摘要：针对内燃机条件下分层燃烧的情况,采用直接数值模拟方法,研究了温度分层对二甲醚(dimethyl ether,DME)/空气预混气湍流分层燃烧过程的影响机制.结果表明:与零维反应器内的均质自着火过程相比,湍流分层燃烧延长了整体燃烧过程的持续时间,平均释热率峰值明显降低;输运预算分析揭示了着火锋面的传播存在自燃波与爆燃波两种着火模式,随着温度分层程度的增大,爆燃模式逐渐增强,进而导致高温着火提前;化学爆炸模式分析明晰了燃料着火的演变过程,并且利用相关准则数准确揭示了控制低温与高温着火过程的关键变量与基元反应.研究结果对于DME均质压燃式内燃机的设计以及燃烧过程调控具有借鉴意义.

摘要：针对煤层气热值低的特点,设计了一台煤层气旋流燃烧器,采用数值模拟方法研究了不同热负荷及过量空气系数对燃烧性能的影响,并计算了燃烧污染物的生成.结果表明,在燃烧区域存在逆压梯度,加强了烟气的扰动,有利于形成稳定的高温区,提高燃烧效率.燃烧器负荷调节范围大,低负荷时仍能保持较高的燃烧温度和燃烧效率.过量空气系数为1.05时燃烧温度最高,此时NOx生成最多,仅为25.1 mg/m3.

摘要：为了探索填充床内催化活性分布对甲醇重整制氢的影响,文中采用铜基催化剂设计了3种不同活性布置的催化剂床层,并在管式反应器内开展了实验研究,考察了3种不同活性分布的床层上空速和温度对甲醇转化率及产氢速率的影响。通过甲醇蒸汽重整实验表明,3种床层上甲醇转化率及产氢速率随着反应温度和空速的变化规律相同。但床层Ⅰ的催化剂布置形式,改善了局部热效应,提高了催化剂的利用效率。结果显示:床层Ⅰ的催化剂布置形式优于其他2种催化剂布置形式;相同催化剂用量下,床层Ⅰ中的甲醇转化率比床层Ⅱ的甲醇转化率提高9.91%;最佳的活性布置方式是,催化剂用量由反应器入口到出口梯级增加。且在甲醇裂解实验中,床层Ⅰ中的H2体积分数高于床层Ⅱ中的。

摘要：水煤气变换反应是工业上用于提纯H_(2)以及去除CO的重要化学反应。为克服水煤气变换反应低温下动力学的限制,本文建立一种低温等离子体协同铜基催化剂催化水煤气变换反应体系,使得反应能在120℃时进行。通过研究不同载体(Al_(2)O_(3)、CeO_(2)、TiO_(2)、SiO_(2)、SAPO-34)负载铜催化剂对等离子体催化的影响后发现,当CuO_(x)/CeO_(2)催化剂同等离子体耦合时,表现出最佳的催化活性,CO转化率57%,氢气产率42%。研究表明,更好的催化性能归因于CuO_(x)/CeO_(2)催化剂表面的氧空位以及数量众多的Cu活性位点,有利于吸附反应物,促使反应的进行。但是载体的比表面积、颗粒尺寸、酸性位点数量,介电常数并不是影响本文实验条件下低温等离子体催化WGS反应的主要因素。

摘要：碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义。本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究。实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细性能的变化规律,结果表明:在低于460℃阶段,吸液芯毛细性能提升有限,这是由于不锈钢表面Cr2O3氧化膜对液钠润湿性影响决定的。温度高于460℃之后,液钠与Cr_(2)O_(3)发生腐蚀反应,吸液芯毛细性能明显增强。且液钠对不锈钢表面氧化膜的破坏是不可逆的,在后续加热周期的温度变化阶段将保持最佳浸润性,吸液芯毛细特性将主要受到表面张力物性的影响,呈现随温度升高吸液芯质量下降的变化趋势。根据毛细理论并结合吸液芯结构建立了吸液芯毛细抽吸模型,降温阶段模型预测吸钠质量与实验值的误差在12%以内。

摘要：摇摆条件下附加惯性力的作用会对两相流动的压降及汽泡受力产生影响。考虑相变能量和质量输运,采用流体体积(VOF)多相流模型对附加惯性力条件下竖直矩形流道内过冷流动沸腾进行了数值模拟。汽液界面位置通过分段线性插值(PLIC)的方法获得。模拟结果获得了孤立汽泡周围压力、速度、温度分布以及二次流动现象,分析了汽泡聚合过程汽泡形态及内部速度矢量的演变过程,模拟结果与文献中结论吻合良好。附加惯性力作用使得流动压降比静止条件下要大,过冷流动沸腾压降由于汽相产生会在单相流动的基础上产生波动,且热通量越大,压降波动幅度越大。摇摆产生的附加惯性力相对汽泡所受的其他力而言可以忽略不计,而摇摆导致的流量波动会改变汽泡受力大小,进而影响沸腾换热。

摘要：甲醇重整制氢具有多方面的优势,是制取氢气的重要途径.传统固定床反应器受到传热传质的限制,导致床层中颗粒催化剂的效率降低.本文设计了一种微型板式反应器,开展了固定床催化剂在床层中不同分布形式对甲醇蒸气重整制氢反应性能影响的研究.结果表明,催化剂床层中沿反应物流动方向上的温度分布出现了冷点温差.通过催化剂合理分布可以降低冷点温差并可提高甲醇蒸气重整反应的氢气产量.在最佳催化剂分布条件下获得了微反应器轴向最小冷点温差的温度分布,其甲醇转化率和氢气产率也较高.

摘要：从气泡破裂的力平衡机理出发,采用流体体积函数(VOF)模型研究竖直窄流道中单个气泡受到附加惯性力作用后变形破裂的情况。通过定义气泡破裂点处的速度和观察气泡破裂时的颈部最短距离来描述表面张力、附加惯性力大小及初始形状对气泡破裂的影响。结果表明:表面张力、附加惯性力和初始形状对气泡的破裂有很大影响,它们直接影响流体对气泡的射流作用,最终可能导致气泡破裂。

摘要：在低流量强迫循环工况下,一部分U型管可能会发生流动反转的现象。通过实验研究了低流量强迫循环条件下一次侧入口温度、一回路总流速、电动调节阀阻力系数以及二次冷却水流量对U型管倒流临界点的影响。结果表明:随一次侧入口温度的增加,倒流临界流速增大;随一回路总流速的增大,倒流时U型管入口温度逐渐增大;从实验结果来看,电动调节阀阻力系数对倒流临界点的影响并不显著;随二次侧冷却水流量的增大,倒流临界流速缓慢下降。

摘要：在U型管倒流问题中,倒流临界点的准确判断较为重要。本文建立了U型管倒流特性的理论分析模型,并基于理论分析模型对倒流临界判定准则进行了简化,将倒流理论分析模型和倒流临界简化判定准则的计算结果与实验结果进行对比。结果表明,倒流理论分析模型和倒流临界简化判定准则的计算结果与实验结果符合较好,平均相对误差的绝对值分别为3.4%和3.7%,说明倒流理论分析模型和倒流临界简化判定准则对倒流点预测结果较为准确。