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合成气层流预混火焰加速效应实验研究: 2024年; 利用定容燃烧弹可视化实验平台对合成气层流预混火焰加速效应开展了系统研究.通过调整混合气的当量比和氧氮体积比实现自身不稳定性的解耦控制,在此基础上研究了火焰加速阶段、临界点和火焰加速因子.层流预混火焰的加速传播过程呈现出明显的准稳态、过渡态加速、饱和态加速3个阶段.4种临界点的先后顺序为:裂纹分裂临界点≈过渡态加速临界点<均匀细胞化临界点≈饱和态加速临界点.饱和态加速阶段的加速因子数值在1.1~1.2之间,并未与Lewis数和密度比呈现出明显的依赖关系.结果表明,火焰自身不稳定性对层流火焰的加速临界点有显著促进作用,但并不会影响饱和态阶段的火焰加速强度.; 赵浩然李刚王金华黄佐华; 关键词：层流预混火焰合成气

中红外层析吸收光谱技术应用于甲烷掺氨层流预混火焰温度测量: 2024年; 氨(NH3)是一种代表性的零碳燃料,其完全燃烧产物为水(H_(2)O(g))和氮气。由于其独特的零碳排放优势,近年来,NH3已在热力锅炉、内燃机和工业窑炉中实现高比例掺烧的减排应用。由于火焰温度与燃烧效率和污染物生成密切相关,因此亟须精准的实验数据以实现对燃烧过程的主动控制。本文开发了基于中红外层析吸收光谱技术的测量系统,通过跃迁谱线分析,优选了H_(2)O在基频谱带(v3)内2482 nm附近的吸收谱线开展吸收光谱测量。采用多个Voigt线型函数实现H_(2)O光谱重叠吸收特征的精确拟合,并结合阿贝尔逆变换和正则化技术实现了不同掺氨比燃烧工况下火焰温度的免标定、定量测量。实验结果表明纯氨燃料和甲烷/氨气混合燃料的火焰面位置位于燃烧器上方高度的0.5~2 mm之间,当体积掺氨比从20%向100%增大时,火焰面逐渐远离燃烧器,同时火焰最高温度大约从1600 K上升至2000 K。本文开发的测量方法与系统,不仅能捕捉到层流预混火焰沿着轴向和径向的非均匀温度分布,还能分辨出不同燃烧工况下的火焰温度差异,特别适合零碳氨燃料火焰温度测量。; 陆盛曜马柳昊张健鹏李青周吉伟万涛王宇; 关键词：温度测量温度分布

环境条件下富氢天然气层流预混火焰特性: 由于在使用时不产生碳排放,氢气被认为是一种未来重要的能源载体。将氢气混入现有天然气管道是实现超低碳排放的过渡措施,但这一方法被普遍认为会改变燃气的燃烧特性。本文利用Chemkin-pro软件包的一维自由传播预混火焰计算器...; 刘广义孙颖楷; 关键词：层流预混火焰燃烧速度污染物

基于LIBS研究丙烷层流预混火焰温度和当量比的空间分布: 2023年; 激光诱导击穿光谱(LIBS)是监测燃烧过程关键参数的重要手段之一。为此搭建了LIBS三维可移动实验测量平台,结合等离子体能量和光谱研究了丙烷层流预混火焰的空间结构,得到了不同当量比和不同高度的温度趋势和当量比空间分布。结果表明:本生灯火焰预混燃烧区厚度随高度增加而增加;H、N、O的谱线强度和等离子体能量变化趋势一致,说明粒子体积分数是影响等离子体能量的主因。通过标定H656和N746的谱线强度比值与当量比的关系得到了局部当量比的空间分布。; 刘新王朝君胡二江殷阁媛黄佐华; 关键词：丙烷预混火焰激光诱导击穿光谱当量比

二甲醚/氢气层流预混火焰实验及反应动力学研究: 燃料的层流燃烧速度是湍流燃烧研究、化学反应机理验证和实际燃烧器设计与优化的重要依据,对燃料的燃烧过程进行化学反应动力学分析有助于从微观角度了解燃料燃烧细节和污染物生成机理。本文主要针对不同初始条件下的二甲醚/氢气/空气预...; 王鑫; 关键词：二甲醚氢气层流燃烧特性定容燃烧弹化学反应动力学

基于高光谱技术的甲烷层流预混火焰自由基特性研究被引量：2: 2022年; 高光谱技术提供了空间和光谱维度的信息,同时基于传统黑体模型的实验技术和计算方法不适用于甲烷火焰的辐射特性,而火焰中自由基的高光谱信息反映了火焰结构、组分浓度分布等燃烧的多方面特征,能够为燃烧模型的完善提供依据。利用高光谱技术在不同当量比和不同流量下研究了甲烷预混火焰中自由基的空间和光谱特性。对不同当量比的研究表明,随着当量比的增加,火焰中心处的CH^(*)和C_(2)^(*)自由基的辐射强度先增加后降低,而燃烧区域内二者的平均辐射强度一直增加,火焰中心处的点可以表征局部的燃烧状态,而燃烧区域内辐射均值表征热释率等整体燃烧状态,定量给出了两种方法的不同趋势。火焰中心处的CH自由基辐射强度在当量比为1.01时达到峰值,而C自由基辐射强度在当量比为1.12时达到峰值,两种自由基的辐射峰值可以分别作为燃烧中反应强度和稳定性的判据。当量比可以由C_(2)^(*)和CH^(*)辐射强度之比来表征,修正了C_(2)^(*)/CH^(*)和当量比的线性关系,提出应使用燃烧区域内C_(2)^(*)和CH^(*)的平均辐射强度之比,并提出了该比值与当量比的二次关系。利用高光谱技术生成了燃烧区域内C_(2)^(*)/CH^(*)的云图,得到了详细的空间信息,当量比大于1时,首次在火焰面附近发现了明显的过渡区,体现了高光谱技术的优势。对当量比保持不变情况下的不同流量的研究表明,随着流量的增加,火焰高度增加,而火焰顶部和火焰中心的自由基的浓度分布基本不发生变化,揭示了实验工况下流动的特征时间远小于化学反应特征时间,化学反应过程未受到明显影响。应用高光谱较好的识别出了火焰中的多种自由基,研究了甲烷层流预混火焰中自由基辐射特性及其随着不同当量比和流量变化的趋势,对燃烧现象和机理的认识具有重要意义。; 王岩王宝瑞王宝瑞; 关键词：甲烷燃烧自由基

二甲醚、氨气和甲烷混合燃料的层流预混火焰[火用]损特性研究被引量：6: 2022年; 为阐明替代燃料燃烧过程的能质转换特性、探索提高燃烧过程效率的原理,分别对掺混二甲醚(DME)、氨气(NH_(3))的CH_(4)/空气层流预混火焰的[火用]损特性应用热力学第二定律进行分析.结果表明,宽掺混比范围内,NH_(3)的性能要优于DME;热传导源项驱动了总[火用]损率随温度的升高而降低;运行压力的提升有利于降低化学和排气[火用]损率;而随着当量比的上升,总[火用]损率先减小后增大,并在化学计量比附近达到最小值.此外,还构建了多运行参数共同作用下的总[火用]损率响应函数,该函数在较宽的运行范围内得到了良好验证,有望为CH_(4)/DME、CH_(4)/NH_(3)燃料燃烧系统的设计优化与运行提供帮助.; 孙国军付忠广卢茂奇; 关键词：层流预混火焰二甲醚氨气化学动力学

异丙苯低压层流预混火焰实验研究: 2021年; 利用光电离分子束质谱对异丙苯(A1CH(CH_(3))_(2))在30 mmHg实验压力下,当量比为0.45、1.00和1.58的层流预混火焰进行了研究.实验结果表明,随着当量比的增加,A1CH(CH_(3))_(2)需要在燃烧器上方更高的位置消耗完全.实验中共测得了14种燃烧产物,包括CH3自由基、小分子烃类、含氧类物质、单环和多环芳烃.根据实验结果对A1CH(CH_(3))_(2)的燃烧分解路径和多环芳烃生成路径进行了分析.结果表明A1CH(CH_(3))_(2)可以通过多种路径消耗,如在异丙基上发生脱氢反应和脱甲基反应.此外萘(A2)是生成多环芳烃的重要前驱体.; 田东旭翁俊桀田振玉; 关键词：层流预混火焰异丙苯芳烃分子束质谱

高温下掺氢天然气层流预混火焰传播特性被引量：7: 2021年; 利用本生灯-纹影系统及CHEMKIN-PRO对高温下掺氢天然气层流预混火焰传播速度进行实验及数值模拟研究,并从热力学及化学动力学效应方面讨论了初始温度对掺氢天然气层流预混火焰传播特性的影响.结果表明:GRI-3.0机理能较准确地预测293~500 K条件下的掺氢天然气层流预混火焰传播速度;在相同初始温度下,混合物层流预混火焰传播速度在高掺氢比时增幅更显著;在相同当量比下,混合物层流预混火焰传播速度及绝热火焰温度随初始温度的升高呈近线性增加;高温下,H自由基浓度的增大进一步增强了H+O 2=O+OH对整体燃烧反应的促进作用,使混合物层流预混火焰传播速度显著加快.; 尚融雪杨悦李刚; 关键词：层流火焰掺氢比

甲烷对合成气层流预混火焰传播特性的影响被引量：2: 2019年; 为研究甲烷对合成气层流预混火焰化学动力学特征及合成气层流预混火焰传播特性的影响,选用GRI3.0-机理,模拟研究300 K条件下含0～70%甲烷的合成气层流预混火焰传播速度、火焰温度、反应敏感性及重要自由基浓度等。结果表明:合成气层流预混火焰传播速度、绝热火焰温度随甲烷比例的增加非线性下降,火焰传播速度峰值对应的当量比随甲烷增加显著向贫燃侧发展;富燃条件下,随着甲烷少量加入(≤30%),火焰中自由基H浓度显著下降,火焰传播速度受抑制作用显著;随着甲烷的继续增加,不足的自由基OH抑制自由基CH_3的生成,影响自由基H的消耗,削弱CH_4对层流预混火焰传播速度的抑制作用。; 尚融雪李刚张培红; 关键词：合成气甲烷层流预混火焰

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