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稀释气对天然气掺甲醇裂解气预混层流燃烧特性的影响

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工程热物理学报 2018年第12期39卷 2809-2817页

作者：曾东建朱震南左子农韩志强暴秀超钱云寿西华大学流体及动力机械教育部重点实验室成都610039 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

运用了定容燃烧弹-纹影系统球形发展火焰的研究方法,用体积比H2:CO=2:1的混合气来模拟甲醇裂解气,用N_2和CO_2作为稀释气,在初始温度为343 K、初始压力为0.3 MPa的条件下进行了稀释气-天然气-甲醇裂解气-空气预混燃烧试验,研究了不同当... 详细信息

运用了定容燃烧弹-纹影系统球形发展火焰的研究方法,用体积比H2:CO=2:1的混合气来模拟甲醇裂解气,用N_2和CO_2作为稀释气,在初始温度为343 K、初始压力为0.3 MPa的条件下进行了稀释气-天然气-甲醇裂解气-空气预混燃烧试验,研究了不同当量比(0.8～1.4)下不同稀释气种类(N2和C02)及不同稀释气添加比例(0.05、0.1、0.15)对天然气-甲醇裂解气-空气(其中甲醇裂解气体积占比0.4、天然气体积占比0.6)层流燃烧速度、马克斯坦长度及胞状结构等燃烧特性的影响.并且在不添加稀释气的条件下,进行了同样初始温度和压力下的天然气(1/0.6/0.2)-甲醇裂解气(0/0.4/0.8)-空气预混层流燃烧的对比试验.结果表明:掺甲酵裂解气会增加混合气层流燃烧速率,促进胞状结构的产生;添加稀释气会降低层流燃烧速率;CO_2对流体动力学不稳定性的抑制作用以及对热扩散不稳定性的促进作用强于N2.在此条件下,热扩散不稳定性是影响火焰不稳定性的主要因素.

关键词：稀释气天然气甲醇裂解气层流燃烧速率胞状稳定性

稀释气对掺氢天然气层流预混燃烧火焰稳定性的影响

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燃烧科学与技术 2010年第3期16卷 220-224页

作者：苗海燕焦琦黄佐华蒋德明西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

在定容燃烧弹内研究了初始压力为0.1 MPa,初始温度为285 K下掺氢天然气-空气-稀释气体混合气的层流火焰传播过程,获得了在不同掺氢比、稀释度和当量比下的Markstein长度,并结合Markstein长度以及纹影图片分析了氮气稀释气和CO2稀释气对... 详细信息

在定容燃烧弹内研究了初始压力为0.1 MPa,初始温度为285 K下掺氢天然气-空气-稀释气体混合气的层流火焰传播过程,获得了在不同掺氢比、稀释度和当量比下的Markstein长度,并结合Markstein长度以及纹影图片分析了氮气稀释气和CO2稀释气对火焰稳定性的影响及其异同.研究结果表明,Markstein长度随着掺氢比的增加而减小.Markstein长度随稀释度的变化规律与掺氢天然气的掺氢比和当量比有关.CO2稀释气对火焰稳定性的影响较氮气更为显著.

关键词：天然气氢气稀释气定容燃烧弹火焰稳定性

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稀释气对甲醇制丙烯反应产物的影响

石油学报（石油加工） 2015年第2期31卷 556-562页

作者：蒋斌波严丽霞魏令泽冯翔廖祖维黄正梁王靖岱阳永荣汪燮卿浙江大学化学工程联合国家重点实验室化学工程与生物工程学系浙江杭州310027 中国石化石油化工科学研究院北京100083

分别考察了N2与H2O作为稀释气对ZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯(MTP)反应的影响。比较了N2与H2O在不同稀释比下新鲜剂催化MTP反应的产物分布,阐述了N2气氛与H2O气氛的稀释机理;通过比较这2种气氛持续作用下,催化剂酸性及产物分布随时间的变... 详细信息

分别考察了N2与H2O作为稀释气对ZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯(MTP)反应的影响。比较了N2与H2O在不同稀释比下新鲜剂催化MTP反应的产物分布,阐述了N2气氛与H2O气氛的稀释机理;通过比较这2种气氛持续作用下,催化剂酸性及产物分布随时间的变化,进一步考察了水蒸气老化处理对催化剂性能的影响。结果表明,H2O的化学吸附致使分子筛脱不稳定铝的过程主要发生在MTP反应初期;由于H2O对不稳定铝具有快速脱除的作用,对新鲜剂进行24h的水蒸气老化处理,既削弱了H2O对催化剂酸性位的化学作用,又保留了相对稳定的骨架铝结构,同时还可降低MTP工艺的水/醇比,达到节水节能的效果。

关键词：甲醇制丙烯(MTP) 稀释气水蒸气老化积炭

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稀释气对COIL输出功率的影响

强激光与粒子束 2008年第11期20卷 1837-1840页

作者：徐明秀桑凤亭陈方金玉奇房本杰中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院研究生院北京100039

研究了稀释气进气位置、稀释比以及氮气、二氧化碳、氩气作为稀释气对kW级立式N2-COIL输出功率的影响。结果表明:主稀释气从发生器进入,有利于输出功率的提高;从发生器出口进入,有利于激光器的稳定。采用不同的稀释气时,输出功率有很大... 详细信息

研究了稀释气进气位置、稀释比以及氮气、二氧化碳、氩气作为稀释气对kW级立式N2-COIL输出功率的影响。结果表明:主稀释气从发生器进入,有利于输出功率的提高;从发生器出口进入,有利于激光器的稳定。采用不同的稀释气时,输出功率有很大的不同,但是随着稀释比的变化趋势几乎相同。以Ar作为稀释气可以降低超音速段的温度,提高小信号增益系数;据此优化设计激光器,可以提高激光器的输出功率和化学效率。以CO2气体为稀释气的激光器在低温吸附方面却有着极大的吸引力。对于不同的实验目的和要求,应该选择不同的气体作为稀释气,充分利用气体自身的优势。

关键词：氧碘化学激光稀释气氮气二氧化碳氩气输出功率小信号增益系数

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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无稀释气立式氧碘化学激光器的设计与实验

强激光与粒子束 2006年第5期18卷 733-735页

作者：张岳龙房本杰陈方赵伟力桑凤亭金玉奇李庆伟徐明秀中国科学院大连化学物理研究所

分析了氧碘化学激光器(COIL)在无稀释气条件下工作所带来的一系列问题和对其性能的影响,并提出了相应的解决方法,进而对COIL结构和相关参数进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为117.6 mmol/s时,平均输出功率2.25 kW,化学效率达... 详细信息

分析了氧碘化学激光器(COIL)在无稀释气条件下工作所带来的一系列问题和对其性能的影响,并提出了相应的解决方法,进而对COIL结构和相关参数进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为117.6 mmol/s时,平均输出功率2.25 kW,化学效率达到21.1%,比功率0.22 J/g;分别以氦气和氮气为稀释气,对COIL进行了参数和实验数据比较。

关键词：氧碘化学激光器射流发生器稀释气 ptras值化学效率能流密度比功率

甲醇-空气和甲醇-空气-稀释气预混层流燃烧特性

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工程热物理学报 2009年第3期30卷 517-520页

作者：张志远黄佐华王显刚郑建军苗海燕王锡斌西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

本文利用定容燃烧弹研究了不同初始压力、初始温度、气体稀释度和燃空当量比下甲醇-空气-稀释气预混层流燃烧特性。结果表明:对于给定初始压力和温度,甲醇-空气预混合气的质量燃烧率、燃烧压力和温度的最大值均出现在当量比1.1左右,而... 详细信息

本文利用定容燃烧弹研究了不同初始压力、初始温度、气体稀释度和燃空当量比下甲醇-空气-稀释气预混层流燃烧特性。结果表明:对于给定初始压力和温度,甲醇-空气预混合气的质量燃烧率、燃烧压力和温度的最大值均出现在当量比1.1左右,而火焰发展期和燃烧期在此当量比下最短。火焰发展期、燃烧期和燃烧压力峰值随初始温度的增加而减小,最高燃烧温度随初始温度的增加而增加,燃烧压力峰值和最高燃烧温度随初始压力的增加而增加。火焰发展期和燃烧期随稀释度的增加而增加,而燃烧压力峰值和最高燃烧温度随稀释度的增加而降低。

关键词：甲醇预混合气稀释气燃烧特性

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甲醇-空气-稀释气预混燃烧的数值分析

科学通报 2010年第4期55卷 401-408页

作者：郑建军张志远黄佐华王金华汤成龙张烜西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

基于扩展甲醇氧化机理,数值分析了不同氮气稀释比下的甲醇-空气-稀释气的层流预混燃烧特性和火焰结构特性.获得了甲醇-空气-稀释气的层流燃烧速度、质量燃烧流量、绝热火焰温度、全局活化温度、泽多维奇数和有效路易斯数等燃烧特性参数... 详细信息

基于扩展甲醇氧化机理,数值分析了不同氮气稀释比下的甲醇-空气-稀释气的层流预混燃烧特性和火焰结构特性.获得了甲醇-空气-稀释气的层流燃烧速度、质量燃烧流量、绝热火焰温度、全局活化温度、泽多维奇数和有效路易斯数等燃烧特性参数以及层流预混火焰结构信息.研究表明,扩展甲醇氧化机理适用于计算稀燃和化学计量比附近甲醇-空气-稀释气层流预混火焰特性和燃烧化学反应过程.层流燃烧速度和质量燃烧流量随氮气稀释比的增加而减小,且在混合气较稀时受稀释气的影响更明显.混合气有效路易斯数随稀释比的增加而略有增加,火焰锋面热扩散不稳定性被抑制.热膨胀比随稀释比的增加而降低,火焰厚度随稀释比的增加而增加,稀释气的加入抑制了火焰锋面的流体力学不稳定性.稀释气添加导致的反应物浓度下降和火焰温度下降影响了甲醇燃烧火焰结构,降低了甲醛和NOx浓度.

关键词：甲醇稀释气预混燃烧数值分析

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稀释气种类对丙烷可燃极限的影响研究

稀释气种类对丙烷可燃极限的影响研究

作者：谢清华东北大学

学位级别：硕士

丙烷(C3H8)是一种重要的气体燃料,在工业领域中广泛应用。丙烷燃烧时火焰温度均匀,通常用作电力系统和纯氧燃烧的燃料。当丙烷与空气或氧气在可燃极限范围内混合时会发生爆炸,而在可燃极限之外则不具有易燃性。工业上通常在丙烷空气或... 详细信息

丙烷(C3H8)是一种重要的气体燃料,在工业领域中广泛应用。丙烷燃烧时火焰温度均匀,通常用作电力系统和纯氧燃烧的燃料。当丙烷与空气或氧气在可燃极限范围内混合时会发生爆炸,而在可燃极限之外则不具有易燃性。工业上通常在丙烷空气或氧气混合物中加入稀释气以惰化防爆,降低火焰温度,从而改变丙烷的燃烧特性,常用的稀释气有CO2、N2和Ar等。为了防止丙烷在制备、运输及使用过程中发生爆炸事故,有必要研究丙烷在不同稀释气条件下的燃烧特性,提高丙烷在空气或氧气中的燃烧安全性和稳定性。可燃极限是表征气体燃料燃烧安全性和稳定性的重要指标,因此研究不同稀释气对丙烷可燃极限的影响具有重要的实际意义。本文围绕CO2、N2和Ar对丙烷可燃极限的影响开展研究,主要从事的研究内容如下:在 5L 爆炸容器中测定了C3H8在O2/CO2、O2/Ar、O2/N2、Air/CO2、Air/Ar 和 Air/N2六种工况下的可燃下限和可燃上限,分析了稀释气浓度、稀释气种类和氧气浓度对C3H8的可燃下限和可燃上限的影响。结果表明,C3H8预混气体的可燃性随稀释气含量的升高逐渐降低,O2浓度的增加提高了C3H8预混气体的可燃性。不同种类稀释气对C3H8可燃极限的影响程度不同,具体表现为CO2、N2、Ar的稀释能力为CO2>N2>Ar。在CHEMKIN中,通过引入虚拟物质FCO2与CO2做对比,分离出CO2的化学特性对可燃极限的影响,FCO2的物理性质与CO2相同,但它不参与化学反应。结果表明,随着CO2含量的提高,其化学特性对可燃极限的影响逐渐增大,而当CO2含量较低时,其化学特性对可燃极限的影响几乎可以忽略。通过建立能量平衡方程分析了稀释气的比热和辐射效应对可燃极限的影响。结果表明,混合气比热的改变是引起C3H8燃烧特性发生变化的主要原因,辐射热损失是造成可燃极限改变的重要因素。重新建立了气体燃料在O2/Diluent和Air/Diluent条件下的可燃极限预测模型。结果表明,可燃极限的预测值和测量值之间误差较小,C3H8预混气体可燃性范围的测量值总是低于预测值。可燃下限的绝对误差在1%以内,可燃上限的绝对误差在2%以内,可以对不同工况实现较为准确的预测。

关键词：稀释气可燃极限影响机理理论预测