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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
金明 陆羽笛 李原森 柳伟杰 葛冰 臧述升
通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry, PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为旋流火焰时,预燃级的旋流空气会破坏流场中的回流区,加剧主燃级火焰的不稳定性,而预燃级为旋流火焰时可将主燃级火焰的脉动压力幅值降低76.8%;燃烧热负荷增大导致气流加速膨胀,诱发射流剪切层产生更高强度的旋涡,预燃级与主燃级火焰相互干涉可加速旋涡的耗散,改变了旋涡的脱落频率;与单级旋流火焰相比,主燃级和预燃级火焰干涉区的火焰脉动最剧烈,且主燃级射流外剪切层的大尺度旋涡加剧了主燃级火焰的脉动。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
张爱琪 许林云 金晶 武玉柱 樊凯华
为解决因连作障碍等引起的设施园艺中土壤病虫害防治问题，拟开发一种以脉动燃烧器为热动力源的土壤蒸汽消毒机。根据土壤蒸汽消毒机的最小蒸汽量为100 kg/h，确定脉动燃烧器的最小功率为28.2 kW。脉动燃烧器主要由燃烧室与喷管组成，采用长度为200、400、800、1 000 mm的直喷管和800 mm的弯喷管，通过法兰拼接组合成不同长度的直喷管(600、800、1 000、1 400、1 600、1 800、2 200、2 600、2 800、3 000 mm)和弯喷管(800、1 600 mm)，研究不同喷管结构对脉动燃烧器启动性能、工作稳定性能等的影响。结果表明：喷管长度在800～2 600mm启动；工作频率与压力振幅呈线性关系，频率高，压力幅值大；同一长度直喷管的燃油消耗率、频率与压力振幅均大于弯喷管的，且油门开度2、3、4时弯喷管燃烧器压力振幅标准差小，具有更好的稳定性；喷管长度为1 800 mm左右的直喷管脉动燃烧器性能最佳。故选择喷管长度为1 800 mm的弯喷管脉动燃烧器作为土壤蒸汽消毒机蒸汽发生装置热源，既能保证脉动燃烧器的工作特性，又能促使蒸汽发生装置小型化。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
张爱琪 许林云 金晶 武玉柱 樊凯华
为解决因连作障碍等引起的设施园艺中土壤病虫害防治问题，拟开发一种以脉动燃烧器为热动力源的土壤蒸汽消毒机。根据土壤蒸汽消毒机的最小蒸汽量为100 kg/h，确定脉动燃烧器的最小功率为28.2 kW。脉动燃烧器主要由燃烧室与喷管组成，采用长度为200、400、800、1 000 mm的直喷管和800 mm的弯喷管，通过法兰拼接组合成不同长度的直喷管(600、800、1 000、1 400、1 600、1 800、2 200、2 600、2 800、3 000 mm)和弯喷管(800、1 600 mm)，研究不同喷管结构对脉动燃烧器启动性能、工作稳定性能等的影响。结果表明：喷管长度在800～2 600mm启动；工作频率与压力振幅呈线性关系，频率高，压力幅值大；同一长度直喷管的燃油消耗率、频率与压力振幅均大于弯喷管的，且油门开度2、3、4时弯喷管燃烧器压力振幅标准差小，具有更好的稳定性；喷管长度为1 800 mm左右的直喷管脉动燃烧器性能最佳。故选择喷管长度为1 800 mm的弯喷管脉动燃烧器作为土壤蒸汽消毒机蒸汽发生装置热源，既能保证脉动燃烧器的工作特性，又能促使蒸汽发生装置小型化。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李保国 曹崇文 刘相东
通过一简化模型,根据脉动燃烧器内部热质平衡,建立了描述脉动燃烧过程的数学模型,分析了脉动燃烧器稳定运行条件,得出了预测脉动燃烧器运行频率的表达式。
关键词：
脉动燃烧 数学模型 稳定运行
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
冯瑞 田润和 陈科位 叶君健 张辉
飞机货舱火灾已成为巡航飞机的主要安全威胁之一,它的发生会造成巨大的财产和人员伤亡。该文以航空货运中常见的瓦楞纸箱为对象,在低压舱中开展了不同数量纸箱火(纸箱火可代表A类固体火)实验,测量了燃烧过程中的质量燃烧速率、火焰轴向辐射热通量和火焰温度等特征参量。首先,采用修正的B-number理论,从传热传质角度推导低气压对固体燃烧速率行为的影响规律;其次,分析了不同纸箱放置情况下,火焰辐射热通量和中心线温度分布的变化规律。结果表明:湍流固体火灾燃烧速率的压力表达式为m″∝C_hP~(2/3)+C_rP~(3/2),进而通过实验验证了该表达式,同时给出经验关系式m∝P~(1.3);发现辐射热通量整体上呈先升高后下降趋势,R2的辐射热通量相比其他位置更大;火焰温度最大值为800℃,位于火焰的连续区。该文从理论和实验两方面揭示了不同低压环境下固体燃料的火灾行为特征,为航空火险救援提供依据。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
胡皓玮 祁桢尧 时敬军 纪杰
木材因其优异的隔热性能、力学强度和观赏价值而被广泛应用于建材、家具和工艺品中。作为一种可燃材料，木材的燃烧过程会经历热解、点燃、炭化与开裂。目前对于木材燃烧特性的研究，样本通常选用均质的人造板材或避开缺陷的原木。但实际情况下，不同树种结构各异，制备而成的原木板表面的纹理分布不均匀，同时原木中还存在木节等结构缺陷，这些因素都可能影响原木板材的燃烧过程。该文在火焰蔓延量热仪下开展小尺寸原木板材燃烧实验，使用3种树种(辐射松、白松、杉木)的原木，比较了不同外部辐射热流下原木的燃烧特性，获得了不同树种的典型燃烧行为、热释放速率曲线和点燃特性。结果表明，不同树种、不同纹理、结构缺陷(木节)会影响原木的燃烧行为。随着外部辐射热流的增加，原木的点燃时间缩短，热释放速率峰值增加。在该文实验工况范围内，外部辐射热流15 kW/m~2时原木点燃时间的重复性差异最大约35%,高于均质人造板材，体现了原木结构非均质性对其燃烧特性的影响，但这一差异随外部辐射热流的增加而减小。对于同一树种，疏、密纹理样本的燃烧特性存在差异，辐射松疏、密纹理原木点燃时间差值最大可达500 s以上，且平行于纹理方向上的炭化速率高于垂直于纹理方向上的。杉木中含有大量木节，低外部辐射热流条件下木节的存在会导致点燃时间缩短、热释放速率峰值增加。
关键词：
木材燃烧 原木 纹理 木节 炭化
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨慎林 普方 李满厚 王昌建
使用乳化柴油是实现发动机节油减排的重要方式,而含水率是影响乳化柴油燃烧效率的关键因素。为了预防乳化柴油泄漏火灾并减少人员伤亡和财产损失,该文采用直径为150 mm的不锈钢油盘,实验研究了含水率分为0%、5%、10%、15%和20%的油包水(W/O)型乳化柴油池火的燃烧和沸腾特性。根据燃烧速率和火焰高度的变化情况,将乳化柴油燃烧过程划分为初始增长阶段、沸腾燃烧阶段、脉动阶段、稳定燃烧阶段和熄灭阶段,其中前3个阶段的燃烧有水参与,而后2个阶段的燃烧特性与0#柴油池火的稳定燃烧阶段和熄灭阶段基本一致。随着含水率的增加,沸腾燃烧阶段和脉动阶段的时间呈“增加—稳定—增加”的趋势,而稳定燃烧阶段的时间呈“减少—稳定—减少”的趋势。乳化柴油池火燃烧过程出现了沸腾燃烧并导致火焰高度下降现象。该研究有助于乳化柴油泄漏火灾的风险评估。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
齐放 胡洋洋 周旋 许沧粟
结合动力工程专业本科生实验教学中现有的台架实验只能进行产品发动机的动力性、经济性、常规排放物的测试实验教学,缺少对燃料及代用燃料在发动机中燃用时的基本燃烧特性参数测试的实验装置与设备,开发了高速纹影法记录定容燃烧弹内球形膨胀火焰的测试系统,研究其层流火焰燃烧速度等特性参数。用乙醇开展了实验教学,获得其基本层流火焰特性参数,极大地激发了学生对燃烧研究的兴趣。
关键词：
动力实验 层流燃烧 定容燃烧弹
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
路广军
该文设计了一种煤与生物质混合燃烧性能、燃烧效率研究实验。该实验涉及煤与生物质混合样品制备、混合样品燃烧过程参数采集和气体产物检测等方面。以典型无烟煤和玉米秆为原料,采用同步热分析与气体质谱仪联用方法分析混合燃料在燃烧过程中质量、热量及烟气变化情况。结果表明,在混合燃烧过程中,玉米秆可以改善无烟煤的燃烧性能,并提高无烟煤燃烧效率。通过该实验,使学生了解研究含碳固体燃料燃烧基本方法,培养学生对一次能源高效利用的创新能力。
关键词：
无烟煤 玉米秆 燃烧特性 燃烧效率
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
金森 杨艳波
通过对南方7种典型乔木叶片在空气气氛条件下,升温速度为10℃·min-1的热重分析,研究了其热解特性和热解动力学特征,并基于热解参数对其燃烧性进行了四维评价。结果表明:(1)综纤维素开始分解的温度为140.54~158.67℃,结束温度为372.01~389.91℃。木素开始分解温度为372.01~389.91℃,结束温度为538.63~581.32℃。(2)综纤维素热解的活化能为34.059~48.531 k J·mol-1,指前因子为72.012~1 966.463 min-1。木素热解的活化能为31.264~54.091 k J·mol-1,指前因子为31.755~1 909.015 m...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王勇 邹献武 秦特夫
对木质生物质醇液化产物重质油进行了理化性质表征、元素分析、热值测定、分子量分布研究及红外光谱分析。结果表明,醇解重质油主要来源于生物质中木质素的降解,是含有羟基、甲氧基、羰基、醚键等多种含氧官能团的芳烃或酚类化合物。重质油常温下是沥青状粘稠固体,其峰位分子量包括2 805和242两个部分。重质油的热值为36MJ/kg,是快速热解油的2倍。此外,重质油中氧、氮、硫总杂原子含量远低于快速热解油品,而且重质油含水率低,酸值远小于快速热解油,因而更利于作为燃料使用。而对重质油的热重分析结果表明,重质油燃烧过程基本可以分为4个阶段,依次为重质油中小分子组分的挥发(室温～130℃),易挥发物组分的着火燃烧...
关键词：
生物质液化 重质油 理化性能 燃烧动力学
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
崔文彬 乔启宇 牛树奎 李慧清
通过两次地表火模拟实验，测量了地表火的主要燃烧参数，包括火蔓延速度、火焰高度、火墙厚度以及地表火火头前方的风速和温度，并计算得出对应的火线火强度．通过相关分析和回归分析，得出了以下结论：在火头前方空气中某点温度主要取决火强度和该点与火头的距离；离火头较近时辐射起决定性作用，在离火头距离小于２５ｍ以后，随着火头的接近，火头前方的风速有增大的趋势；对于９００ｋＷ·ｍ－１左右的中能量地表火，火头卷吸作用的范围大于６．５ｍ．定性地说，蔓延速度快，火墙厚度就增大．
关键词：
地表火,火强度,温度,风速,油松
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张光辉 夏子潮 浦金云 李昂
采用连通器原理,推导了间接测量燃油火灾燃烧速率转化公式,构建了间接测量系统。根据4种实验工况测量了直径40cm油池燃烧过程中的实时质量变化规律和燃烧速率变化规律,并用理论公式进行验证。测量结果不受燃烧环境变化影响,测量方法可应用于中大尺度火灾实验研究,解决热释放速率实时测量的难题,为有效计算火灾的火焰高度、火焰直径、对外辐射热量及空气卷吸量等参数指标提供了技术支撑。
关键词：
燃烧速率 间接测量 燃油火灾
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
庄标榕 魏起华 谢拥群 魏微 赖莹莹
采用锥形量热仪法研究磷氮硼基阻燃微胶囊处理中密度纤维板的动态燃烧行为．结果表明：阻燃中纤板与未阻燃处理的中纤板相比，热释放速率峰值从３０２．９ ｋ Ｗ·ｍ～（－２）下降到１９４．４ ｋ Ｗ·ｍ～（－２），总热释放量从１１９．７ ｍＪ·ｍ～（－２）下降到８３．２ ｍＪ·ｍ～（－２），生烟总量从２．２ ｍ～２·ｍ～（－２）下降到０．５ ｍ２·ｍ～（－２），极限氧指数最高值达４５％，且纤板燃烧时的成炭率提高，炭层结构完整，强度高．表明磷氮硼基阻燃微胶囊能有效提高中密度纤维板的阻燃性能，
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
何庆 聂士斌 张红 刘小勇 郭贤 徐良骥
甲烷气体泄漏会导致火灾爆炸事故的发生,恶劣的环境条件(如低温和浸水)会影响甲烷泄漏的精准检测。该研究系统分析了浸水和低温-浸水复杂条件下催化燃烧式甲烷探测器的响应特性及其影响机制。研究结果表明:浸水会显著降低甲烷探测器的灵敏度,浸水后探测器报警浓度增长90.3%。相比于室温-浸水,低温-浸水使报警浓度降低23.3%,响应时间的重复性能提升,平均标准差降低65.16%。浸水后传感器表面的水膜会阻碍甲烷气体进入传感器内部,使得传感器内甲烷含量降低;浸水还会导致催化剂的比表面积降低和催化剂水中毒,减少了甲烷气体的吸附位点,因此浸水后探测器需要更高浓度的甲烷才能触发报警状态。低温环境下探测器铂丝加热器电阻变化更为显著,吸收较少的催化燃烧反应热就能达到报警所需的电阻变化量,降低了探测器报警所需的甲烷浓度,因此低温环境有效减弱了浸水对探测器的不利影响。该文为进一步研究低温-浸水复杂条件对甲烷探测器性能的影响提供了实验依据,有利于提高甲烷泄漏的精准检测。
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