台车宽度方向呈现一定的不均匀性;②除表层外,沿料层高度往下,烧结矿的转鼓指数和成品率等指标并不一定增高,粒度降解程度反而越往下越大。基于以上研究,提出了优化措施。实施后,使得物料在台车宽度和高度方向上分布得到改善,尤其是高度方向上偏析趋于合理,烧结矿质量有所改善,转鼓指数提高0.2～0.49个百分点,5～10 mm比例降低0.2～0.69个百分点,成品率提高1.67%。

阻燃服用外层织物的热防护性能分析

取19种不同成分与组织结构的阻燃隔热面料作为研究对象,对织物的基本参数进行了测试,并对织物经热防护性能测试后的升温时间和质量损失率作了测定与分析.结果表明:同等条件下阻燃高聚物纤维织物的热防护性能远优于经过阻燃后整理的阻燃棉及改性腈纶织物,说明纤维种类是影响织物热防护性能的关键因素;织物厚度与其热防护性能关系密切,厚度越厚,织物与火焰接触时升温时间越长,质量损失率越小,热防护性能越好.

煤粉火焰热混合层分形特性研究

采用数字图像采集系统在煤粉燃烧实验锅炉中采集湍流火焰图像,利用形态学图像处理技术提取火焰热混合层的分形特征,研究了一次、二次和三次风量对火焰热混合层分形特征的影响.研究表明,火焰热混合层分形维数与一次、二次和三次风量呈现出规律的相关性,因此有可能根据火焰热混合层分形维数变化来调整一次风量与二次风/三次风量的比值,为燃烧过程的优化与控制提供参考.

煤气发生炉中火层的重要性

在煤气发生炉的生产操作中 ,出现火层吹翻、有效气体成份低、流炭等现象都与火层有关。

泄漏原油水面池火燃烧特性试验研究

为解决使用就地燃烧法(ISB)处理海面溢油时,燃烧效率低,除油效果不理想的问题,使用轻质原油在宽阔水面油池火试验装置中开展小尺度模拟试验。首先,设计宽阔水面油池火试验装置模拟就地燃烧处理过程;然后,测量火焰高度、系统温度和燃烧残渣质量;最后,研究不同油池直径和初始油层厚度下平均火焰高度的变化。结果表明:宽阔水面油池火的燃烧可以分为4个阶段;热波传递是沸溢产生的主要原因;燃烧效率与油层厚度呈正相关。

基于深度学习的乙烯层流扩散火焰温度和碳烟体积分数分布重建

利用高光谱仪对乙烯层流扩散火焰进行测量,选用多层感知器神经网络预测温度和碳烟体积分数分布,评估了模型的预测和抗噪能力,讨论了不同高度和燃料流量的火焰中温度和碳烟体积分数的分布情况.结果表明,神经网络能较为准确地重建实验火焰的温度和碳烟体积分数,并具有较强的抗噪能力;随着火焰高度的增加,碳烟体积分数峰值从两翼移向中心区域,温度趋于平缓,整体平均大小先增加后减小;随着燃料流量的降低,相同归一化高度的温度升高而碳烟体积分数降低.

新型防护服水刺隔热层材料的性能研究

为开发性价比高的防护服隔热层材料,采用水刺工艺制备不同耐高温纤维质量配比的非织造隔热层材料,分析芳砜纶、芳纶1313、芳纶1414不同混纺比隔热层的力学、透气、热稳定、阻燃及热防护性能。结果表明:随着芳砜纶含量的增加,隔热层的阻燃、热稳定性能提高,但力学性能下降;隔热层中芳砜纶/芳纶1313/芳纶1414的质量配比为40/40/20时,性价比最高。

蒸发模型对乙醇湍流射流火焰模拟影响研究

航空发动机燃烧室高精度数值模拟需要合理的蒸发模型,目前蒸发模型对两相湍流燃烧模拟的影响定量研究不足。乙醇较其他燃料蒸发潜热大,对蒸发模型敏感。文章采用LES求解湍流、TPDF解决湍流和化学反应的相互作用,研究Abramzon-Sirignano(A-S)蒸发模型、Spalding蒸发模型和厚交换层(NC-TEL)蒸发模型对高雷诺数乙醇两相湍流射流火焰的数值模拟结果并与实验数据对比。定量分析不同蒸发模型对温度、混合物分数及液相分布等的规律性影响发现,A-S蒸发模型在射流中心区域与实验数据拟合较好,在其它区域表现欠佳;Spalding模型在x/d=10截面上模拟结果良好;NC-TEL蒸发模型在x/d>10截面及远离射流中心方向上的模拟结果表现最好。与其他模型相比,NC-TEL蒸发模型在液相速度上与实验数据相差最大为21.9%,表现最好。

矿用防爆柴油机栅栏式排气阻火器结构优化

采用FLUENT软件对栅栏式排气阻火器的二维模型进行数值模拟,分析阻火器的阻火层厚度、栅栏间隙对淬熄距离和压力损失的影响。对模拟结果进行回归分析,得到了优化目标的回归模型;采用线性加权法合并淬熄距离和压力损失的回归模型,得到多目标函数;在一定约束条件下,对多目标函数进行最优求解。结果表明,阻火层厚度变大和栅栏间隙变小时,淬熄距离变小,压力损失变大;阻火层厚度为50 mm,栅栏间隙为0.25 mm时,栅栏式阻火器火焰淬熄距离和压力损失最小。

磷钨酸插层ZnAl层状双金属氢氧化物协同膨胀阻燃剂对环氧-聚酰胺树脂的阻燃作用

采用[PW12O40]^3-离子柱撑插层共沉淀法合成的ZnAl硝酸根(NO3-ZnAl)层状双金属氢氧化物(LDHs),制备了PW12O40-ZnAl LDHs,并利用XRD、FTIR、电感耦合等离子体(ICP)、SEM等进行组成和结构的表征。将NO3-ZnAl LDHs和PW12O40-ZnAl LDHs分别与含聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的膨胀阻燃剂(IFRs)复合阻燃环氧-聚酰胺树脂(EP-PA),采用TGA、背温实验和锥形量热实验评价不同ZnAl LDHs与IFRs复合阻燃EP-PA的热及烟气的释放规律。TGA结果表明,PW12O40-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的最大降解速率最小,残炭率最高,说明PW12O40-ZnAl LDHs提高了IFRs/(EP-PA)复合材料高温下的抗氧化能力。背温实验表明,相同热辐射强度下,PW12O40-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的背温达到200℃和300℃用时最长,具有最低的背温升温速率,说明PW12O40-ZnAl LDHs使IFRs/(EP-PA)复合材料耐火能力明显增强。从锥形量热实验数据可知,PW12O40-ZnAl-IFRs使PW12O40-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料具有最低的热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、平均有效燃烧热(MEHC)和总热释放量(THR),其火势增长指数(FGI)仅为IFRs/(EPPA)复合材料的14.5%,烟释放总量(TSP)比NO3-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料减少了27.6%,比IFRs/(EPPA)复合材料减少了55.3%。说明PW12O40-ZnAl-IFRs比NO3-ZnAl-IFRs更能有效地减少EP-PA的热量释放,抑制烟气生成。