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多点测温法在煤自燃动力学分析中的应用研究

燃烧科学与技术 2023年第6期29卷 706-712页

作者：陆江徐晓萌赵文文朱灵杰陈政豪陈嘉豪中国计量大学质量与安全工程学院杭州310018 杭州职业技术学院杭州310018

论文介绍了多种不同的煤自燃实验测试方法,使用多点测温法对煤自燃过程中的活化能进行测定,并在理论和实验上分别与金属网篮法、Chen-CPT(cross points temperature)方法和Jones-HR(heat release)方法进行应用比较分析.结果表明:金属网... 详细信息

论文介绍了多种不同的煤自燃实验测试方法,使用多点测温法对煤自燃过程中的活化能进行测定,并在理论和实验上分别与金属网篮法、Chen-CPT(cross points temperature)方法和Jones-HR(heat release)方法进行应用比较分析.结果表明:金属网篮法的实验耗时长、耗材多;Chen-CPT方法受系统的不完全对称影响容易造成结果偏差;Jones-HR方法忽略了试样本身热扩散的影响;多点测温法能够有效规避其他方法的大部分不足之处,其理论模型具有更好的科学性,实验简便易行,结果可信性更高,在煤自燃参数测试中具有良好的适用性.

关键词：多点测温法煤自燃动力学参数一维导热

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基于多点测温的自热反应动力学分析方法

燃烧科学与技术 2012年第6期18卷 481-485页

作者：刘乃安储良汉李云涛张林鹤中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230027

利用绝热边界条件模拟了无限大平板的导热,提出了基于多点测温的自热反应动力学分析方法(多点法).该方法认为在一维导热下,在系统内某一点的导热方向发生变化的临界时刻,通过该点的导热项为零,此时可以采用类似CPT方法求解得出动力学参... 详细信息

利用绝热边界条件模拟了无限大平板的导热,提出了基于多点测温的自热反应动力学分析方法(多点法).该方法认为在一维导热下,在系统内某一点的导热方向发生变化的临界时刻,通过该点的导热项为零,此时可以采用类似CPT方法求解得出动力学参数.导热方向发生临界变化的时刻可以通过计算等间距的多点温度的相关系数来确定.与CPT方法和HR方法仅关注中心点温度不同,多点法关注多个测温点的数据,一次实验可以得出多组数据.通过堆积烟草样品的实验将新方法与以上两种方法进行了对比分析,结果证明了新方法的优越性和可靠性.

关键词：热自燃活化能一维导热导热方向线性相关系数

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叶片双层冷却单元的修正一维模型

工程热物理学报 2014年第10期35卷 1943-1946页

作者：杨力任静蒋洪德清华大学热能工程系北京100084

本文针对单排冲击冷却和气膜冷却组成的单元结构进行了三维和一维数值研究。通过三维耦合计算分析了双层冷却单元的金属温度分布特性,提出热流比作为修正参数,并将气膜神经网络预测方法引入一维程序。结果表明,神经网络预测对于近孔区... 详细信息

本文针对单排冲击冷却和气膜冷却组成的单元结构进行了三维和一维数值研究。通过三维耦合计算分析了双层冷却单元的金属温度分布特性,提出热流比作为修正参数,并将气膜神经网络预测方法引入一维程序。结果表明,神经网络预测对于近孔区域气膜冷却预测更合理;内冷结构换热面积比较大时内外热流比是一维预测的重要参数;校验后的一维程序对单元冷却结构预测较好。

关键词：一维导热双层冷却气膜冷却

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多点法测定可燃物质自燃特性的可靠性研究

火灾科学 2015年第2期24卷 75-81页

作者：赵文文刘乃安张林鹤中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

多点法是一种新提出的自热反应动力学分析方法。采用实验研究和理论分析相结合的方式对多点法的操作过程以及实验结果的可靠性展开研究。通过构建一维导热系统、采用不同形式的热电偶布设方式,对烟叶粉末的自燃临界环境温度、活化能以... 详细信息

多点法是一种新提出的自热反应动力学分析方法。采用实验研究和理论分析相结合的方式对多点法的操作过程以及实验结果的可靠性展开研究。通过构建一维导热系统、采用不同形式的热电偶布设方式,对烟叶粉末的自燃临界环境温度、活化能以及反应热与指前因子的乘积等参数进行了测定。研究表明:所构建的一维系统能较好地模拟一维导热;热电偶的分布方式对测量结果有较大影响,对称分布状况下,温度结果与经典的F-K对称模型一致;多点法相比于传统方法省时省力,测定结果有较好的线性拟合相关度,求解的动力学参数较为可靠。

关键词：多点法自燃动力学参数一维导热

基于导热速率和炉衬厚度的炉温在线检测传感器研究

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仪表技术与传感器 2017年第5期 100-103页

作者：潘刚黄森李义科董大明李丽荣孙一博孙采鹰内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学研究生院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学理学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

提出一种基于铁杆传感器导热速率和炉衬厚度的炉温在线检测方法。采用热态试验和数值模拟相结合的方法,模拟铁杆传感器一维导热,建立以传热学边界条件为基础的铁杆传热数学模型。编写数值方程、导热微分方程程序,利用visual studio软件... 详细信息

提出一种基于铁杆传感器导热速率和炉衬厚度的炉温在线检测方法。采用热态试验和数值模拟相结合的方法,模拟铁杆传感器一维导热,建立以传热学边界条件为基础的铁杆传热数学模型。编写数值方程、导热微分方程程序,利用visual studio软件运行程序获得温度数据,通过导热速率υ=0求出稳态时传感器上的温度分布,同时与炉温对应,得到相应的关系式;另一方面,通过计算机控制系统获取传感器上不同位置的温度实验数据。实验数据验证了模拟数据的合理性。炉温在线检测系统更高效、更稳定,能较准确地判断炉温变化的趋势,能够丰富专家数据库。

关键词：炉温导热速率炉衬厚度一维导热在线检测

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高炉炉衬测温传感器热传输规律分析

中国冶金 2019年第8期29卷 14-18,29页

作者：张美荣李义科李振华包头职业技术学院电气工程系内蒙古包头014010 内蒙古科技大学研究生院内蒙古包头014010

高炉冶炼过程中炉腰位置容易出现倒V型软熔带,存在固液两相的复杂流动过程。针对此恶劣环境,提出一种基于一维导热的炉温在线检测传感器,传感器不同位置埋设有测温探头,建立了其导热过程的数学模型。以数值模拟为基础并通过控温试验进... 详细信息

高炉冶炼过程中炉腰位置容易出现倒V型软熔带,存在固液两相的复杂流动过程。针对此恶劣环境,提出一种基于一维导热的炉温在线检测传感器,传感器不同位置埋设有测温探头,建立了其导热过程的数学模型。以数值模拟为基础并通过控温试验进行验证,分析了传感器不同位置温度分布规律。得到了高温端温度与低温区域温度的理论关系,从而能够实现由低温区温度推算高温区温度的目的,克服高温端不能直接测温的困难。试验与数值模拟对应较吻合,在线检测传感器能够为高炉智能化、自动化检测提供新的方法。

关键词：炉衬测温传感器在线检测一维导热

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可燃物热自燃动力学参数的多点法实验研究

可燃物热自燃动力学参数的多点法实验研究

作者：赵文文中国科学技术大学

学位级别：硕士

自燃是一种重要的火灾现象。可燃物质在自然条件下由于内部的自热反应释放出热量,同时与周围环境通过对流、辐射作用散热,若放热量大于散热量,热量会在系统内部逐渐积聚,当系统总热量超过自燃临界值时,自燃反应就会发生。研究自燃现象,... 详细信息

自燃是一种重要的火灾现象。可燃物质在自然条件下由于内部的自热反应释放出热量,同时与周围环境通过对流、辐射作用散热,若放热量大于散热量,热量会在系统内部逐渐积聚,当系统总热量超过自燃临界值时,自燃反应就会发生。研究自燃现象,探索其温升特点、影响因素和临界条件等对明确可燃物质的贮存条件,制订安全标准,有效防范安全事故具有重要意义。前人通过理论模型和实验手段等对自燃现象展开研究。基于能量平衡等式,学者们发展了目前被广泛应用的三种方法,金属网篮法、交点温度法和HR方法。这些方法可以用来确定自燃临界条件及研究动力学参数。最近本课题组提出的多点测温法从理论上克服了以上三种方法的使用局限,但是其实验原理和结果的可靠性还有待检测。本文主要采用实验研究和理论分析相结合对多点法的操作过程和测量结果展开研究。文章还初步实验探索了环境湿度对自燃过程的影响,为下一步开展相关因素的研究提供了可能的途径。本文依照文献中的方法建立一维导热系统,开展烟叶粉末的自燃实验研究,并对实验结果进行分析,验证多点法的可靠性并分析自燃过程的温度和动力学参数特性。主要工作概括如下：(1)改善一维导热系统：(2)验证系统一维性：(3)应用DSC方法测量样品比热容;(4)比较两种不同的热电偶分布方式下获得的结果;(5)分析自燃过程中的温度特点;(6)计算动力学参数;(7)探索环境湿度对物质自燃的影响作用。为了保证实验结果不受样品物性参数的影响,实验前统一制备并密封保存,每次使用的样品均具有基本相同的含水率和填充质量。实验结果发现,采用多点法进行物质自燃检测,不仅操作简单、结果可靠,而且具有较好的实验重复性。本文对自燃实验结果进行了分析,主要结果概括如下：(1)将热电偶固定保证测点位置在所有实验中一致,同时避免先填充后插入热电偶对布设点位置和探头造成的损坏,结果发现该方式下的实验重复性很高：(2)实验系统的一维导热性较好;(3)在深度对称的热电偶分布方式下,所得的温度规律与理论一致,即温度关于系统中心点对称分布且自燃从中心点开始。反之,深度不对称分布下的实验结果与此矛盾;(4)自燃检测实验中系统的固有缺陷使得设定环境温度比系统周围环境温度高约4℃,在自燃临界环境温度的测定中应该对此进行校正;(5)不同的环境温度,中心点温升速率规律一致,且最大值随环境温度升高而增大,同时出现时间提前;(6)不同的环境温度,系统的温升结果有以下三类：发生自燃,中心点温度认为发生热失控;自燃不发生,自热反应使得中心点温度超过环境温度一定值;环境温度过低,中心点最大温度等于或略低于环境温度;(7)样品动力学参数的计算结果可靠;(8)环境湿度增大,自燃临界环境温度降低,温升进程加快。此外还使用DSC方法测定了样品比热容,为动力学参数的计算提供了依据。

关键词：自燃多点温度法一维导热线性相关系数比热容动力学参数

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列车车轴的热弹性振动分析

机械制造与自动化 2021年第2期50卷 76-79页

作者：冯小庭西安铁路职业技术学院陕西西安710026

基于Euler-Bernoulli梁理论,并假设车轴轴向温度场为一维稳态导热问题,使用Hamilton原理推导出列车车轴的热弹性振动的运动方程,使用Rayleigh-Ritz法对方程进行离散处理,研究温度对车轴振动的影响,得到车轴的模态坐标值随时间的变换关... 详细信息

基于Euler-Bernoulli梁理论,并假设车轴轴向温度场为一维稳态导热问题,使用Hamilton原理推导出列车车轴的热弹性振动的运动方程,使用Rayleigh-Ritz法对方程进行离散处理,研究温度对车轴振动的影响,得到车轴的模态坐标值随时间的变换关系。研究表明,热源温度提高会增大列车车轴的热弹性振幅,需要对轴温进行准确、及时的测量,同时车轴在刹车过程中受到集中载荷的作用也会使列车的振动加剧。

关键词：列车车轴 Euler-Bernoulli梁热弹性振动一维导热

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对流换热实验中忽略壁面轴向导热的误差分析

热科学与技术 2006年第1期5卷 91-94页

作者：陈骁李俊明王补宣清华大学热能工程系北京100084

以水和空气在钢管中的热充分发展的层流过程为对象,通过数值计算分析了轴向导热给圆管内对流换热的一维壁面导热带来的误差。在二维导热模型的基础上,添加等热流、绝热边界条件,用Fortran语言编写数值计算程序进行计算,定义了相对误差... 详细信息

以水和空气在钢管中的热充分发展的层流过程为对象,通过数值计算分析了轴向导热给圆管内对流换热的一维壁面导热带来的误差。在二维导热模型的基础上,添加等热流、绝热边界条件,用Fortran语言编写数值计算程序进行计算,定义了相对误差。结果表明,相对误差近似和壁厚与内径的比值成正比,而不同的流体介质数值大小不同。

关键词：一维导热轴向导热误差