检索结果-南通市图书馆

作者：张衍江苏科技大学

学位级别：硕士

充分利用氢能是迈向“十四五”规划中“双碳”目标的关键一步,氢能作为清洁且可再生能源的未来,对于推动我国船舶工业朝着绿色船舶和低碳航运的方向发展具有重要意义。制氢加氢一体站具有制氢成本低、设备集成度高和供氢效率高等优势,... 详细信息

充分利用氢能是迈向“十四五”规划中“双碳”目标的关键一步,氢能作为清洁且可再生能源的未来,对于推动我国船舶工业朝着绿色船舶和低碳航运的方向发展具有重要意义。制氢加氢一体站具有制氢成本低、设备集成度高和供氢效率高等优势,被认为是解决城市制氢经济性、氢气储运安全等问题的有效途径。生物乙醇制氢因其可再生性、可持续性和净零排放成为极具优势的制氢选择,同时氢气混合天然气技术具有低成本和低碳排放等优势可以加快推进氢气的开发利用。然而当站内进行制氢加氢时,在密闭空间中存在存储设备泄漏的风险,遇到点火源后极有可能造成燃烧或爆炸事故。火焰传播过程中与障碍物相互作用,这将导致爆炸行为变得更加复杂且难以预测,因此对密闭空间内预混燃气燃烧和爆炸特性进行研究是制氢加氢一体站全面推广应用的必要前提。本文研究了不同初始工况下氢气/甲烷/乙醇预混燃气的火焰不稳定性和爆炸特性。基于定容燃烧弹实验系统,分别研究了初始压力为0.1 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa和0.4 MPa,初始温度为400 K,当量比为0.7-1.4,乙醇比例为20%、50%和80%下预混燃气的火焰不稳定性与爆炸特性,并仿真研究密闭空间内预混燃气的爆炸过程。主要内容如下:首先,实验研究了氢气/甲烷/乙醇预混燃气固有的火焰不稳定性和细胞状结构特性。不同阶段的火焰形貌表明,当火焰前锋面出现大裂纹,产生小裂纹和新细胞结构时,火焰变得不稳定。随着初始压力和当量比的增加,火焰变得更加不稳定。此外,结合有效刘易斯数和临界刘易斯数共同判断,在所有研究的工况下,可以发现热扩散效应都能形成稳定火焰。因此,火焰不稳定的主要原因是流体动力学效应。同时基于各项火焰不稳定性参数的增长率趋势,进一步验证了这个结论。其次,采用具有可变输运性质的线性稳定理论模型分析了预混火焰不稳定性。研究了不同初始工况下火焰从稳定状态向不稳定状态转变的临界条件,提出了运用临界火焰半径和临界佩克莱特数来共同判定转捩的临界条件。结果表明,理论计算的临界火焰半径与实验结果基本一致,仅在当量比为1.4处存在一定差异,这主要原因可能在于理论分析中全局活化能评估的不确定性以及理论中没有考虑热辐射的影响。进一步的,构建了临界佩克莱特数(Pe)与马克斯坦数(M)的经验相关公式。此外,利用临界Karlovitz数(Ka)判定预混燃气的火焰不稳定性,并获得了最佳拟合经验相关方程。再次,实验研究了预混燃气的基础爆炸特性参数。结果表明爆炸压力峰值(P),最大压力上升速率((dp/dt))和爆燃指数(K)的最大值以及爆炸持续时间(t)的最小值均出现在当量比为1.2-1.3。随着初始压力的增加,P、(dp/dt)、K和t均显著增加。此外,乙醇比例的增加会降低(dp/dt)和K,但会增加P和t。最后,仿真研究了密闭空间内障碍物对预混燃气爆炸特性的影响规律。结果表明障碍物的阻塞率和数量对火焰传播结构的扰动非常显著。障碍物阻塞率和数量的变化对最终爆炸压力峰值基本无影响。最大爆炸压力上升速率随障碍物阻塞率增大而增大,障碍物数量的增多也呈现相同的趋势。随着初始压力升高,爆炸压力峰值和最大压力上升速率均逐渐增大。

关键词：氢气/甲烷/乙醇预混燃气火焰不稳定线性稳定理论爆炸特性密闭空间

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输氢管道泄露燃气燃烧火焰不稳定性和爆炸特性的研究

输氢管道泄露燃气燃烧火焰不稳定性和爆炸特性的研究

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作者：李童江苏科技大学

学位级别：硕士

开发可再生能源,是向深海远洋设备供能和储能的关键。发展生物乙醇制氢成了最有效的方法。但是在乙醇制氢的过程中,由于乙醇具有高度的挥发性,不可避免的会混入氢气中,出现产物不纯的情况。乙醇混入氢气后势必会造成加快泄漏速率和燃烧... 详细信息

开发可再生能源,是向深海远洋设备供能和储能的关键。发展生物乙醇制氢成了最有效的方法。但是在乙醇制氢的过程中,由于乙醇具有高度的挥发性,不可避免的会混入氢气中,出现产物不纯的情况。乙醇混入氢气后势必会造成加快泄漏速率和燃烧速率、扩大可燃范围等一些问题,甚至出现爆炸的可能,安全问题在深海运氢、储氢和使用过程中尤为重要。因此,很有必要对氢气-乙醇预混燃气的燃烧特性展开研究,包括氢气-乙醇预混燃气的固有火焰不稳定性和爆炸特性,揭示层流燃烧火焰不稳定机制,加深了解新型预混燃气的爆炸特性,进行充分的风险评估具有重要意义。首先,基于定容燃烧弹实验系统,利用高速纹影成像系统记录氢气-乙醇预混燃气的球形膨胀火焰的燃烧过程。通过编写的Halcon程序,对火焰前锋轮廓识别提取等效火焰半径和实际火焰半径,研究了火焰前锋面的震荡强度,明确了在稀薄燃烧中的火焰前缘褶皱同时受热扩散不稳定性和流体动力不稳定性的影响。其次,实验研究了氢气-乙醇预混燃气在初始温度400K、初始压力2-4bar、氢气比例20%-80%以及当量比0.7-1.4的固有火焰不稳定性和细胞状结构特性。从火焰前锋面的形貌变化表明,贫氢-乙醇预混火焰锋面的细胞状结构的形成,受到流体动力学不稳定和扩散热不稳定性共同的影响,其中流体动力学不稳定影响占主导因素,而富氢-乙醇预混火焰不稳定仅受流体动力学不稳定性的影响。此外,火焰前锋面出现细胞时,火焰会变得不稳定,并且这一剧烈程度会随着初始压力和氢气比例的增加。再次,利用可变输运性质的线性稳定理论研究了氢气-乙醇预混燃气火焰不稳定特性。分别研究了氢气-乙醇预混燃气不稳定火焰的扰动增长率、临界半径和临界Peclet数。结果表明,临界半径和临界数的实验和理论变化具有一致性。在x50%时,临界半径和临界Peclet数随着当量比的增加而单调增加。另外,由于燃烧过程中普遍存在热膨胀比,流体动力学不稳定效应总是会破坏预混火焰的稳定性。热扩散不稳定阻碍了实验研究范围内当量比下的不稳定性,表现出对火焰稳定的作用。最后,实验研究并评估了氢气-乙醇预混燃气的爆炸特性。研究表明,爆炸压力峰值、最大爆炸压力上升率以及爆燃指数均随初始压力的增加而增加,但爆炸压力峰值随着氢气比例的增加而减小。随着当量比的增加,爆炸压力峰值、最大爆炸压力上升率以及爆燃指数在当量比1.2附近达到临界值(最大值或最小值)。氢气比例越高,爆炸程度加剧。同时,在很短的爆炸持续时间内,爆炸燃烧速度也就更快。另外,氢气-乙醇预混燃气在贫燃状态下的爆炸持续时间较长,而在富燃状态下的爆炸持续时间较短。这是由于火焰中物质的高能反应,初始压力和氢气比例的增加会使爆炸充满能量,质量燃烧率和火焰燃烧速度加快,从而导致爆炸产生的热量更高,爆炸压力峰值升高,爆炸持续时间减小。

关键词：氢气-乙醇预混燃气球形膨胀火焰火焰不稳定线性稳定理论爆炸特性

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含高浓度活性剂液膜流动稳定性研究

含高浓度活性剂液膜流动稳定性研究

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作者：卢兵华北电力大学

学位级别：硕士

固体基底上薄液膜的流动过程在很多领域具有广泛的应用，其流动特性及其稳定性在很大程度上决定了产品质量及其应用效能。本文主要采用线性稳定性理论分析和数值模拟相结合，深入研究各物性参数在薄液膜流动过程中对其稳定性的影响机理... 详细信息

固体基底上薄液膜的流动过程在很多领域具有广泛的应用，其流动特性及其稳定性在很大程度上决定了产品质量及其应用效能。本文主要采用线性稳定性理论分析和数值模拟相结合，深入研究各物性参数在薄液膜流动过程中对其稳定性的影响机理，主要内容如下：（1）对于含不溶性活性剂的液膜流动过程，推导其在无蒸发和蒸发状态下的一维演化方程组的线性稳定性特征方程，通过Matlab程序计算分析毛细数、Marangoni数、表面贝克莱数、毕渥数、界面热阻、蒸汽反冲数和蒸发数对液膜流动过程中稳定性的影响;采用PDECOL程序对一维流动过程中扰动的传播情况进行数值模拟，并与特征方程的分析结果进行比较;（2）对于含低浓度可溶性活性剂的液膜流动过程，推导其在无蒸发和蒸发状态下的一维演化方程组的线性稳定性特征方程，通过Matlab程序计算分析内部贝克莱数、吸附系数和难溶性系数对液膜流动过程中稳定性的影响;采用PDECOL程序对一维流动过程中扰动的传播情况进行数值模拟，并与特征方程的分析结果进行比较;（3）对于含高浓度（胶束结构）活性剂的液膜流动过程，推导其在无蒸发和蒸发状态下的一维演化方程组的线性稳定性特征方程，通过Matlab计算程序分析胶束贝克莱数、分配系数、缔合系数和胶束中活性剂单体个数对液膜流动过程中稳定性的影响;采用PDECOL程序对一维流动过程中扰动的传播情况进行数值模拟，并与特征方程的分析结果进行比较。

关键词：表面活性剂薄液膜流动过程线性稳定理论

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含碳颗粒凝胶推进剂模拟液雾化研究（英文）

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含能材料 2015年第12期23卷 1207-1211页

作者：强洪夫刘虎韩启龙王广韩亚伟第二炮兵工程大学601教研室第二炮兵96263部队

制备了含质量分数5%平均粒径5μm的碳颗粒的凝胶推进剂模拟液并研究了其雾化特性。测量了模拟液的流变特性,在射流速度10~22 m·s^(-1)、撞击角60°~90°、喷嘴直径0.5~1.5 mm及喷嘴长径比3.5~8条件下进行了雾化实验,利用线性稳定理论... 详细信息

制备了含质量分数5%平均粒径5μm的碳颗粒的凝胶推进剂模拟液并研究了其雾化特性。测量了模拟液的流变特性,在射流速度10~22 m·s^(-1)、撞击角60°~90°、喷嘴直径0.5~1.5 mm及喷嘴长径比3.5~8条件下进行了雾化实验,利用线性稳定理论研究了其液膜破碎特性。结果表明,碳颗粒的添加导致凝胶模拟液的稠度系数增大、流动指数减小;在本文实验范围内,模拟液只能雾化形成液丝及大尺寸液滴,雾化效果随着射流速度、撞击角度的增加而改善,喷嘴长径比及喷嘴直径变化对雾化模式的影响很小;理论预测的液膜破碎长度与实验值之间存在14.9%~24%的误差,但线性稳定理论预测的液膜破碎长度变化趋势与实验吻合良好。

关键词：凝胶推进剂碳颗粒雾化线性稳定理论

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圆环形热虹吸循环中的流动及流动的稳定性

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化学工程 1986年第2期 10-15+19页

作者：周昆颖北京化工学院

本文对论了加热-冷却剖分面与水平面有偏离的圆环形热虹吸循环中稳定流动速度随偏离角θ的变化关系,运用线性稳定理论判断该循环内流动的稳定性,给出了不同θ角度下稳定流动的临界曲线。

关键词：热虹吸圆环形剖分线性稳定理论能量守恒方程加热段流体冷却段壁面温度换热系数传热性质动量守恒

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