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连续反应动力学的计算及过程的计算机模拟 被引量:12
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作者 黄雪征 张常群 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期211-214,共4页
在连续反应中,速率系数的比值很大程度上决定了中间产物浓度的走向,并由此引出了一个重要的方法:稳态近似法。微软公司推出的可视化编程语言Visual Basic提供了强大的计算与绘图功能,作者利用它研制了一级连续反应动力学的模拟程序。该... 在连续反应中,速率系数的比值很大程度上决定了中间产物浓度的走向,并由此引出了一个重要的方法:稳态近似法。微软公司推出的可视化编程语言Visual Basic提供了强大的计算与绘图功能,作者利用它研制了一级连续反应动力学的模拟程序。该程序能够计算出参与反应的各个物质的浓度,并且能够生动和直观地演示出各个物质的浓度随着反应的进行而发生的变化,从而使初学者进一步深刻理解一级连续反应和掌握稳态近似法的理论来源。 展开更多
关键词 一级连续反应 速率系数比值 稳态近似法 计算机模拟
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调控氧传输以实现甲烷化学链部分氧化表面和体相速率的匹配 被引量:1
2
作者 杨婷婷 罗冉 +5 位作者 石向成 张先华 吴仕灿 裴春雷 赵志坚 巩金龙 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期1217-1224,共8页
甲烷化学链部分氧化(CL-POM)是一种有前景的合成气生产技术,具有高选择性和低爆炸风险的优势.然而,开发性能优异、可持续释氧的金属载氧体仍然面临挑战.为此,本研究设计了一种复合载氧体(LaFeO_(3-δ)/Ca_(1-η)Sr_(η)MnO_(3)),通过调... 甲烷化学链部分氧化(CL-POM)是一种有前景的合成气生产技术,具有高选择性和低爆炸风险的优势.然而,开发性能优异、可持续释氧的金属载氧体仍然面临挑战.为此,本研究设计了一种复合载氧体(LaFeO_(3-δ)/Ca_(1-η)Sr_(η)MnO_(3)),通过调控Ca_(1-η)Sr_(η)MnO_(3)的氧扩散来维持LaFeO_(3-δ)(121)缺陷表面的活性结构,从而提升了CL-POM的活性和选择性.理论计算结果表明,甲烷在LaFeO_(3-δ)(121)缺陷表面上的反应活性位点主要是Fe-O_(4)(O_(V))和Fe-O_(3)(O_(V))_(2),它们表现出相近的反应能垒(ΔG_(a)=1.44和1.40 eV).氧扩散系数和表面反应速率常数分别由体相氧迁移能垒和表面反应能垒确定,进而计算得到体相氧扩散和表面反应的速率,用以评估两者的匹配程度.最后,本研究证实了LaFeO_(3-δ)/Ca_(0.75)-Sr_(0.25)MnO_(3)是一种有潜力的CL-POM载氧体,其能够实现体相氧扩散速率与表面氧消耗速率的合理匹配,并有效地抑制不利的相变过程. 展开更多
关键词 反应速率常数 表面反应 载氧体 化学链 氧扩散 部分氧化 活性结构 氧化表面
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扩散方程的稳态近似分析:Ⅰ.稳态近似法处理过程 被引量:2
3
作者 王成善 李丹丹 +2 位作者 时艳文 严诚 穆小静 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期53-63,共11页
反应器内层状渣(锍)、金液界面两侧内扩散、团块、气泡、粉粒或液滴内的扩散,都是有限长度区间上传质问题;获得有限长度区间上扩散方程的近似分析解,可兼有学术和应用价值。以质量守衡原理、菲克扩散定律为物理基础,以对方程的离散化处... 反应器内层状渣(锍)、金液界面两侧内扩散、团块、气泡、粉粒或液滴内的扩散,都是有限长度区间上传质问题;获得有限长度区间上扩散方程的近似分析解,可兼有学术和应用价值。以质量守衡原理、菲克扩散定律为物理基础,以对方程的离散化处理为手段,以基于浓度变化率随时间不变的假设获得扩散速率近似式为必要步骤,给出了对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理的过程;同时获得了二、三类边界条件下扩散方程的一个稳态近似解。对近似解和精确解偏差进行了分析。笔者对扩散方程的稳态近似法处理过程可以应用于工程上。 展开更多
关键词 动力学 提取冶金 稳态近似法 菲克扩散方程 有限长度扩散区间 近似分析解
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二、三类边界条件下扩散方程的稳态近似分析 被引量:1
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作者 王成善 黄太镭 穆小静 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期118-126,158,共10页
描述反应器内团块、粉粒或液滴内的传质都离不开扩散方程。获得工程上可利用的扩散方程的近似解,既是实践需要,也是理论发展方向之一。在给出对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理过程的同时,将动力学中常用的浓度随时间不变的... 描述反应器内团块、粉粒或液滴内的传质都离不开扩散方程。获得工程上可利用的扩散方程的近似解,既是实践需要,也是理论发展方向之一。在给出对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理过程的同时,将动力学中常用的浓度随时间不变的稳态假设发展为浓度变化率随时间不变的稳态假设,继而获得了一具体扩散问题的近似分析解。稳态近似法获得的结果和精确解随时间变化是同步的;近似解与接近最终稳态的情形吻合程度好,与远离最终稳态的情形吻合程度稍差些;稳态近似法获得的结果基本上满足总体质量守恒。 展开更多
关键词 提取冶金 动力学 扩散方程 非稳态 稳态近似法 分析解
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Estimation and comparison of night-time OH levels in the UK urban atmosphere using two different analysis methods 被引量:1
5
作者 M.Anwar H.Khan M.M.Nazmul Hoque +3 位作者 S.Shamsul Alam M.J.Ashfold Graham Nickless Dudley E.Shallcross 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第1期60-64,共5页
Night-time OH levels have been determined for UK urban surface environments using two methods, the decay and steady state approximation methods. Measurement data from the UK National Environmental Technology Centre ar... Night-time OH levels have been determined for UK urban surface environments using two methods, the decay and steady state approximation methods. Measurement data from the UK National Environmental Technology Centre archive for four urban sites (Bristol, Harwell, London Eltham and Edinburgh) over the time period of 1996 to 2000 have been used in this study. Three reactive alkenes, namely isoprene, 1,3-butadiene and trans-2-pentene were chosen for the calculation of OH levels by the decay method. Hourly measurements of NO, NO〉 03, CO and 20 VOCs were used to determine night-time OH level using the steady state approximation method. Our results showed that the night-time OH levels were in the range of 1 × 10^3-1× 10^6 molecules/cm3 at these four urbap sites in the UK. The application of a t-test of these analyses indicated that except Bristol, there was no significant difference between the OH levels found from the decay and steady state approximation methods. Night-time levels of the OH radical appeared to peak in summer and spring time tracking the night-time 03 levels which also passed through a maximum at this time. 展开更多
关键词 night-time urban National Environmental Technology Center steady state approximation hydrocarbon decay method
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CoFeMg氧化物纳米晶Fenton-降解亚甲基蓝的反应动力学 被引量:2
6
作者 林松竹 李婷婷 贾若琨 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1077-1083,共7页
采用溶胶-凝胶法制备CoFeMg氧化物纳米晶,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征样品形貌,考察亚甲基蓝催化剂与H2O2的协同降解作用.采用稳态近似法研究氧化降解亚甲基蓝的动力学过程.结果表明:CoFeMg氧化物纳米晶和H2O2组成的Fe... 采用溶胶-凝胶法制备CoFeMg氧化物纳米晶,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征样品形貌,考察亚甲基蓝催化剂与H2O2的协同降解作用.采用稳态近似法研究氧化降解亚甲基蓝的动力学过程.结果表明:CoFeMg氧化物纳米晶和H2O2组成的Fenton反应体系可有效降解亚甲基蓝,当催化剂和H2O2的加入量分别为0.8g/L和2mmol/L,初始pH≈7.15时,亚甲基蓝的降解率为95%;与传统的Fenton反应体系相比,溶出铁的质量浓度降低为0.2mg/L;Fenton反应是羟基自由基(·OH)氧化降解有机物的过程,其反应可近似为二级动力学反应. 展开更多
关键词 钴铁镁氧化物纳米晶 FENTON反应 溶出铁 稳态近似
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稳态法和速控步在化学动力学中的应用 被引量:1
7
作者 宝迪 《内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)》 CAS 2007年第1期94-97,103,共5页
讨论了稳态近似法和速控法在处理复杂反应机理中的应用.在化学动力学中,稳态近似法和速控法在处理反应机理时所使用的条件有所不同,有些情况下可以同时使用,但二者是有所区别且相互独立的.
关键词 稳态近似 速控步 平衡假设
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一、二类边界条件下扩散方程的一个稳态近似结果
8
作者 王成善 穆小静 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2712-2719,共8页
将动力学处理非稳态问题的浓度随时间不变的稳态假设发展为浓度变化率随时间不变的稳态假设,对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理,获得一、二类边界条件下扩散方程的一个稳态近似解。并将其与精确数值解对比。研究结果表明:稳... 将动力学处理非稳态问题的浓度随时间不变的稳态假设发展为浓度变化率随时间不变的稳态假设,对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理,获得一、二类边界条件下扩散方程的一个稳态近似解。并将其与精确数值解对比。研究结果表明:稳态近似法获得的结果和精确解随时间变化是同步的,利用近似解可以准确地预测达到最终稳态的时间;近似解与接近最终稳态的情形吻合程度好,与远离最终稳态的情形吻合程度较差;稳态近似法获得的结果基本上满足总体质量守恒。 展开更多
关键词 冶金动力学 扩散方程 非稳态 稳态法 近似分析解
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Anomalous diffusion in a variable area whose boundary moves with a constant speed
9
作者 Xicheng Li 《Open Journal of Applied Sciences》 2012年第4期183-186,共4页
In this paper, we study a space-fractional anomalous diffusion in a variable area. The moving boundary is assumed moving with constant speed. The numerical scheme was present by changing the moving boundary to a fixed... In this paper, we study a space-fractional anomalous diffusion in a variable area. The moving boundary is assumed moving with constant speed. The numerical scheme was present by changing the moving boundary to a fixed one. The steady-state approximation was also given to show the properties of the diffusion process. 展开更多
关键词 fractional CALCULUS moving BOUNDARY steady state approximation ANOMALOUS diffusion
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NBS反应的动力学解释
10
作者 高小茵 《玉溪师范学院学报》 1999年第3期44-46,共3页
本文应用化学动力学中的稳态近似法,推导TNBS反应中两种可能的反应机理的速率方程,A而定量解释了为何NBS反应只在烯丙基位发生取代而不在双键上发生加成的原因.
关键词 NBS反应 烯丙基取代 稳态近似法
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用稳态近似法推导反应速度方程时应注意的一个问题
11
作者 胡跃华 《赣南师范学院学报》 1990年第S1期76-80,共5页
用稳态近似法推导反应的速度方程时,最后所导出的速度方程有时会出现由不不同数值而组成的系数。针对这个问题,本文指出了两种避免出现该问题的方法。
关键词 稳态近似 反应机理 速度方程 组合系数 基元反应
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正十二烷高温燃烧详细化学动力学机理的系统简化 被引量:17
12
作者 方亚梅 王全德 +1 位作者 王繁 李象远 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2536-2542,共7页
采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法,以典型航空燃料的替代组分正十二烷为研究对象,开展了正十二烷高温燃烧化学动力学机理的系统简化.首先采用多步直接关系图法(DRG)和基于计算奇异值摄动法(CSP)重要性指标的反应移除方法对由1... 采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法,以典型航空燃料的替代组分正十二烷为研究对象,开展了正十二烷高温燃烧化学动力学机理的系统简化.首先采用多步直接关系图法(DRG)和基于计算奇异值摄动法(CSP)重要性指标的反应移除方法对由1279个组分,5056个基元反应组成的正十二烷燃烧详细机理进行框架简化,得到了包含59个组分,222个基元反应的框架机理;进一步采用CSP对框架机理进行时间尺度分析,选出了10个准稳态物种,采用准稳态近似方法(QSSA)构建了包含49个组分的全局简化机理.计算结果表明,在较宽的参数范围内,框架机理和全局简化机理均能够重现正十二烷详细机理在高温燃烧的点火延迟时间、熄火以及物种浓度分布等方面的模拟结果. 展开更多
关键词 正十二烷 详细反应动力学机理 机理简化 直接关系图 计算奇异值摄动法 准稳态近似
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碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量:11
13
作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期37-44,共8页
基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK.并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形... 基于“准稳态”方法建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK.并以3种典型的碳氢燃料——甲烷、乙烯和庚烷为研究对象,从甲烷点火燃烧的GR12.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含14个组分10步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从乙烯燃烧的51组分365详细基元反应模型出发简化得出了包含20个组分16步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的160组分1540详细基元反应模型出发简化得出了包含26个组分22步总包反应形式的简化化学反应动力学模型.通过对典型激波管试验的结果对比可以看出:得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高的计算精度.在工程计算中有较好的应用前景. 展开更多
关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 乙烯 庚烷
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CH_4/空气含氮燃烧的14步简化机理 被引量:7
14
作者 董刚 任祝寅 陈义良 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期39-43,共5页
从含氮的详细机理GRI2 11出发,通过分析确定了主要物质后,利用敏感性分析和自动简化机理的计算程序,构造出一套含氮反应的CH4 空气燃烧14步总包简化机理,该简化机理包括18种组分和14个总包反应,其中,总包反应速率通过准稳态假设由准稳... 从含氮的详细机理GRI2 11出发,通过分析确定了主要物质后,利用敏感性分析和自动简化机理的计算程序,构造出一套含氮反应的CH4 空气燃烧14步总包简化机理,该简化机理包括18种组分和14个总包反应,其中,总包反应速率通过准稳态假设由准稳态物质的关系式来确定。利用良搅拌反应器和层流预混火焰的燃烧问题对其进行了检验。通过与详细机理的计算结果比较表明,该简化机理能在大范围热力学参数变化范围内很好地预测燃烧现象以及NO的生成量。 展开更多
关键词 敏感性分析 准稳态假设 简化机理 良搅拌反应器 层流预混火焰 甲烷 空气
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基于基元反应的总包机理建模及算法优化 被引量:7
15
作者 薛诚尤 聂万胜 何博 《火箭推进》 CAS 2015年第1期36-42,共7页
以煤油/氧的化学动力学体系为例,介绍了基于基元反应的总包机理建模、反应速率计算等国际先进方法,归纳了针对化学动力学过程由建模到求解的一套完整流程。首先选用正十二烷作为煤油的替代燃料,通过直接关系图法(DRG)结合计算奇异值摄动... 以煤油/氧的化学动力学体系为例,介绍了基于基元反应的总包机理建模、反应速率计算等国际先进方法,归纳了针对化学动力学过程由建模到求解的一套完整流程。首先选用正十二烷作为煤油的替代燃料,通过直接关系图法(DRG)结合计算奇异值摄动法(CSP)的机理简化方法将正十二烷203组分、738步的详细反应机理化简为了32组分、36步的总包反应机理。为了计算总包反应速率,采用线性准稳态假设(LQSSA)计算准稳态组分浓度,解耦了准稳态组分间的非线性耦合,在保证计算精度的同时提高算法稳定性和效率。最终,通过VODE刚性积分求解器求解化学动力学方程组,并形成了一套可与CFD主程序耦合使用的化学动力学计算子程序。 展开更多
关键词 化学动力学 简化机理 准稳态组分浓度 线性准稳态假设
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庚酸甲酯高温燃烧化学动力学机理的系统简化和分析 被引量:7
16
作者 李树豪 方亚梅 +2 位作者 王繁 李萍 李象远 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1714-1722,共9页
采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法,对庚酸甲酯高温燃烧化学动力学机理进行了系统简化.首先采用两步直接关系图法(Directed relation graph method,DRG)和主成分分析(Principle componentanalysis,PCA)方法对由1087个物种、459... 采用详细化学反应动力学机理的系统简化方法,对庚酸甲酯高温燃烧化学动力学机理进行了系统简化.首先采用两步直接关系图法(Directed relation graph method,DRG)和主成分分析(Principle componentanalysis,PCA)方法对由1087个物种、4592步可逆反应组成的庚酸甲酯燃烧的详细机理进行框架简化,得到了包含108个物种、547步基元反应的框架机理.在此框架机理基础上,进一步采用计算奇异值摄动法(Computational singular perturbation,CSP)对框架机理进行时间尺度分析,再选取30个准稳态物种,采用准稳态近似(Quasi steady state approximation,QSSA)方法构建了包含78个物种、74步总包反应的全局简化机理.模拟结果表明,在较宽的参数范围内,框架机理和全局简化机理均能重现庚酸甲酯高温燃烧时的点火延迟、物种浓度分布和熄火等燃烧特性.此外,基于框架机理阐明了庚酸甲酯高温燃烧的反应路径和对点火有重要影响的基元反应.与详细机理相比,框架机理保留了良好的精确性和全局性,可以很好地反映庚酸甲酯的燃烧特性,有助于对生物柴油的燃烧过程的理解. 展开更多
关键词 庚酸甲酯 机理简化 直接关系图 主成分分析 计算奇异值摄动法 准稳态近似
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用准稳态方法建立碳氢燃料点火燃烧的简化化学反应动力学模型 被引量:4
17
作者 钱炜祺 杨顺华 +1 位作者 肖保国 乐嘉陵 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期12-18,共7页
基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火... 基于“准稳态”方法建立了一套碳氢燃料点火燃烧的化学反应动力学模型简化方法和相应的软件SPARCK,并从甲烷点火燃烧的GRI2.11详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含16个组分12步总包反应形式的简化化学反应动力学模型,从庚烷点火燃烧的详细基元反应动力学模型出发简化得出了包含25个组分21步总包反应形式的简化化学反应动力学模型。通过其计算结果与CARM软件导出简化模型的计算结果和典型激波管试验结果的对比可以看出,本文简化得到的简化反应动力学模型能较为有效地再现详细基元反应模型的反应机理,简化模型的计算精度与CARM软件导出简化模型的计算精度相当。与详细基元反应动力学模型相比,简化模型有效地减少了反应组分,在工程计算中有比较好的应用前景。 展开更多
关键词 简化化学反应动力学模型 “准稳态”假设方法 碳氢燃料 点火延时 甲烷 庚烷
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区域性光化学模式与LLA-C机制的模拟性能比较 被引量:4
18
作者 安俊岭 王自发 +3 位作者 高会旺 黄美元 周玲 王喜全 《大气科学》 CSCD 北大核心 1999年第4期422-426,共5页
以 L L A- C 机制为基准,在[ N M H C]/[ N O# - x] 比率分别为179 、714 、286 条件下测试了区域性光化学模式( R O S) 的模拟性能。结果表明 R O S 模式在上述三种初值条件下均能从... 以 L L A- C 机制为基准,在[ N M H C]/[ N O# - x] 比率分别为179 、714 、286 条件下测试了区域性光化学模式( R O S) 的模拟性能。结果表明 R O S 模式在上述三种初值条件下均能从总体趋势上给出与 L L A - C 机制相似的结果, 但只有当非甲烷烃浓度较高([ N M H C]/[ N Ox] > 12) 时 R O S 模式模拟值与 L L A- C 机制预测值比较接近。在这种条件下, R O S 模型对 O H 的预测值有待改进。我国大气中相当高的[ N M H C]/[ N Ox] 比率说明 R O S 模式用于全国范围内的空气质量趋势模拟是可行的。 展开更多
关键词 光化学机制 非甲烷烃 氮氧化物 大气化学 LLA-C
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乙烯燃烧简化化学动力学模型及其验证 被引量:2
19
作者 杨顺华 肖保国 钱炜祺 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期1-4,19,共5页
采用'准稳态'方法,从乙烯燃烧的详细化学反应动力学模型出发,建立了包含20个组分和16步总包反应的简化化学动力学模型。为检验动力学模型的有效性,在我国同步辐射实验室燃烧站上开展了乙烯/O2/Ar的层流预混火焰组分测量。应用... 采用'准稳态'方法,从乙烯燃烧的详细化学反应动力学模型出发,建立了包含20个组分和16步总包反应的简化化学动力学模型。为检验动力学模型的有效性,在我国同步辐射实验室燃烧站上开展了乙烯/O2/Ar的层流预混火焰组分测量。应用一维数值方法对实验结果进行了模拟,计算的组分分布和实验测量数据进行了对比。结果表明:简化反应动力学模型能有效地再现详细基元反应模型的反应机理,具有较高精度;但采用乙烯详细化学动力学模型计算结果与实验测量还存在一定的差异,需要进一步改进。 展开更多
关键词 乙烯 “准稳态”假设 简化化学动力学模型 同步辐射光电离 燃烧
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考虑动态电压稳定约束的互联系统间有效输电能力计算 被引量:3
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作者 程芸 钟德成 +1 位作者 钟志勇 余志伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期30-34,共5页
在电力市场环境下,有效输电能力(ATC)是调度员进行区域间联网互供运行操作的一个重要技术指标和市场信号。在ATC的计算中,动态电压稳定必须作为一个重要的约束因素。为了保证开放的互联电网的安全稳定运行,必须每隔一个时段,更新一次AT... 在电力市场环境下,有效输电能力(ATC)是调度员进行区域间联网互供运行操作的一个重要技术指标和市场信号。在ATC的计算中,动态电压稳定必须作为一个重要的约束因素。为了保证开放的互联电网的安全稳定运行,必须每隔一个时段,更新一次ATC数据并向电网的全体使用者公布。文中指出了准确的在线电压稳定预测对及时、准确地更新ATC数据的重要性,提出了一种运用准稳态(QSS)逼近方式对考虑动态电压稳定约束的电力系统有效输电能力进行计算的新方法。在一个典型测试系统上,分别用该方法和全时域仿真方法做了仿真计算。计算结果表明,该方法能够满足计及动态电压稳定约束的ATC计算的准确度要求,同时,其计算速度是后者的10多倍,能够适应实时运行的需要,有效地满足了计算速度和准确度两方面的要求。 展开更多
关键词 有效输电能力 电压稳定 准稳态逼近 动态安全
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