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Swiss-Roll燃烧器催化剂结构的实验研究

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工程热物理学报 2011年第7期32卷 1245-1248页

作者：杨帆钟北京清华大学航天航空学院北京100084

实验研究了装有Pt覆盖的多孔陶瓷的Swiss-Roll燃烧器的燃烧特性,分别得到了3种不同长度的催化剂基底的熄火极限,并测量3种情况下催化剂壁面及催化剂后部空间的温度。实验结果表明,3种情况中,催化剂基底长4.5mm的燃烧器可燃范围最大,所... 详细信息

实验研究了装有Pt覆盖的多孔陶瓷的Swiss-Roll燃烧器的燃烧特性,分别得到了3种不同长度的催化剂基底的熄火极限,并测量3种情况下催化剂壁面及催化剂后部空间的温度。实验结果表明,3种情况中,催化剂基底长4.5mm的燃烧器可燃范围最大,所以此长度较适合此Swiss-Roll燃烧器。从温度数据可以看出来,催化剂后部空间存在反应,且受上游催化剂表面反应强度的影响。

关键词： Swiss-Roll 燃烧特性催化剂基体长度正丁烷 Pt

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乙醇在短停留时间下催化重整制氢的实验研究

工程热物理学报 2013年第12期34卷 2376-2379页

作者：杨帆钟北京清华大学航天航空学院北京100084

在微尺度催化燃烧中,添加氢气能够有效拓展可燃范围,改善燃烧.本文为了解决微燃烧中氢气源的问题.针对乙醇在低停留时间下催化重整制氢特性进行了实验研究.针对气化与重整采用单一热源供热的情况,研究了不同乙醇流量,以及添加水等情况... 详细信息

在微尺度催化燃烧中,添加氢气能够有效拓展可燃范围,改善燃烧.本文为了解决微燃烧中氢气源的问题.针对乙醇在低停留时间下催化重整制氢特性进行了实验研究.针对气化与重整采用单一热源供热的情况,研究了不同乙醇流量,以及添加水等情况下重整产氢的情况.本文还针对气化做了讨论.在实验中采用Cu/Zn催化剂.结果表明、在600 K左右能产生0.1 mL/s的氢气,基本满足下游微尺度燃烧的需求.乙醇/水的混合物的重整实验表明,水不参与重整反应,且会增加气化负担.在所有实验中,均未在尾气中测量到CO和CO_2,这表明在采用这种催化剂的情况下,反应产物主要为C和H_2,存在比较严重的积炭.

关键词：乙醇乙醇水的混合物催化重整制氢气化稳定性

H_2/n-C_4H_(10)/Air预混气在Swiss-Roll燃烧器中的催化燃烧特性

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工程热物理学报 2012年第8期33卷 1433-1436页

作者：杨帆钟北京清华大学航天航空学院北京100084

在微尺度催化燃烧中,由于燃料和氧气对于催化剂表面活性位的竞争,导致了可燃下限为富燃的情况。为了提高燃料利用率,拓宽可燃范围,本文在正丁烷/空气的混合气中加入一定量的氢气,在Swiss-roll燃烧器内研究了氢气/正丁烷/空气预混气的燃... 详细信息

在微尺度催化燃烧中,由于燃料和氧气对于催化剂表面活性位的竞争,导致了可燃下限为富燃的情况。为了提高燃料利用率,拓宽可燃范围,本文在正丁烷/空气的混合气中加入一定量的氢气,在Swiss-roll燃烧器内研究了氢气/正丁烷/空气预混气的燃烧特性。结果表明,氢气能够有效拓宽正丁烷的可燃范围,可燃下限能够低于1,以贫燃的条件实现高燃料利用率。对于稳定燃烧温度的实验结果表明,燃烧器最高温度出现在富燃料一侧。

关键词： H2/n—C4H10/air混合气 Swiss—roll 燃烧特性 Pt 催化剂

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奇异摄动法简化化学反应机理

工程热物理学报 2012年第4期33卷 699-702页

作者：文斐姚通钟北京热科学与动力工程教育部重点实验室清华大学航天航空学院北京100084

本文简单介绍了奇异摄动方法简化化学反应机理的原理,通过对反应过程中不同反应模态的特征时间来区分反应过程中的快慢模态,并由此确定简化机理的组分数,对氢气/空气、甲烷/空气的燃烧机理分别用CSP方法做简化,对GRI-2.11的简化机理论... 详细信息

本文简单介绍了奇异摄动方法简化化学反应机理的原理,通过对反应过程中不同反应模态的特征时间来区分反应过程中的快慢模态,并由此确定简化机理的组分数,对氢气/空气、甲烷/空气的燃烧机理分别用CSP方法做简化,对GRI-2.11的简化机理论与详细机理对点火延迟时间和火焰传播速度进行了较宽压力和当量比下的验证,结果证明了该方法的有效性和准确性。同时也讨论了不同反应快模态数的选择对结果会产生的影响,为得到能模拟点火过程的简化机理提供一种参考方法。

关键词： CSP 氢气甲烷点火延迟时间火焰传播速度

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CSP简化机理在超声速燃烧中的应用

工程热物理学报 2013年第2期34卷 380-383页

作者：姚通文斐钟北京清华大学航天航空学院北京100084

本文采用CSP方法得到的7组分/4反应简化机理对二维超声速气流中氢气自点火过程进行了数值模拟,计算得到的壁面压力数据与实验结果具有一定的可比性。针对计算结果进行了动力学分析,得到着火过程的反应路径和重要自由基变化,与总包机理... 详细信息

本文采用CSP方法得到的7组分/4反应简化机理对二维超声速气流中氢气自点火过程进行了数值模拟,计算得到的壁面压力数据与实验结果具有一定的可比性。针对计算结果进行了动力学分析,得到着火过程的反应路径和重要自由基变化,与总包机理相比获得了更加详细和准确的着火及燃烧过程信息,再现了详细动力学模型,而与直接采用详细机理计算相比大幅提高了计算效率,从而证实了CSP简化机理应用于超声速燃烧的可靠性和优越性。

关键词： CSP 超声速燃烧氢气反应动力学

定容燃烧弹实验系统及C_7燃料火焰速度测量

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航空动力学报 2017年第10期32卷 2364-2370页

作者：郑东钟北京清华大学航天航空学院北京100084 西南交通大学机械工程学院成都610031

设计并搭建了适用于测量高温、高压条件下层流火焰传播速度的定容燃烧弹实验系统。详细介绍了定容燃烧弹实验系统的主要子系统的构成和功能,并阐述实验数据处理方法。测量初始温度为400K、压力为0.1MPa和0.3MPa,C7燃料(甲苯、甲基环己... 详细信息

设计并搭建了适用于测量高温、高压条件下层流火焰传播速度的定容燃烧弹实验系统。详细介绍了定容燃烧弹实验系统的主要子系统的构成和功能,并阐述实验数据处理方法。测量初始温度为400K、压力为0.1MPa和0.3MPa,C7燃料(甲苯、甲基环己烷、正庚烷)/空气层流火焰传播速度,并与现有文献结果进行了对比。结果表明:该定容燃烧弹实验系统具有较高的可靠性,不仅能够准确测量较高初始温度、不同初始压力条件下燃料/空气的层流火焰传播速度,而且能够拓宽测量火焰传播速度当量比的范围。

关键词：层流火焰传播速度定容燃烧弹纹影法球形火焰马克斯坦长度

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四组分汽油替代燃料的化学动力学模型

清华大学学报（自然科学版） 2015年第10期55卷 1135-1142页

作者：郑东钟北京清华大学航天航空学院北京100084

该文通过反应路径分析和灵敏度分析,发展了甲苯氧化子机理,进而构建四组分(异辛烷、正庚烷、甲苯、乙醇)汽油替代燃料的化学动力学模型。该模型包含75个组分和305个基元反应。验证结果表明:该模型不仅能够准确计算单组分燃料的着火延迟... 详细信息

该文通过反应路径分析和灵敏度分析,发展了甲苯氧化子机理,进而构建四组分(异辛烷、正庚烷、甲苯、乙醇)汽油替代燃料的化学动力学模型。该模型包含75个组分和305个基元反应。验证结果表明:该模型不仅能够准确计算单组分燃料的着火延迟时间、火焰传播速度和火焰结构,而且在一定的压强和温度范围内,能够较准确地计算多组分汽油替代燃料的着火延迟时间,反映不同辛烷值汽油的自燃特性。该文提出的四组分汽油替代燃料动力学模型包含较少的组分数与基元反应数,更有利于在汽油燃烧的多维计算流体动力学(CFD)模拟中得到应用。

关键词：替代燃料着火延迟时间火焰传播速度动力学模型甲苯

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煤油替代燃料燃烧反应骨架机理简化

工程热物理学报 2013年第6期34卷 1170-1173页

作者：姚通文斐钟北京清华大学航天航空学院北京100084

本文采用基于特征值分析的骨架机理简化方法,对于航空煤油替代燃料正癸烷(118组分527反应)和正丙基环己烷(106组分382反应)氧化反应机理进行了简化,分别得到68组分302反应和67组分250反应骨架机理。采用骨架机理进行了着火延迟和火焰传... 详细信息

本文采用基于特征值分析的骨架机理简化方法,对于航空煤油替代燃料正癸烷(118组分527反应)和正丙基环己烷(106组分382反应)氧化反应机理进行了简化,分别得到68组分302反应和67组分250反应骨架机理。采用骨架机理进行了着火延迟和火焰传播速度动力学模拟,并与详细机理计算结果进行了对比,结果表明,骨架机理具有较高的计算精度,该方法对于高碳氢燃料的详细机理简化具有较好的效果。

关键词：特征值分析正癸烷正丙基环己烷骨架机理动力学模拟

异辛烷/正庚烷/乙醇三组分燃料着火的化学动力学模型

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物理化学学报 2012年第9期28卷 2029-2036页

作者：郑东钟北京清华大学航天航空学院北京100084

提出一个包括异辛烷、正庚烷和乙醇的三组分燃料的着火动力学模型,该机理包括50个组分和193个反应.通过路径分析和灵敏度分析,给出了基础燃料在高低温条件下的不同反应路径和影响氧化过程的重要基元反应.该机理预测的单组分(异辛烷、正... 详细信息

提出一个包括异辛烷、正庚烷和乙醇的三组分燃料的着火动力学模型,该机理包括50个组分和193个反应.通过路径分析和灵敏度分析,给出了基础燃料在高低温条件下的不同反应路径和影响氧化过程的重要基元反应.该机理预测的单组分(异辛烷、正庚烷、乙醇)燃料、双组分基础燃料和三组分燃料的点火延迟时间与实验值有很高一致性.本文机理包含较少的组分数与反应数,因而可适用汽油掺烧乙醇的多维计算流体动力学(CFD)数值模拟.

关键词：替代燃料基础燃料着火延迟时间机理乙醇