二氧化碳和富氧空气对甲烷与乙烯燃烧的影响 被引量：9

1

作者 楚化强 曹文健 +3 位作者 冯艳 任飞 徐靖 顾明言 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期470-476,共7页

利用碳氢燃烧实验台,研究了二氧化碳和富氧空气对甲烷、乙烯层流燃烧火焰的特性影响,分析了不同气氛下火焰结构特性和温度分布规律.结果表明,随氧浓度从21%增加到50%(φ),甲烷、乙烯火焰高度下降70%,火焰温度和亮度同时增加,且发光区域... 利用碳氢燃烧实验台,研究了二氧化碳和富氧空气对甲烷、乙烯层流燃烧火焰的特性影响,分析了不同气氛下火焰结构特性和温度分布规律.结果表明,随氧浓度从21%增加到50%(φ),甲烷、乙烯火焰高度下降70%,火焰温度和亮度同时增加,且发光区域呈向下收缩趋势;相同氧浓度下,乙烯火焰亮度高于甲烷.随CO_2浓度由0增加到20%(φ),火焰高度增加28%,各高度处火焰边缘温度平均下降290℃,中心温度平均下降132℃.火焰亮度降低,由黄色变为暗黄色,底部亮度更低,CO_2浓度超过20%(φ)后,火焰出现悬浮状态,最终被吹熄. 展开更多

关键词 碳氢燃料 层流扩散 甲烷燃烧 乙烯燃烧

原文传递

层流信道中基于模型驱动的信道建模方法

2

作者 王悦 鲍煦 林锋 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期309-315,322,共8页

针对已有的层流信道模型不能直接应用于存在目标的复杂层流信道的问题,提出一种基于模型驱动的信道建模方法.研究了存在目标的层流扩散信道的系统模型,在无目标平流模型的基础上加入参数,考虑层流和目标对接收分子的影响.结合仿真结果,... 针对已有的层流信道模型不能直接应用于存在目标的复杂层流信道的问题,提出一种基于模型驱动的信道建模方法.研究了存在目标的层流扩散信道的系统模型,在无目标平流模型的基础上加入参数,考虑层流和目标对接收分子的影响.结合仿真结果,将有目标的复杂层流信道近似为两个稳定的层流信道,建立有目标的点源-接收机层流扩散信道模型.结合神经网络使用Levenberg-Marquardt算法对信道模型参数进行学习和预测,同时提出基于数据和模型驱动结合(combination of data and model driven, CDMD)的检测方法对目标进行检测.结果表明:通过公式数据与仿真数据对比验证了其信道模型的准确性,所有数据的相关系数为0.999 15,该神经网络模型具有可行性;使用神经网络二分类算法验证提出的目标检测方法,检测准确率达到98.8%时,提出的CDMD检测方法所需数据量约为基于数据检测方法的1/6. 展开更多

关键词 分子通信 层流扩散 信道建模 模型驱动 神经网络 目标检测

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微细尺度下液体乙醇层流扩散火焰的特性分析

3

作者 徐涛 杨泽亮 +1 位作者 甘云华 杨帅 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2011年第2期36-41,共6页

采用Fluent 6.3软件对微细尺度下液体乙醇层流扩散燃烧过程进行了数值模拟,同时借用实验方法对其可靠性进行了验证。结果表明:实验获得的火焰结构与数值模拟温度图高温区结构相似,而且火焰结构尺寸比数值模拟要低,数值模拟值与实验计算... 采用Fluent 6.3软件对微细尺度下液体乙醇层流扩散燃烧过程进行了数值模拟,同时借用实验方法对其可靠性进行了验证。结果表明:实验获得的火焰结构与数值模拟温度图高温区结构相似,而且火焰结构尺寸比数值模拟要低,数值模拟值与实验计算值吻合良好;H/d与Re呈线性增加,有外加电场的斜率较无电场大,正向电场的H/d比反向电场大;W/d先随Re线性增加,后变化幅度较小,反向电场的W/d比正向电场和无电场大;火焰最高温度随Re线性增加,外加电场的斜率较无电场的斜率大。 展开更多

关键词 微细尺度 层流扩散 火焰结构

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微细尺度下液体乙醇层流扩散燃烧的特性仿真

4

作者 徐涛 杨泽亮 +1 位作者 甘云华 杨帅 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第3期297-301,共5页

在微尺度燃烧器特性的研究中,针对目前对微细尺度液体燃料层流扩散燃烧特性研究,为了克服实验研究过程中微火焰温度的测量限制,通过建模进行仿真分析,外加电场可提高火焰最高温度,正向电场能拉伸火焰高度,而反向电场压缩火焰高度;流量... 在微尺度燃烧器特性的研究中,针对目前对微细尺度液体燃料层流扩散燃烧特性研究,为了克服实验研究过程中微火焰温度的测量限制,通过建模进行仿真分析,外加电场可提高火焰最高温度,正向电场能拉伸火焰高度,而反向电场压缩火焰高度;流量较少时,无电场火焰高度最高;随着流量增加,外加电场火焰高度最高;相同流量下,正向电场火焰高度较反向电场高。以上是采用Fluent6.3软件进行仿真,结果表明,火燃结构与实验值吻合良好,仿真方法对高效微型燃烧器研制具有重要指导意义。 展开更多

关键词 微尺度 层流扩散 电场 仿真

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拉伸层流扩散火焰面结构及熄火的研究 被引量：9

5

作者 王海峰 陈义良 +1 位作者 董刚 朱旻明 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期695-698,共4页

对拉伸层流扩散火焰面进行了数值模拟,考察了在以往湍流燃烧的火焰面模型中,假定Lewis数等于1的可靠性,研究了不同分子扩散和火焰辐射对火焰面结构、氮氧化物排放和熄火临界的影响。计算结果表明,Lewis数等于1的假定在火焰面结构的计算... 对拉伸层流扩散火焰面进行了数值模拟,考察了在以往湍流燃烧的火焰面模型中,假定Lewis数等于1的可靠性,研究了不同分子扩散和火焰辐射对火焰面结构、氮氧化物排放和熄火临界的影响。计算结果表明,Lewis数等于1的假定在火焰面结构的计算中存在很大的近似性,火焰辐射可以引起低拉伸条件下的熄火临界。 展开更多

关键词 拉伸层流扩散火焰面 不同分子扩散 辐射 熄火

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水蒸气对层流甲烷/空气扩散火焰中烟黑生成的影响 被引量：9

6

作者 朱清华 牛奕 陈先锋 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期174-177,共4页

空气中水的存在会严重影响烷烃类扩散火焰中烟黑的生成,研究氧化剂流中水对烷烃类火焰的影响,对污染物控制及火灾扑救具有重要意义。模拟采用24步简化机理的有限速率化学反应模型、Moss-Brookes烟黑模型及Discrete Ordinates(DO)辐射模... 空气中水的存在会严重影响烷烃类扩散火焰中烟黑的生成,研究氧化剂流中水对烷烃类火焰的影响,对污染物控制及火灾扑救具有重要意义。模拟采用24步简化机理的有限速率化学反应模型、Moss-Brookes烟黑模型及Discrete Ordinates(DO)辐射模型,研究在空气中加入水对甲烷/空气层流伴流扩散火焰的影响,其中烟黑模型包括烟黑的成核、表面增长和氧化。结果表明,伴流空气中的水蒸气会降低火焰的温度、抑制烟黑的生成。这是因为:一方面,水蒸气降低了甲烷燃烧的温度,火焰温度的降低导致化学反应速率减慢,烟黑成核和表面生长速率随之降低,火焰中烟黑质量分数便减少;另一方面,由于水蒸气的加入使化学反应OH+H_2 H+H_2O(R(15))逆向反应加速,继而导致OH生成量增加。但由于氧气浓度降低使火焰体积增大,OH的浓度降低。从而导致烟黑的氧化速率降低,烟黑生成量增加。由于水蒸气的化学效应小于其温度效应,总体上烟黑质量分数降低。最后对比了模拟结果和试验结果。 展开更多

关键词 安全工程 烟黑 甲烷 层流扩散火焰 水蒸气

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LIBS应用于甲烷层流扩散火焰空间分布研究 被引量：7

7

作者 田照华 董美蓉 +1 位作者 陆继东 李诗诗 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-65,共6页

为了研究扩散火焰空间分布特性,采用具有空间分辨能力的激光诱导击穿光谱技术对甲烷/空气本生灯扩散火焰进行了实验研究,得到了不同流量(0.100L/min,0.120L/min)、不同高度(7mm,9mm,11mm)的火焰以及中心轴线上的击穿阈值、等离子体能量... 为了研究扩散火焰空间分布特性,采用具有空间分辨能力的激光诱导击穿光谱技术对甲烷/空气本生灯扩散火焰进行了实验研究,得到了不同流量(0.100L/min,0.120L/min)、不同高度(7mm,9mm,11mm)的火焰以及中心轴线上的击穿阈值、等离子体能量、光谱强度比等相关参量的分布情况。结果表明,等离子体能量可以用来定性描述扩散火焰温度空间变化规律,结合分析等离子体能量和H/O谱线强度比的分布情况可确定扩散火焰不同高度上火焰前沿的位置以及第二燃烧区域的宽度;根据相关实验点近似得到H/O谱线强度比与火焰局部当量比线性关系式,可得到不同流量条件下扩散火焰轴向当量比分布情况以及火焰长度。此研究结果对于激光诱导击穿光谱技术应用于燃烧诊断方面具有重要意义。 展开更多

关键词 光谱学 空间分布 激光诱导击穿光谱 层流扩散火焰

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基于二维激光诱导炽光法的棉籽油扩散火焰碳烟生成特性 被引量：5

8

作者 何旭 张志鹏 +5 位作者 吴昊 高永利 花阳 刘凤山 李向荣 刘福水 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期235-240,326,共7页

搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流... 搭建了一套二维激光诱导炽光测试系统,获得乙烯扩散火焰的碳烟体积分数,并将其与单点标定激光诱导炽光法和消光法得到的测试结果比对,验证了该测试系统的有效性.在一台液体燃烧器上,应用二维激光诱导炽光法研究棉籽油掺混比对柴油层流扩散火焰碳烟生成的影响.结果表明:随掺混比的增加,最大碳烟体积分数以及碳烟总量呈现降低趋势.在轴心方向上随火焰高度的增加,碳烟体积分数逐渐增加,在中部达到最大值,随火焰高度的进一步增加,碳烟体积分数开始降低.径向上的碳烟浓度峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向火焰中心移动,且峰值先增加后降低. 展开更多

关键词 棉籽油 碳烟 层流扩散火焰 二维激光诱导炽光法

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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 被引量：4

9

作者 李智聪 娄春 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期198-205,共8页

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... 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. 展开更多

关键词 乙烯层流扩散火焰 高光谱成像 深度学习 多层感知器 温度 碳烟体积分数

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掺混甲醇对汽油层流扩散火焰碳烟生成的影响 被引量：4

10

作者 刘福水 花阳 +2 位作者 吴晗 何旭 吴昊 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-67,共8页

在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40... 在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40、M60和M80的峰值碳烟分别降低了50.7%,、74.8%,、91.0%,和97.8%,,平均碳烟分别降低了53.4%,、85.6%,、97.3%,和99.8%,.碳流量一定时,峰值和平均碳烟的降幅相比燃料流量一定时略有降低.这表明燃料流量一定时,甲醇掺混引发的碳元素质量流量的降低对碳烟降低的贡献很小,甲醇对碳烟的降低主要通过对燃料中芳烃的稀释作用及化学反应动力学的影响.火焰整体碳烟生成的起始高度随甲醇掺混比的增加而升高.火焰中心碳烟的起始高度在燃料流量一定时,随甲醇掺混比的增加而降低,碳流量一定时,随甲醇掺混比的增加略有升高.火焰中心碳烟体积分数随高度的增加,呈3段变化趋势.不同高度上,火焰径向碳烟峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向中心移动,且峰值先增加后降低. 展开更多

关键词 汽油 甲醇 碳烟 层流扩散火焰 双色激光诱导炽光法

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PODE_(2-4)掺混正庚烷/甲苯燃烧碳烟颗粒理化性质影响研究

11

作者 田波 李青 +2 位作者 魏明亮 李志丹 王宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期120-128,共9页

为研究一种聚甲氧基二甲醚(PODE_(2-4))掺混正庚烷/甲苯混合燃料对碳烟颗粒理化性质的影响,搭建了同轴射流反扩散火焰燃烧平台,采用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱仪(Raman)和热重分析仪(TGA)对颗粒样品进行分析。结果表明:随着PODE_(2... 为研究一种聚甲氧基二甲醚(PODE_(2-4))掺混正庚烷/甲苯混合燃料对碳烟颗粒理化性质的影响,搭建了同轴射流反扩散火焰燃烧平台,采用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱仪(Raman)和热重分析仪(TGA)对颗粒样品进行分析。结果表明:随着PODE_(2-4)由0掺混至30%,碳粒子直径逐渐向小粒径方向偏移,平均粒径逐渐下降,颗粒内部微晶曲率平均值逐渐增大,微晶长度则呈相反趋势,且减小幅度逐渐增大;一阶拉曼光谱中代表晶格内部缺陷和无序结构的D峰与代表石墨稳定结构的G峰的积分强度之比逐渐增加,石墨化程度降低,无序程度增大;质量损失速率峰值温度、起始氧化温度、燃尽温度和表观活化能均呈下降趋势,颗粒反应活性增强。分析结果表明,PODE_(2-4)可作为燃料添加剂改变碳烟颗粒微观结构,进而增强其氧化活性,该研究可为实际工程应用中PODE_(n)与柴油掺混燃烧并促进DPF再生提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 聚甲氧基二甲醚 层流扩散火焰 碳烟颗粒 微观结构 石墨化程度 氧化活性

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基于双色法的层流扩散火焰温度场和烟黑浓度场重构 被引量：4

12

作者 陈先锋 杜童飞 +2 位作者 朱清华 张英 牛奕 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期527-531,共5页

高温和烟气是火灾事故中造成人员伤亡的两个重要因素,能快速准确地获取火焰温度和烟黑浓度的分布,是对燃烧产热量和发烟量的控制方法进行深入研究的前提。根据双色法的理论基础,结合火焰单元的划分方法,整理并简化了火焰温度和烟黑浓度... 高温和烟气是火灾事故中造成人员伤亡的两个重要因素,能快速准确地获取火焰温度和烟黑浓度的分布,是对燃烧产热量和发烟量的控制方法进行深入研究的前提。根据双色法的理论基础,结合火焰单元的划分方法,整理并简化了火焰温度和烟黑浓度求解过程。利用自主开发的软件进行重构计算,并选取甲烷/空气轴对称层流扩散火焰为例进行试验。重构结果表明,烟黑浓度和温度的分布在轴向方向上均呈现双峰到单峰的特点。将重构结果和数值模拟的结果进行对比,发现温度峰值和烟黑浓度峰值的相对误差分别低于1.59%和6.08%,表明重构结果和模拟结果具有较好的一致性。因此,可认为该重构方法具有可行性。 展开更多

关键词 安全工程 双色法 火焰温度 烟黑浓度 层流扩散火焰 重构

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基于LII技术的发动机缸内碳烟测量平台设计

13

作者 张玉林 苏岩 +2 位作者 李小平 解方喜 姜北平 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第2期92-97,共6页

设计并建立了LII技术结合双色法的碳烟定量测量系统,通过层流扩散火焰测试平台验证了LII测量系统的准确性。在光学发动机上应用该技术测量了不同循环喷油量下缸内碳烟体积分数分布,并研究了汽油直喷(GDI)发动机缸内碳烟的生成及发展历... 设计并建立了LII技术结合双色法的碳烟定量测量系统,通过层流扩散火焰测试平台验证了LII测量系统的准确性。在光学发动机上应用该技术测量了不同循环喷油量下缸内碳烟体积分数分布,并研究了汽油直喷(GDI)发动机缸内碳烟的生成及发展历程。结果表明,45.5 mg/c工况下所测得的碳烟最多,并且碳烟主要集中在活塞顶面附近且靠近喷油器一侧。对于5和10 mm 2个测量平面,缸内碳烟分别在32℃A ATDC和42℃A ATDC时刻达到最大值,之后由于氧化作用而逐渐减少。该LII缸内碳烟测量系统可以实现发动机燃烧过程中缸内碳烟分布的定量测量,为控制发动机微粒排放提供技术支持。 展开更多

关键词 碳烟 激光诱导炽光法 层流扩散火焰 汽油直喷发动机

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氨气影响乙烯层流扩散火焰颗粒微观结构的试验研究

14

作者 钱伟伟 石秀勇 +1 位作者 李松 帅石金 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期618-627,共10页

为分析双燃料燃烧下氨气燃烧对所产生颗粒微观结构性质的影响,该文以乙烯和氨气/乙烯层流扩散火焰为研究对象,借助同轴扩散火焰设备和高倍透射电镜,通过探针取样的方法对层流扩散火焰中不同火焰高度(15 mm和30 mm)进行颗粒微观结构性质... 为分析双燃料燃烧下氨气燃烧对所产生颗粒微观结构性质的影响,该文以乙烯和氨气/乙烯层流扩散火焰为研究对象,借助同轴扩散火焰设备和高倍透射电镜,通过探针取样的方法对层流扩散火焰中不同火焰高度(15 mm和30 mm)进行颗粒微观结构性质分析。结果表明:较于乙烯火焰,添加氨气后,火焰着火高度从7 mm上升至12 mm,颗粒形貌呈现葡萄状或者链状的团聚体结构;在火焰高度15 mm处,团聚体的分形维数由1.85增加至2.15左右,上升约16.2%,颗粒物堆叠程度增大;团聚体由数十至数百个基本碳粒子组成,平均直径分布在20~25 nm,使用氨气后,基本碳粒子平均直径增大约6%,同时其微晶间距减小,微晶长度增大,曲率减小,颗粒物更加稳定。 展开更多

关键词 双燃料燃烧 乙烯/氨气 层流扩散火焰 颗粒物 微观结构性质

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基于混合分数模型的层流扩散火焰碳黑生成模拟 被引量：3

15

作者 时磊 陈先锋 +2 位作者 张英 牛奕 杜童飞 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1168-1173,共6页

烟点高度是表征燃料碳黑生成能力的重要参数,基于烟点高度的碳黑生成模型能够与混合分数燃烧模型耦合使用,使得计算成本降低;该模型仅包含一个与燃料相关的模型参数(烟点高度),使其容易扩展至其它燃料。因此基于烟点高度的碳黑生成模型... 烟点高度是表征燃料碳黑生成能力的重要参数,基于烟点高度的碳黑生成模型能够与混合分数燃烧模型耦合使用,使得计算成本降低;该模型仅包含一个与燃料相关的模型参数(烟点高度),使其容易扩展至其它燃料。因此基于烟点高度的碳黑生成模型是复杂火灾场景模拟的理想碳黑模型之一。但是,该模型还需要相应的适用于混合分数的碳黑氧化模型,因此本文通过假设氧气浓度在化学当量比附近的分布,对碳黑表面氧化模型中氧气摩尔浓度的计算进行了一定的修正。运用修正后的碳黑模型,结合混合分数燃烧模型对三种不同种类的层流扩散火焰进行数值模拟,结果表明,三种层流火焰的碳黑体积分数计算值和实验测量值基本吻合,表明碳黑氧化模型中氧气摩尔浓度的修正是基本合理的。 展开更多

关键词 碳黑生成模型 烟点高度 混合分数模型 层流扩散火焰

原文传递

Soret扩散对层流火焰的影响 被引量：1

16

作者 韩旺 陈正 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期1117-1129,共13页

在层流火焰中,各个组分的质量扩散具有十分重要的作用,它能够影响甚至控制火焰传播、点火、熄火等过程.通常由浓度梯度引起的Fick扩散是占主导地位的,而由温度梯度引起的Soret扩散则相对较小.因此,在理论分析和数值模拟中,通常只考虑Fic... 在层流火焰中,各个组分的质量扩散具有十分重要的作用,它能够影响甚至控制火焰传播、点火、熄火等过程.通常由浓度梯度引起的Fick扩散是占主导地位的,而由温度梯度引起的Soret扩散则相对较小.因此,在理论分析和数值模拟中,通常只考虑Fick扩散而忽略Soret扩散.但是,以往的研究结果表明,对于氢气或大分子碳氢燃料的层流燃烧过程,当存在较大温度梯度时,Soret扩散的影响不可忽略.本文回顾了Soret扩散影响层流火焰的相关研究,主要介绍了Soret扩散对(1)无拉伸和有拉伸预混火焰的传播速度、点火与熄火,(2)扩散火焰的结构与熄火,以及(3)喷雾燃烧和碳烟生成的影响. 展开更多

关键词 Soret扩散 层流预混火焰 层流扩散火焰

原文传递

正庚烷/正丁醇扩散火焰中碳烟微观结构的演变 被引量：2

17

作者 李中秋 成晓北 +2 位作者 邱亮 李英 吴辉 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期73-82,共10页

基于层流扩散火焰研究了碳烟颗粒的形貌和纳米结构的演变过程.研究的燃料包括正庚烷、正丁醇以及二者的等体积混合物(H50B50).采用热泳探针法采样并使用透射电子显微镜TEM进行样本观测.总体来说,正丁醇火焰中产生的碳烟颗粒尺寸最小,数... 基于层流扩散火焰研究了碳烟颗粒的形貌和纳米结构的演变过程.研究的燃料包括正庚烷、正丁醇以及二者的等体积混合物(H50B50).采用热泳探针法采样并使用透射电子显微镜TEM进行样本观测.总体来说,正丁醇火焰中产生的碳烟颗粒尺寸最小,数量也最少,其次是H50B50和正庚烷火焰;在碳烟发展过程中积聚颗粒的分形维数呈现单调递增的趋势.在碳烟生长阶段,微晶长度和曲率会减小,层间距会增大;随后,碳烟石墨化程度增大,微晶长度增大,微晶曲率和层间距减小;在碳烟发展后期,外层大量微晶被氧化,微晶曲率会增大.另外,正丁醇火焰尖端中成熟的碳烟具有最大的微晶长度和曲率以及最小的层间距. 展开更多

关键词 碳烟演变 形貌 纳米结构 层流扩散火焰 TEM

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微重力下层流扩散火焰碳烟生成过程 被引量：2

18

作者 远洪亮 孔文俊 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期517-523,共7页

根据详细的燃料氧化机理和多环芳烃生成机理,对乙烯同轴射流火焰在重力变化下碳烟生成情况进行计算.认为碳烟的初始成核是由两个较大的多环芳烃(PAH)二聚而成,碳烟的表面生长机理为HACA,凝结过程主要考虑PAH与碳烟的碰撞吸附,碳烟生长... 根据详细的燃料氧化机理和多环芳烃生成机理,对乙烯同轴射流火焰在重力变化下碳烟生成情况进行计算.认为碳烟的初始成核是由两个较大的多环芳烃(PAH)二聚而成,碳烟的表面生长机理为HACA,凝结过程主要考虑PAH与碳烟的碰撞吸附,碳烟生长和氧化过程耦合在分节气溶胶模型中.计算结果表明,微重力条件下乙烯同轴射流火焰峰值温度下降230 K,碳烟浓度显著增加,且浓度峰值在微重力条件下更加偏离中心线.分析重力变化对碳烟前驱体乙炔和多环芳烃的分布、初始成核速率、表面生长速率及凝结速率的影响.结果表明碳烟在中心轴线上主要是通过凝结过程生成的,且微重力条件下PAH在碳烟表面的凝结更加重要,由于微重力条件下停留时间更长,导致碳烟直径更大. 展开更多

关键词 微重力 碳烟 层流扩散火焰 多环芳烃

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3种基于烟点高度的碳黑模型对比 被引量：2

19

作者 牛奕 朱清华 +1 位作者 杨曼 叶睿博 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期217-223,共7页

烟点高度能有效表征燃料碳黑生成能力的大小,基于烟点高度的碳黑模型不仅可以得到非常可观的计算精度,且计算成本较低.本文分别采用Beji、Yao和Lautenberger等提出的碳黑模型对乙烯层流扩散火焰进行数值模拟,并对比分析了3种模型的碳黑... 烟点高度能有效表征燃料碳黑生成能力的大小,基于烟点高度的碳黑模型不仅可以得到非常可观的计算精度,且计算成本较低.本文分别采用Beji、Yao和Lautenberger等提出的碳黑模型对乙烯层流扩散火焰进行数值模拟,并对比分析了3种模型的碳黑浓度分布以及碳黑生成速率分布和实际测量值的差异.结果表明,Beji和Yao均采用了Delichatsios提出的碳黑生成模型,但Beji的混合分数取值范围更为合理;Yao采用的碳黑表面化学反应模型,在略高于化学当量比的部分可能低估了碳黑的氧化速率;Lautenberger根据碳黑生成速率分布图,假设了碳黑生成速率与混合分数和温度的关系,但在混合分数和温度的取值范围以及近似方法上有待改进. 展开更多

关键词 碳黑 烟点高度 层流扩散火焰 数值模拟

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乙烯加湿燃烧特性与碳烟生成机理研究 被引量：2

20

作者 王城景 李智聪 +4 位作者 刘冰 曾繁锦 梁博文 张引弟 娄春 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期107-114,共8页

碳氢燃料加湿燃烧可引起燃烧温度和中间产物的变化,继而影响碳烟的生成。基于有限速率化学反应模型,采用简化的23步乙烯气相反应机理、热力学及输运数据,数值研究了常压下乙烯层流扩散火焰中添加水蒸气对火焰和碳烟体积分数的影响,通过... 碳氢燃料加湿燃烧可引起燃烧温度和中间产物的变化,继而影响碳烟的生成。基于有限速率化学反应模型,采用简化的23步乙烯气相反应机理、热力学及输运数据,数值研究了常压下乙烯层流扩散火焰中添加水蒸气对火焰和碳烟体积分数的影响,通过多种工况设计及构建非反应性物质FH_(2)O,探究了水蒸气的多种效应对碳烟的影响。结果表明:加湿燃烧可以降低火焰温度和碳烟体积分数,添加的水蒸气不仅通过稀释和热效应影响碳烟的形成和火焰形态,而且还通过化学效应影响关键物种H、OH的摩尔分数,继而影响碳烟的生成过程;水蒸气添加带来的多种效应重要程度依次为稀释效应、热效应、化学效应。 展开更多

关键词 水蒸气 层流扩散火焰 碳烟 数值模拟 化学效应

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