2025年, 第31卷, 第02期　
刊出日期：2025-04-25

  

• 全选
  |

• Select
  用于化学链乙烷氧化脱氢的镍铁基氧载体

  李颖, 赵海波

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 111-119.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对化学链乙烷氧化脱氢过程，利用初湿浸渍法合成了一系列H-ZSM5分子筛负载的Ni-Fe基氧载体．通过等温实验、工况验证以及长周期循环实验考察了氧载体的反应性能，并利用XRD、FTIR、C₂H₆-TPR及ESEM-EDS表征分析了氧载体的反应机制．实验结果表明，Ni物种进入了分子筛骨架中，Fe物种均匀地分散在分子筛表面．前者负责乙烷转化，后者负责选择性产生乙烯，二者的协同作用使得氧载体相对于纯相负载分子筛氧载体具有更高的乙烷转化率和乙烯选择性．其中，优选氧载体在650℃时具有92.21%的乙烯选择性及16.34%的乙烯产率，并且在24次氧化还原循环过程中保持性能稳定．
• Select
  金属表面电场调控正癸烷裂解及沉积的分子动力学研究

  周文君, 陆毅, 周伟星, 贾贞健

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 120-128.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  航空煤油在发动机喷嘴表面的裂解结焦现象影响了发动机的运行安全，为了抑制喷嘴表面结焦，本工作提出利用金属表面电场调控替代燃料正癸烷分子在金属表面的碳沉积过程．研究工作主要利用ReaxFF分子动力学方法模拟了不同温度下带电金属表面催化裂解过程，研究发现低温裂解环境中，带电Ni金属层通过提高正癸烷分子的吸附能和抑制分子扩散，从而降低了催化裂解速率，并抑制了金属表面的碳沉积．而高温环境中，分子克服了表面电场对分子扭转和扩散运动的影响，并通过改变金属电性调控电荷转移和脱氢反应程度，进而调控正癸烷的裂解和沉积．在裂解结焦实验中，正电荷金属表面抑制了结焦的生成．本工作为抑制航空发动机碳氢燃料裂解结焦提供了新的方法和理论基础．
• Select
  微波辅助点火增强模式及其转化研究

  吴慧珉, 张毅, 李荣杰, 刘超辉, 许景星, 王兆文, 成晓北

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 129-137.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于微波辅助点火的定容弹台架，对当量比为0.7下的甲烷-空气混合物进行了微波增强的点火试验．采用了功率诊断检测能量吸收，并以等离子体在各个方向的冲击量化评估点火核心增强效果．研究表明，随着微波功率的提高，先后出现了两种表观特性截然不同的等离子体，即辉光和炽光等离子体，并分别对应不同的微波增强模式．随后研究了气体参数(气体压力、气体组分)对两种增强模式以及转换过程的影响，研究表明，较高的压力(0.4 MPa)能促进炽光等离子体的出现，并能使增强效果的负压效应失效．此外，甲烷能抑制炽光增强的发生，这可能是因为其生成产物水和二氧化碳能削弱等离子体对微波能量的吸收．并且与氮气相比，氧气更能使炽光增强的功率转变临界值提前．炽光增强模式下的能量吸收与入射功率间存在明显的线性关系，此时等离子体内电子数密度相对稳定．
• Select
  基于氢燃料储能的离网式风-光-储混合能源系统配置规划及运行策略研究

  杨倩鹏, 陈晓文, 王辉, 贾鹏程, 岳宗宇, 尧命发

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 138-149.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对风-光-储可再生综合能源系统不同储能时间尺度配置规划问题，构建了基于风-光-电池-储氢的综合能源系统模型，并进行了综合能源系统配置规划-运行策略协同的多目标优化研究．现有综合系统规划模型方面研究在考虑经济性和稳定性多目标优化的同时对于兼顾跨季节储能的研究较少，并存在无法兼顾和平衡经济性和稳定性以获得最优配置规划方案的问题．为了解决上述问题，引入了储氢和氢内燃机发电作为储能系统的一部分，减少了电池的配置容量，同时氢内燃机在成本和技术成熟度上比燃料电池存在一定的优势，既降低了系统成本，又实现了长时储能．首先通过单目标优化，在保证系统稳定性的前提下，确定系统经济性最优的条件，再通过多目标优化，基于粒子群算法以系统运行负荷缺电率最小和系统平准化度电成本最小为目标获取最优配置方案．通过模拟在天津大学北洋园校区建立风-光-储综合能源系统，基于当地气象数据与用电数据进行算例验证，结果证明了所得优化配置和运行策略的优越性．
• Select
  空间发动机MMH/N₂O₄喷雾-燃烧-耦合传热过程模拟研究

  许建国, 陈赟, 张禹, 王园丁

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 150-160.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探究双组元空间发动机内自燃推进剂喷雾、燃烧和传热特性，首先对现有MMH/N₂O₄（甲基肼/四氧化二氮）详细燃烧反应机理进行适当简化，提出适用于三维模拟的MMH/N₂O₄化学反应动力学模型，并在不同工况下对简化机理的准确性进行了验证；随后，采用流体体积（volume of fluid,VOF）模型对空间发动机内MMH/N₂O₄射流撞击雾化过程进行了非稳态模拟，并重点分析了直流互击作用下扇形液膜的形成和演变规律；基于以上化学反应机理及液雾分布模拟结果，在欧拉-拉格朗日体系下构建了离散液滴初始分布，并结合部分搅拌反应器湍流燃烧模型，开展了空间发动机内MMH/N₂O₄喷雾燃烧及流固耦合传热过程的模拟研究．结果表明，空间发动机内推进剂湍流喷射雾化燃烧过程对壁面冷却液膜的形成和发展具有重要影响，冷却液膜主要出现在燃烧室直线段，在高温燃气与固体域之间建立了一个明显的温度缓冲层，从而实现对发动机壁温的保护．
• Select
  双级反旋贫油直喷喷嘴雾化特性实验研究

  赵若霖, 孔文俊

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 161-173.

  摘要 ( )   可视化   收藏

  基于贫油直喷低排放燃烧室技术，本文设计了一种双级反旋喷嘴，为优化其雾化性能，通过激光粒度分析仪和粒子图像测速仪(PIV)探究雾化压力、旋流器结构及进气条件等参数对雾滴粒径分布和速度场的影响．结果表明，随雾化压力增加，雾化锥角先增大后趋于稳定，索特平均直径(SMD)逐渐减小；沿雾锥径向和轴向SMD逐渐增大；旋流气流能有效降低SMD，内旋流叶片角度增加和外旋流叶片角度减小均有助于降低SMD；叶片数量对粒径分布和喷雾速度场影响较小；外气量过高时，雾锥无法形成，最佳内外气量比例为3∶1；随总气量增大，SMD先减少后增大，在7.89 g/s时，SMD达到最小值．研究结果为喷嘴设计优化提供理论依据和工程指导．
• Select
  阴燃临界供氧特性的研究进展与综述

  秦蕴竹, 林少润, 陈玉莹, 张轶超, 黄鑫炎

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 174-187.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  阴燃是一种低温、缓慢、无焰的燃烧现象.阴燃既能引起地球上规模最大、持续时间最长的森林火灾，也有望成为一种清洁、安全且低成本的固废处理新技术.然而，当前学界对维持阴燃的临界供氧极限仍缺乏深入理解.该文章综述了文献中探索阴燃临界供氧极限的实验和数值模拟方法，并从临界供氧浓度和临界供氧速率的角度，探讨了不同燃料和供氧模式下的临界供氧特性及其影响因素，以期为未来系统性研究及认识近极限条件下阴燃的临界供氧特性提供参考.
• Select
  自燃着火与火焰传播的判别方法研究综述

  张璇, 刘海峰, 尧命发

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 188-196.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在新型低温燃烧模式中，大多存在自燃着火和火焰传播共存的现象，但二者之间的相互作用机制尚且不明．鉴于此，从实验和数值模拟两方面回顾了国内外关于自燃和火焰传播的判别方法，总结了各种方法的特点及适用范围，并对数值模拟中的速度判定、Da数判定和CEMA判定3种方法进行了重点介绍．在未来，将机器学习和图像处理技术应用于燃烧诊断领域，有望实现自燃着火和火焰传播的定量和定性判断，明晰两者之间的作用机制，为新型燃烧模式中燃烧过程的调控提供理论指导．
• Select
  用于直接空气捕集的钾基吸附剂的掺杂改性

  郑健飞, 陈晓平, 马吉亮, 梁财

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 197-204.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对再生温度过高以及制备过程复杂的问题，以微米级Zr O₂为载体、K₂CO₃为活性组分，研制了制备过程简易且可以实现低温下直接空气捕集的钾基吸附剂，并选取二氧化钛（Ti O₂）、氯化钾（KCl）、活性炭（AC）、锆硅酸钠(Na₂Zr O·（Si O₄）₂)、全弗烷基硅烷(C₁₀H₄C_l3F₁₇Si)作为K₂CO₃/Zr O₂复合吸附剂的掺杂剂进行改性．对5种改性复合吸附剂在CO₂直接空气捕集中的碳酸化反应特性进行了研究，结果表明：Na₂Zr O·（Si O₄）₂、AC、Ti O₂的掺杂对K₂CO₃/Zr O₂复合吸附剂的吸附量有负面作用；KCl的掺杂对吸附量的提升作用较小；而C₁₀H₄C_l3F₁₇Si的掺杂使K₂CO₃/Zr O₂吸附剂的吸附量提升了56%，吸附过程中碳酸化反应速率整体提高，增加了直接空气捕集的经济性．论文进一步通过微观层面阐述了掺杂剂对钾基吸附剂碳酸化反应特性的作用原理．
• Select
  台阶高度对船用低排放塔式分级燃烧性能影响研究

  胡金洋, 赵铁铮, 王俊, 陆景贺, 刘潇

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 205-211.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对塔式分级燃烧室旋流器结构进行优化，研究了旋流器主燃级和值班级之间的台阶高度对燃烧室的流场、燃烧性能及出口温度分布的影响．结果表明：随着台阶高度的增加，台阶回流区尺寸增大并挤压中心回流区头部，燃油分布均匀性降低，高温区面积急剧上升，NO生成量和生成区域均扩大，高温烟气逐渐向出口两侧壁面移动，出口温度分布质量逐渐改善；压力损失系数逐渐降低，当台阶高度由4 mm增加至16 mm时，燃烧室压力损失系数和出口温度分布系数OTDF分别降低了0.2%和5.6%,NO排放量增加了62.1%.
• Select
  非预掺混氢/天然气烟气内循环燃烧特性研究

  颜衎梯, 王勇, 刘芃芃, 赵硕, 韦耿, 卓建坤, 姚强, 李水清

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 212-220.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文设计并实验研究了一种非预掺混氢/天然气烟气内循环低氮燃烧器，以实现高比例氢气的灵活掺混、低NO_x排放和燃烧稳定性．通过改变掺氢比例，研究发现NO_x排放量在50%掺氢时热值比达到最低值71.3 mg/m³（@3.5%O₂），与未加入烟气内循环的参考燃烧器相比，显著降低了NO_x排放水平．数值模拟分析揭示了燃烧器出口附近存在着内外两个回流区，即以钝体为中心的内回流区，以及炉膛外壁面作用下形成的外回流区，这两个区域为燃烧器提供稳定的火焰锚定点，确保了在0至100%掺氢比范围的稳定燃烧．掺氢比不会影响内、外回流区位置和大小，只会影响回流气体速度大小．NO_x排放在50%掺氢比时最低的关键是火焰结构发生了转变，使高浓度OH、O活性自由基大幅减少，进而降低了热力型NO_x排放．
• Select
  氨/甲苯层流扩散火焰中碳烟形态及纳观结构演变的实验研究

  余荣浩, 徐义书, 张凯, 成晓北, 权燕红

  燃烧科学与技术. 2025, 31(02): 221-233.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  芳香烃是汽、柴油的重要组成部分，也是碳烟生成的重要前驱体．选取甲苯表征芳香烃类组分，通过热泳取样、透射电子显微镜(TEM)观察及图像数据提取方法探究了氨/甲苯层流扩散火焰中碳烟形态、纳观结构的演变规律．结果表明，掺氨降低了火焰上游温度，延长了甲苯燃料裂解所需时间，延缓了碳烟的成核、生长过程，初级颗粒平均粒径减小．但同时，掺氨提高了火焰峰值温度，形成团聚颗粒所需的过程被缩短．掺氨比例达40%时，峰值平均颗粒粒径减小9.87%．此外，掺氨缩短了碳烟的微晶长度、增大了微晶曲率以及层间距，纳观结构变得更加无序，碳烟氧化的可能性增加．对比脂肪烃燃料，甲苯火焰中的峰值平均颗粒粒径最大，掺氨后降幅最低．每掺混1%氨气，甲苯火焰中峰值颗粒粒径的降幅仅为0.2%～0.3%，远低于正癸烷和正庚烷的0.6%和0.9%．芳香烃燃料形成多环芳烃(PAH)的路径更短，碳烟生成倾向更大，掺氨对于芳香烃火焰中碳烟生成的抑制作用小于脂肪烃燃料．