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氢气添加对RP-3航空煤油着火特性的影响

推进技术 2016年第9期37卷 1742-1751页

作者：刘宇曾文马洪安陈保东沈阳航空航天大学航空航天工程学院辽宁沈阳110136

为了揭示可燃小分子气体H2添加对RP-3航空煤油着火特性的影响,采用激波管实验装置对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间。以RP-3航空煤油的正癸烷、甲苯和丙基环己烷三组分模拟替代燃料的... 详细信息

为了揭示可燃小分子气体H2添加对RP-3航空煤油着火特性的影响,采用激波管实验装置对RP-3航空煤油的着火特性进行了实验测量,获得了多工况下RP-3航空煤油的着火延迟时间。以RP-3航空煤油的正癸烷、甲苯和丙基环己烷三组分模拟替代燃料的燃烧反应机理为基础,构建了RP-3/H2混合燃料的Zeng-Jachimowski燃烧反应机理,并对该机理进行了验证。采用该机理对RP-3/H2混合燃料多工况下的着火延迟时间进行计算与分析,结果表明:Zeng-Jachimowski机理可以较好预测高温条件下RP-3/H2混合气着火特性;当H2添加比小于70%时,着火延迟时间随H2添加缓慢减小,当H2添加比大于90%时,RP-3航空煤油/氢气混合气活性显著提升,着火延迟时间随H2添加急剧减小;通过对H,OH和O活性自由基的浓度及H自由基生成速率ROP分析解释了H2添加对RP-3航空煤油着火延迟时间的非线性影响。

关键词：氢气 RP-3航空煤油反应机理着火延迟时间活性自由基

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氢气微混燃烧技术研究现状和未来展望

航空学报 2024年第7期45卷 31-57页

作者：莫妲林宇震韩啸马宏宇刘一雄北京航空航天大学航空发动机研究院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 先进航空发动机协同创新中心北京100191 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

氢燃料在航空发动机、空天推进系统和地面燃气轮机等领域的应用可以实现零碳排放,对于缓解全球气候变化和保护环境具有重要意义。但氢燃烧应用仍面临着许多技术挑战,若在传统燃烧室中燃烧氢气将面临回火和氮氧化物排放高的风险,需要探... 详细信息

氢燃料在航空发动机、空天推进系统和地面燃气轮机等领域的应用可以实现零碳排放,对于缓解全球气候变化和保护环境具有重要意义。但氢燃烧应用仍面临着许多技术挑战,若在传统燃烧室中燃烧氢气将面临回火和氮氧化物排放高的风险,需要探索新的氢燃烧技术和污染物控制措施,以满足氢能迫切发展的需要。微混燃烧技术通过成百上千个微通道结合氢气微喷射,使空气和氢气快速掺混,形成微小尺度火焰,缩短氮气在高温区的驻留时间到毫秒等级,可大幅度降低氮氧化物生成。本文回顾了氢燃料在燃气涡轮发动机中的应用发展历史,梳理了氢气特点、NO_(x)生成机理、微混燃烧原理、预混燃烧和扩散燃烧的掺混方式和头部结构特点,总结了国内外关于氢燃烧仿真和试验,以及热声不稳定问题的研究进展,讨论了微混燃烧室关键参数对气动热力过程和NO_(x)生成的影响,归纳了NO_(x)控制措施,为氢燃烧室工程设计提供理论和试验参考,并对氢燃烧技术未来的发展进行了展望。

关键词：氢气微混燃烧预混燃烧扩散燃烧 NO_(x) 热声不稳定

氢气流量对超音速微粒沉积Al-12Si涂层的影响

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中国有色金属学报 2014年第6期24卷 1504-1509页

作者：朱胜刘玉项王晓明韩国峰姚巨坤装甲兵工程学院装备再制造技术国家重点实验室北京100072

采用SEM、XRD、EDS、拉伸试验机及硬度仪,检测不同氢气流量下采用超音速微粒沉积技术制备的A1-12Si涂层形貌、相组成和力学性能,研究作为次燃料气和还原气的氢气流量对涂层结构和性能的影响。结果表明:提高氢气流量能显著提高颗粒的速度... 详细信息

采用SEM、XRD、EDS、拉伸试验机及硬度仪,检测不同氢气流量下采用超音速微粒沉积技术制备的A1-12Si涂层形貌、相组成和力学性能,研究作为次燃料气和还原气的氢气流量对涂层结构和性能的影响。结果表明:提高氢气流量能显著提高颗粒的速度,利于颗粒沉积;氢气流量为30 L/min时涂层最厚,但孔隙率最大;继续增大氢气流量,厚度减小,孔隙率降低;涂层由α(A1)相和Al-Si共晶相组成,氧含量随氢气流量增大而降低,未发现氧化物相;涂层结合强度超过34 MPa,硬度是基体硬度的2倍以上,结合强度和硬度均随氢气流量增大而增大,能够显著提升基体的耐磨性能。

关键词： Al-12Si涂层氢气超音速微粒沉积流量涂层性能

氢气安全分析软件CYCAS的研发及初步验证

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原子能科学技术 2016年第2期50卷 295-300页

作者：陈美兰林继铭白伟中科华核电技术研究院有限公司广东深圳518026 国家核电技术有限公司北京软件技术中心北京100029

基于计算流体力学方法进行了三维氢气安全分析软件CYCAS的自主研发,采用隐式连续欧拉-任意拉格朗日欧拉方法求解三维、可压、非定常的Navier-Stokes方程组。CYCAS通过求解多组分的质量守恒方程描述多组分气体的扩散和混合,气流中的水蒸... 详细信息

基于计算流体力学方法进行了三维氢气安全分析软件CYCAS的自主研发,采用隐式连续欧拉-任意拉格朗日欧拉方法求解三维、可压、非定常的Navier-Stokes方程组。CYCAS通过求解多组分的质量守恒方程描述多组分气体的扩散和混合,气流中的水蒸气相变行为采用均相平衡模型模拟,而壁面上的相变行为采用Chilton-Colburn相似假设,湍流模拟选用了代数湍流模型和k-ε湍流模型。采用喷射实验HYJET和国际标准测试题ISP23对CYCAS进行了初步验证,计算结果与实验值吻合良好。

关键词：氢气三维均相平衡模型 Chilton-Colburn相似假设

氢气/氧气/稀释气混合气高温高压下层流燃烧速度的测量

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航空动力学报 2017年第7期32卷 1599-1604页

作者：吕鑫胡二江彭成孟鑫黄佐华西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

利用定容燃烧弹和高速纹影摄像系统,研究了高温高压条件下,不同稀释气和稀释系数对氢气/氧气/稀释气混合气层流燃烧速度的影响,获得了当量比为0.6~4.0,初始压力为0.1~0.5MPa,稀释系数为4~8的氢气/氧气/稀释气混合气的层流燃烧速度,并对... 详细信息

利用定容燃烧弹和高速纹影摄像系统,研究了高温高压条件下,不同稀释气和稀释系数对氢气/氧气/稀释气混合气层流燃烧速度的影响,获得了当量比为0.6~4.0,初始压力为0.1~0.5MPa,稀释系数为4~8的氢气/氧气/稀释气混合气的层流燃烧速度,并对其进行了数值模拟。实验和模拟均发现,在当量比小于1.0和大于3.0的范围内,层流燃烧速度均随初始压力升高而降低。而在当量比为1.0~3.0范围内,层流燃烧速度随初始压力升高呈现非单调变化的规律。通过敏感性分析发现三体反应(R15)在氮气作为稀释气的时候是抑制反应,而在氩气和氦气作为稀释气时是促进反应,主要是由于各稀释气热物性不同引起的。在当量比为1.0~3.0范围内,层流燃烧速度随初始压力升高呈现的非单调变化主要是链分支反应R1和链终止反应R15相互竞争的结果。

关键词：氢气稀释气层流燃烧速度非单调变化敏感性分析

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氢气分离提纯用钯及钯合金膜的研究进展

稀有金属 2021年第2期45卷 226-239页

作者：殷朝辉杨占兵李帅北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 有研科技集团有限公司国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心北京100088 有研工程技术研究有限公司北京101407

伴随着煤、石油和天然气等传统化石能源在使用过程中产生的温室效应、能源危机等弊端,更清洁的氢能逐渐受到关注。氢能在能源、交通、工业等领域具有广阔的应用前景,尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场... 详细信息

伴随着煤、石油和天然气等传统化石能源在使用过程中产生的温室效应、能源危机等弊端,更清洁的氢能逐渐受到关注。氢能在能源、交通、工业等领域具有广阔的应用前景,尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场。而氢燃料电池对氢气浓度要求较高,氢气中即使微量的H2S和CO杂质也会严重降低电池性能。因此,需要对氢气进行分离纯化去除杂质气体。钯及钯合金膜由于对氢气具有极高的选择渗透性而应用于氢气的分离提纯,然而钯及钯合金膜的化学稳定性问题一直制约其广泛应用。本文介绍了纯Pd膜,Pd-Ag,Pd-Y,Pd-Pt,Pd-Cu和Pd-Au二元合金膜以及Pd-Ag-M,Pd-Cu-M三元合金膜氢渗透与抗杂质气体毒化方面的研究进展及存在问题。纯钯膜在低温下存在氢脆现象且易被杂质气体毒化;与纯钯膜相比,钯基二元合金膜成本较低,Pd-Ag,Pd-Y合金膜透氢性能较好而抗杂质气体毒化性能较差,Pd-Pt,Pd-Cu和Pd-Au合金膜则具有相反的特性;钯基三元合金膜在一定程度上提高了二元合金膜的透氢性能并改善了抗杂质气体毒化的性能,但仍存在合金元素偏析、各组元成分比例不易精确控制等问题,且钯基三元合金膜较之二元合金膜合成工艺更复杂、成本更高。最后,对钯合金膜未来的研究方向进行了展望。

关键词：氢气分离纯化钯合金膜抗毒化

氢气对氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃和丙烯共聚物链结构的影响

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高分子学报 2020年第4期51卷 377-384,I0003页

作者：尹学敏秦亚伟张丽洋马帅董金勇中国科学院化学研究所中国科学院工程塑料重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206 中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司研究院抚顺113000

基于Ziegler-Natta催化剂的氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃与丙烯共聚,在水的引发下脱水缩合可有效地形成长支链结构的聚丙烯树脂.而氢气常作为丙烯聚合中的链转移剂,调控聚丙烯的分子量,基于此,研究了氢气对氯硅烷功能化非共轭α,ω-... 详细信息

基于Ziegler-Natta催化剂的氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃与丙烯共聚,在水的引发下脱水缩合可有效地形成长支链结构的聚丙烯树脂.而氢气常作为丙烯聚合中的链转移剂,调控聚丙烯的分子量,基于此,研究了氢气对氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃与丙烯共聚物链结构的影响.核磁共振氢谱(~1H-NMR)测试结果表明,氢气抑制了氯硅烷功能化非共轭α,ω-双烯烃的插入,随着氢气用量的增加,共聚物分子链中端基乙烯基含量由0.12 mol%降低到0.05 mol%.熔体流变行为测试结果显示,聚合物熔体的储能模量、损耗模量和零剪切黏度均随着氢气用量增加而降低,这主要是由于相对分子质量减小和长支链密度的减少.

关键词： Ziegler-Natta催化剂氢气氯硅烷功能化α ω-双烯烃长链支化结构链转移反应

在氢气氛围下利用电弧放电法大量制备纳米碳管的研究

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物理学报 2000年第6期49卷 1106-1113页

作者：王淼李振华鲁阳陈小华陈忠才齐仲甫李文铸浙江大学物理系杭州310027 浙江大学力学系杭州310027

利用以石墨为电极的直流电弧放电法 ,在氢气氛围下制备出了纳米碳管 .实验结果表明 ,在阴极上形成的碳素堆积物中 ,其前端表面及其内部都生成了纳米碳管 .经扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察分析发现 ,所生成的纳米碳管其形态构造在... 详细信息

利用以石墨为电极的直流电弧放电法 ,在氢气氛围下制备出了纳米碳管 .实验结果表明 ,在阴极上形成的碳素堆积物中 ,其前端表面及其内部都生成了纳米碳管 .经扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察分析发现 ,所生成的纳米碳管其形态构造在氢气的压强和直流电弧电流发生变化时 ,没有显著差异 .在氢气压强为 11999Pa ,直流电弧电流为 6 0A时 ,得到了大量的、管径较均匀、直而长的纳米碳管 .

关键词：氢气电弧放电法纳米碳管

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氢气预混层流燃烧球形膨胀火焰的拉伸研究

燃烧科学与技术 2011年第3期17卷 237-242页

作者：暴秀超刘福水刘兴华北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 西华大学交通与汽车工程学院成都610039

采用高速纹影系统和定容燃烧弹对氢气预混层流燃烧球形膨胀火焰的拉伸进行了研究.分别改变燃空当量比(0.3～4.0)、初始温度(283～400,K)、初始压力(0.05～0.30,MPa)的条件下对比分析拉伸的变化规律,以及拉伸对火焰速度、燃烧速度的影响... 详细信息

采用高速纹影系统和定容燃烧弹对氢气预混层流燃烧球形膨胀火焰的拉伸进行了研究.分别改变燃空当量比(0.3～4.0)、初始温度(283～400,K)、初始压力(0.05～0.30,MPa)的条件下对比分析拉伸的变化规律,以及拉伸对火焰速度、燃烧速度的影响规律,还解释了拉伸对不等扩散不稳定和流体力学不稳定的影响机理.研究结果表明,随着半径的增大,拉伸率成幂函数关系逐渐减小,其指数和系数值随燃空当量比、温度、压力的变化有明显的变化规律;火焰拉伸的存在使得火焰速度和燃烧速度发生改变,同时它还是火焰不等扩散不稳定和流体力学不稳定发生的前提条件.

关键词：氢气层流燃烧拉伸定容燃烧弹