2024年, 第30卷, 第04期　
刊出日期：2024-08-25

  

• 全选
  |

• Select
  凹坑下城镇中低压燃气管道水平喷射火研究

  张培红, 孙玲

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 323-328.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  城镇埋地中低压燃气管道周围人口密集，一旦发生全管径破裂，凹坑条件将加剧水平喷射火行为的复杂及危险性．利用Fluent模拟分析了不同凹坑尺寸及管压下火焰长度、等效宽度及长宽比变化规律，得到了火焰长度及等效宽度与无量纲热释放速率关系式．结果表明：火焰长度随着热释放速率增加与凹坑尺寸减小而增大，坑口尺寸较小时，火焰长度大于开放空间；坑口尺寸增大到一定程度时，火焰长度小于开放空间火焰长度．等效宽度随热释放速率的增大而增大，且当等效宽度增长到凹坑开口尺寸后，增长速率变缓并趋于稳定，同时火焰长度有明显增长．火焰长宽比呈现先减小后增大趋势，随着凹坑尺寸增大，长宽比减小且均小于开放空间．
• Select
  HRD-76燃料的简化反应机理构建与验证

  禹进, 樊崇政, 周航

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 329-338.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为了开发适用于计算流体动力学(CFD)模拟的紧凑和高精度的反应机理，提出了一种新的简化机理构建方法为HRD-76模型燃料构建了含89种组分和471个基元反应的简化反应机理，并验证了各个基础组分和燃料的着火延迟、物质组分浓度、层流火焰速度等基础燃烧特性．并将该机理耦合到三维CFD喷雾模型中，来模拟定容喷雾燃烧室(CVSCC)中的喷雾燃烧过程．结果表明，喷雾燃烧特性模拟值能与实验值较好地吻合，证明了所构建机理在燃烧CFD模拟中的有效性．本文提出的新方法为高碳燃料的机理构建提供了新思路．
• Select
  液态煤油旋转爆震燃烧室雾化掺混特性

  李夏飞, 金武, 秦琼瑶, 李建中, 李冬, 袁丽

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 339-346.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  本文针对一款气态煤油预混工况下可成功起爆的爆震燃烧室，设计了一种新型的燃油喷注雾化掺混结构，包括双侧喷孔喷注及内侧溅油环喷注模式．对气态预混的热态爆震特性及燃油掺混雾化特性开展了数值模拟．结果表明，内侧溅油环喷注模式有着较好的雾化效果，而双侧喷注模式则具有较好的穿透掺混效果．确定了组合喷注方式作为燃油的喷注方式，此方案下燃油蒸发率为65%左右，燃油掺混均匀度为0.77左右．随后进行了热态验证，此喷注方案下可以实现旋转爆震波的稳定传播．
• Select
  碱/碱土金属对准东煤灰熔渣微观结构特性的影响

  罗茂芸, 王长安, 赵林, 聂影超, 车得福

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 347-358.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用分子动力学模拟方法对碱金属Na和碱土金属Mg对准东煤灰熔渣微观体系结构的影响开展了研究工作．结果表明，碱金属及碱土金属含量变化对体系中Al—O和Si—O键结合能影响不大，而当碱土金属含量增加，体系内桥氧含量降低，当碱土金属由22%增加至53%，桥氧含量减少了36.37%，体系网络结构的聚合程度随之降低．熔渣微观体系中存在三配位氧，且数量随碱金属和碱土金属含量的增大而减少；准东煤熔渣体系中Al、Si原子的扩散能力总体上随碱金属含量增加而降低，随碱土金属含量增加而提高．
• Select
  基于PLIF检测的生物质挥发分燃烧多环芳烃生成特性

  赵峥, 苏胜, 宋亚伟, 陈逸峰, 刘舆帅, 许凯, 汪一, 胡松, 向军

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 359-369.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对生物质挥发分燃烧过程，采用平面激光诱导荧光技术对火焰中1～2环、3～5环多环芳烃（PAHs）的二维分布进行了研究，分析对比了升温速率（1 000 K/min和1 500 K/min）、O₂体积分数（21%～50%）等关键因素对木屑、核桃壳颗粒挥发分燃烧过程中PAHs生成与转化特性的影响．结果表明：提高升温速率，生物质挥发分燃烧过程中1～2环和3～5环PAHs信号强度峰值显著增加，同时升温速率提高促进了1～2环和3～5环PAHs向小分子碳氢化合物转化；1～2环和3～5环PAHs信号强度峰值随O₂体积分数提高而增加，这是由于增加的O₂体积分数促进了PAHs的释放．但是由于O₂体积分数的提高同样增加了OH自由基浓度，导致PAHs消耗加快，使得1～2环和3～5环PAHs信号强度持续时间随O₂体积分数提高先增加后减少．木屑和核桃壳颗粒挥发分燃烧过程中生成的3～5环PAHs信号强度峰值和信号强度持续时间较为一致，但木屑颗粒生成的1～2环PAHs信号强度峰值更高，这可能是由于木屑颗粒脂肪烃和芳香环含量更高，同时燃烧过程中生成的OH自由基较多，有利于多环PAHs向1～2环PAHs的转化．
• Select
  离心喷嘴内部两相流动及液膜波动特性研究

  李若凡, 刘媛媛, 张润琦, 顾涵, 刘红, 贾明

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 370-376.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  应用界面跟踪方法，RNG(Renormalizationgroup)k-ε湍流模型，对离心喷嘴内部液膜波动特性进行了数值模拟研究．分析了不同的进口速度、燃油表面张力对液膜波动特性的影响．结果表明，离心喷嘴内部充液过程包括非稳态液膜形成过程和准稳态波动过程两个阶段，达到准稳态后，液膜(气核)存在明显的周期性波动特性．随着进口速度的增大，旋转所产生的离心力随之增大，气核尺寸也随之增大，液膜厚度变薄．不同表面张力下气核波动频率变化不大，但幅值不同，表面张力越小，波动振幅越大．
• Select
  In/H-SSZ-13催化剂用于甲烷选择性催化还原NO_x反应的研究

  唐佳媞, 王晨晰, 吕刚, 宋崇林, 李振国, 潘锁柱

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 377-384.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用浸渍法制备了不同比例In改性的In/H-SSZ-13催化剂．通过催化剂活性评价系统研究了In改性比例对In/H-SSZ-13催化剂NO_x转化率的影响，并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等表征技术对In/H-SSZ-13催化剂的物理化学特性进行了深入分析．研究结果表明，添加In能够明显提高H-SSZ-13的CH₄-SCR反应催化活性，其中，15%In/H-SSZ-13催化剂的CH₄-SCR反应活性最佳，其最大NO_x转化率在550℃可达87.32%．尽管In比例的增加对H-SSZ-13的CHA结构没有明显影响，但催化剂表面的In₂O₃物种明显增加，并逐渐形成团簇．In在In/H-SSZ-13催化剂中以In O⁺和In₂O₃两种赋形状态存在，In O⁺是CH₄-SCR反应的主要活性中心，In₂O₃对NO_x转化没有明显作用，但在高温阶段会促进CH₄的氧化反应．
• Select
  木材阴燃传播的自熄与自维持模拟研究

  丁鹏飞, 张春寅, 何其泽, 王苏盼

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 385-393.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  木材阴燃传播会演变成自熄或自维持的火灾形式．基于多组分平行热解氧化的五步反应模型，验证了阴燃前锋深度作为木材阴燃演变临界条件的可行性，并研究了阴燃特征温度、热流和厚度对木材阴燃演变临界条件的影响．模型较好地复现了不同阴燃前锋深度下的木材阴燃自熄和自维持传播．研究发现，临界阴燃前锋深度随着阴燃特征温度和热流的增大而减小，5～10 mm是阴燃传播的特征厚度，在阴燃传播到达到此深度后，自维持的传播更容易发生，且受热流的影响较小．一旦达到临界条件，无论厚度的大小，阴燃始终能够维持传播．
• Select
  基于改进YOLOv7的火灾目标检测算法

  龚文强, 肖铎, 何斌, 葛瑞泽

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 394-402.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  提出基于改进YOLOv7的火灾目标检测算法，以目标检测网络YOLOv7为基本网络，采用改进后的轻量化网络EfficientNetV2-S替换其主干网络，从而降低模型的参数量．引入坐标注意力机制，对EfficientNetV2-S的卷积模块进行改进．对损失函数进行改进，提升火灾识别的精确率．标注火灾目标检测数据集共6 150张对模型进行训练，与常见火灾目标检测算法对比验证，并进行消融实验．结果表明，该算法的检测精度和识别速度比传统目标检测算法有优势，识别精确率比原YOLOv7算法提升6.5%，识别速度提升28.6%.
• Select
  基于金字塔分层L-K光流法的燃气火焰动态特征提取与分析

  王敬燊, 毕德贵, 王宇, 樊俊杰

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 403-410.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  本文研究了金字塔分层L-K光流算法在燃气火焰诊断中的应用，通过实验提取不同工况下燃气火焰图像动态特征，并验证火焰动态特征灵敏性和有效性．结果表明：在稳定工况下，速度大小的均值和方差相比于速度方向的均值和方差更能反映火焰的动态变化；在不稳定工况下，动态特征的速度大小、均值出现周期性变化，描述了不稳定燃烧和火焰熄灭的过程；速度大小均值和方差与工况参数之间呈现显著相关，而速度方向均值和方差相关性较弱．本研究为开发新的燃气检测技术提供参考．
• Select
  基于TDLAS的脉冲爆震发动机燃气温度测量

  吴昭, 李江帆, 卢杰, 杨斌, 郑龙席

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 411-418.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对脉冲爆震发动机（pulse detonation engine,PDE）燃气温度参数在线测量，基于可调谐半导体激光器吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS）技术，采用扫描波长直接吸收-时分复用策略，以H₂O分子为目标组分，设计了燃气温度测量系统，并将该系统应用于PDE燃气温度测量，获得了PDE燃气H₂O分子（7 444.352+7 444.371）-（7 185.587+7 185.597）cm^-1谱线对吸收光谱，并基于双线测温原理实现了5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、25 Hz、30 Hz工作频率燃气温度的在线测量，详细讨论了PDE在不同工作频率下的燃气温度测量结果．结果表明：基于TDLAS技术可以实现PDE燃气温度在线测量．PDE在5 Hz工作频率时，爆震波燃气峰值温度为1 868 K，爆震波通过后，燃气温度存在618 K和424 K两个台阶；不同工作频率下，PDE的燃气温度变化规律较为相似，但随着工作频率的提高，燃气温度升高，这为PDE燃烧优化以及性能评估提供数据支撑．
• Select
  准东煤飞灰沉积特性及数值模拟研究

  滕晓龙, 胡丽娜, 张文超, 李高超

  燃烧科学与技术. 2024, 30(04): 419-428.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对燃用准东煤锅炉出现的积灰结渣现象，研究了准东煤在不同灰化温度下灰颗粒元素含量变化，建立灰沉积模型，对灰颗粒在圆管壁面的沉积特性进行数值模拟．结果表明：烟气温度600℃时，灰颗粒表面无明显熔融现象，且EDS结果中Si、Al元素含量高，计算黏度值远高于临界黏度，随着烟气流速提高，反弹的灰颗粒粒径减小，积灰扩展角减小；随着烟气温度升高，烟气温度800℃时的最大积灰厚度为烟气温度600℃时最大积灰厚度的近3倍，灰化温度达到800℃时灰颗粒表面出现黏结现象，灰颗粒的黏附能力增强；烟气温度达到900℃时，积灰厚度进一步提高，结合实验结果可知，微米级灰颗粒表面出现明显熔融现象，且EDS结果显示Fe元素含量高达28%，计算黏度值接近临界黏度．