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乘波布局高焓激波风洞测热试验研究 预览
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作者 王晓朋 张陈安 +2 位作者 翟建 王发民 叶正寅 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期52-57,共6页
以钝化锥导乘波体为研究对象,开展了高焓激波风洞测热试验以及高温化学非平衡气动加热数值验证,对乘波布局滑翔飞行器前缘线和下壁面热流分布特征进行了研究。结果表明:乘波布局飞行器表面热流主要集中于头部驻点及其附近的前缘小范围... 以钝化锥导乘波体为研究对象,开展了高焓激波风洞测热试验以及高温化学非平衡气动加热数值验证,对乘波布局滑翔飞行器前缘线和下壁面热流分布特征进行了研究。结果表明:乘波布局飞行器表面热流主要集中于头部驻点及其附近的前缘小范围区域内;在0°~6°的迎角范围内,迎角的改变基本不会对前缘线热流产生太大影响,但会导致下壁面热流明显增加;而侧滑角即使在0°~4°的范围内变化,也将导致前缘线迎风一侧热流明显增加。 展开更多
关键词 乘波体 真实气体效应 气动加热 高焓风洞试验 数值计算
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高超声速“准乘波体”构型优化设计方法
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作者 刘文 张陈安 +1 位作者 王发民 叶正寅 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期255-267,共13页
乘波体构型以其非常高的气动效率,在高超声速飞行器设计中有着广阔的应用前景.基于各种基准流场的乘波体生成方法的发展,使得在飞行器设计过程中可以根据不同需求选择不同类型的乘波体构型.但是,乘波体构型一般难以直接满足容积率、配... 乘波体构型以其非常高的气动效率,在高超声速飞行器设计中有着广阔的应用前景.基于各种基准流场的乘波体生成方法的发展,使得在飞行器设计过程中可以根据不同需求选择不同类型的乘波体构型.但是,乘波体构型一般难以直接满足容积率、配平、稳定性等基本的飞行器设计工程需求.针对这一情况,本文结合遗传算法和考虑强黏性干扰效应影响的气动力工程算法,提出了一种"准乘波体"构型优化设计方法.所谓"准乘波体",是指在外形生成过程中保留了乘波体的前缘线,然后对于不同的纵向截面,以相同的型线方程从前缘点出发生成下表面.型线方程以一组幂函数为基函数,通过改变基函数系数即可以不同工程需求为约束条件,借助遗传算法优化获得最优构型.分别获得了无约束条件、以容积率为约束和以在设计点自配平且纵向静稳定为约束的最优"准乘波体"构型.通过CFD数值模拟对相应构型的气动力特性进行了评估,结果表明:"准乘波体"构型流场能够保持较好的"乘波"特性且下表面压力分布较为均匀,可以获得比原乘波体更高的升阻比;通过引入不同约束条件获得的最优"准乘波体"构型,可以在一定范围内灵活地改变容积率,并且在优化过程中可以实现在设计点处满足配平和纵向静稳定要求. 展开更多
关键词 高超声速 乘波体 黏性干扰 稳定性
设计参数对幂次乘波体纵向静稳定性的影响 预览
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作者 王晓朋 张陈安 +2 位作者 刘文 王发民 叶正寅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期887-896,共10页
为实现幂次乘波体的纵向静稳定设计,对幂次体激波面后流线的"凹凸"特性与设计参数之间的关系进行了研究,并以此为依据,通过数值计算的方法得到了设计参数与幂次乘波体纵向静稳定性之间的关系。结果表明:幂次体激波面后的流线... 为实现幂次乘波体的纵向静稳定设计,对幂次体激波面后流线的"凹凸"特性与设计参数之间的关系进行了研究,并以此为依据,通过数值计算的方法得到了设计参数与幂次乘波体纵向静稳定性之间的关系。结果表明:幂次体激波面后的流线由"内凹"和"外凸"两部分组成;设计参数c越大、n越小、设计Ma越大、前缘点布置的越靠前以及乘波体长度L越长,流线的"外凸"段所占比例越大,由此得到的幂次乘波体纵向也就越稳定;此外,在其他设计参数确定的情形下,前缘线形状的改变并不影响乘波体的纵向静稳定性。 展开更多
关键词 纵向静稳定性 幂次乘波体 高超声速滑翔飞行器
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基于CH自由基发光的旋流火焰放热率时空特性研究
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作者 王宽亮 李飞 +1 位作者 刘德峰 余西龙 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期920-928,共9页
对不同工况下CH4/air旋流火焰的放热率在时间上的热声振荡现象和空间的三维形态转变两方面进行了研究。在燃烧形态转变方面,由于旋流火焰的复杂流场分布特性,采用基于化学自发光的三维计算层析技术(3D-CTC),测量了雷诺数从5 000到20 00... 对不同工况下CH4/air旋流火焰的放热率在时间上的热声振荡现象和空间的三维形态转变两方面进行了研究。在燃烧形态转变方面,由于旋流火焰的复杂流场分布特性,采用基于化学自发光的三维计算层析技术(3D-CTC),测量了雷诺数从5 000到20 000的三个工况下旋流燃烧的CH*发光三维火焰结构。以此表征放热率的三维分布,实现对旋流火焰放热空间形态的测量。该诊断方法通过对旋流火焰发光在8个视角下的二维成像,结合层析重建算法得到其三维CH*分布信息。为验证重建保真度,将重建后结果二维可视化与高速摄影下的二维时均结果进行对比,结果表明重建误差在5%以内。研究中,分析了不同雷诺数下放热率的空间变化规律,结果显示所有实验工况下放热率的垂直于喷嘴方向的变化程度比沿喷嘴轴向的要剧烈;而随着雷诺数增加,最大的放热区表现出了明显的向后推进趋势。在旋流燃烧的热声振荡方面,利用CH*的二维高速摄影,对旋流燃烧的放热率不稳定性进行研究,发现放热率的振荡频率随着雷诺数的增大逐渐增加。 展开更多
关键词 化学自发光 旋流火焰 放热率 三维计算层析技术 燃烧不稳定性
旋转爆轰波中多波流动模式的数值研究
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作者 杨鹏飞 牟乾辉 +2 位作者 滕宏辉 胡宗民 姜宗林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期398-406,共9页
为了研究旋转爆轰燃烧室内复杂的波系结构,特别是爆轰波多波传播模式的影响因素,采用两步诱导-放热总包反应模型,对简化的二维旋转爆轰波进行数值模拟。在不考虑环形爆轰燃烧室曲率的情况下,研究了进口总温和周向尺寸对单波及多波流场... 为了研究旋转爆轰燃烧室内复杂的波系结构,特别是爆轰波多波传播模式的影响因素,采用两步诱导-放热总包反应模型,对简化的二维旋转爆轰波进行数值模拟。在不考虑环形爆轰燃烧室曲率的情况下,研究了进口总温和周向尺寸对单波及多波流场结构的影响。结果表明,一定范围内进口总温的增加会使得爆轰波的波头数目增加,且双波流场结构中存在双波对撞和双波同向两种传播形式,双波同向传播和三波同向传播之间则稳定存在着两组双波对撞流场,且有对应的温度范围;对于双波对撞模式,持续减小周向尺寸能够使得流场结构转变成单波模式;周向尺寸的增加则会使得双波对撞向双波同向传播模式转变。 展开更多
关键词 旋转爆轰波 总温 双波对撞 双波同向
激发跃迁速率对热力学非平衡氮气紫外辐射的影响
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作者 吴杰 余西龙 +3 位作者 段然 朱希娟 李霞 马静 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期472-477,共6页
基于氮气的碰撞-辐射(CR)模型,计算了速度为6.2km/s、初始压力为133Pa的高超声速流动激波中N2和N2+分子电子能级的分布情况,分析了不同激发跃迁速率模型对电子能级分布及辐射光谱模拟的影响。针对流动中热力学非平衡区域和平衡区域,在30... 基于氮气的碰撞-辐射(CR)模型,计算了速度为6.2km/s、初始压力为133Pa的高超声速流动激波中N2和N2+分子电子能级的分布情况,分析了不同激发跃迁速率模型对电子能级分布及辐射光谱模拟的影响。针对流动中热力学非平衡区域和平衡区域,在300~440nm的辐射光谱开展了逐线法的数值模拟,并与激波管实验测量光谱进行了对比。结果表明,目前的激发跃迁速率均存在偏差,综合Park模型的爱因斯坦系数和Johnston模型的碰撞激发速率可以得到与实验结果最为接近的辐射光谱。 展开更多
关键词 氮气 热力学非平衡 碰撞-辐射(CR)模型 紫外辐射 激发速率
高超声速高焓风洞试验技术研究进展 预览
7
作者 姜宗林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期347-355,共9页
高焓风洞及其试验技术是助力人类进入高超声速飞行时代的基石,近年来取得了长足的进展。本文首先重点介绍了四种典型驱动模式的高焓风洞,即直接加热型高超声速风洞、加热轻气体驱动激波风洞、自由活塞驱动激波风洞和爆轰驱动激波风洞。... 高焓风洞及其试验技术是助力人类进入高超声速飞行时代的基石,近年来取得了长足的进展。本文首先重点介绍了四种典型驱动模式的高焓风洞,即直接加热型高超声速风洞、加热轻气体驱动激波风洞、自由活塞驱动激波风洞和爆轰驱动激波风洞。通过这些代表性风洞的介绍,讨论了相关风洞的理论基础和关键技术及其长处与不足。由于高超声速高焓流动具高温热化学反应特征,风洞试验技术研究还包含着针对高焓特色的测量技术发展。本文介绍了三种主要测量技术:气动热测量技术、气动天平技术和光学测量技术。这些技术是依据常规风洞试验测量需求而研制的,又根据高焓风洞的特点得到了进一步的改进和完善。最后对高超声速高焓风洞试验技术发展做了简单展望。 展开更多
关键词 高焓流动 激波风洞 高超声速飞行器 气动力/热特性 测量技术
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激波/湍流边界层干扰物面剪切应力统计特性
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作者 童福林 周桂宇 +2 位作者 周浩 张培红 李新亮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期34-45,共12页
为了揭示激波/湍流边界层干扰区内物面剪切应力统计特性的演化规律,采用直接数值模拟方法对来流马赫数2.9、12°激波角的入射激波与平板湍流边界层相互作用问题进行了研究。通过与风洞试验数据的比较分析,验证了计算结果的可靠性。... 为了揭示激波/湍流边界层干扰区内物面剪切应力统计特性的演化规律,采用直接数值模拟方法对来流马赫数2.9、12°激波角的入射激波与平板湍流边界层相互作用问题进行了研究。通过与风洞试验数据的比较分析,验证了计算结果的可靠性。系统地探究了干扰区内物面剪切应力的典型特征,如预乘谱、概率密度分布和相干结构等。研究结果表明,分离激波的低频振荡运动对流向及展向分量的预乘谱均没有实质影响,其脉动仍以高频特征为主,低频能量变化较小。干扰区内流向剪切应力概率密度函数分布变化剧烈,分离泡内对数正态分布规律不再适用,而展向剪切应力在干扰区内与正态分布较为接近。相较于上游湍流边界层,分离泡内物面剪切应力矢量夹角与幅值的联合概率密度变化显著,峰值概率降低,峰值范围增大。此外,流向剪切应力脉动场的本征正交分解分析指出,主能量模态与分离激波的低频振荡以及下游再附边界层内的G?rtler-like流向涡结构密切相关。 展开更多
关键词 激波/湍流边界层干扰 物面剪切应力 预乘谱 概率密度函数 本征正交分解
高速双锥绕流中热化学与输运模型影响研究 预览
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作者 丛彬彬 万田 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期1012-1021,共10页
激波与边界层之间相互作用是高超声速飞行中的常见现象,对飞行器气动性能与飞行安全至关重要.对于高焓来流,流场中通常存在复杂的物理化学现象,此时准确模拟流场中激波边界层相互作用的难度大,相关物理化学建模仍有待进一步考察和研究.... 激波与边界层之间相互作用是高超声速飞行中的常见现象,对飞行器气动性能与飞行安全至关重要.对于高焓来流,流场中通常存在复杂的物理化学现象,此时准确模拟流场中激波边界层相互作用的难度大,相关物理化学建模仍有待进一步考察和研究.本文针对最近文献中纯净空气高超声速双锥绕流实验开展数值研究,分别研究了不同热化学模型与输运模型对壁面压力与热流的影响.热力学模型包括完全气体、热力学平衡和非平衡模型,化学模型包括冻结和非平衡化学模型,输运模型包括经典的Wilke/Blottner/Eucken模型与更加复杂的Gupta/SCEBD模型,以及考虑壁面催化/非催化影响的模型.计算了6个不同算例,涵盖了低焓至高焓来流等不同工况.壁面压力与热流的数值计算结果与实验结果符合较好;对于低焓来流,计算结果主要受到分子内能分布的影响,输运模型对计算结果的影响不大;对于高焓来流,一方面计算结果受到化学反应与壁面催化的影响较大,另一方面不同输运模型对计算结果的影响也更加明显. 展开更多
关键词 激波边界层相互作用 热化学非平衡 输运模型 双锥
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大尺度高焓激波风洞喷管设计研究
10
作者 唐蓓 汪运鹏 姜宗林 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第7期63-72,共10页
激波风洞是开展高超声速飞行器气动力实验的重要地面试验设备,喷管是形成激波风洞试验流场的关键部段.针对大尺度高焓激波风洞,展开轴对称型面喷管设计方法的研究.喷管设计包括无粘型线设计和边界层修正两部分.无粘型线确定后会对其进... 激波风洞是开展高超声速飞行器气动力实验的重要地面试验设备,喷管是形成激波风洞试验流场的关键部段.针对大尺度高焓激波风洞,展开轴对称型面喷管设计方法的研究.喷管设计包括无粘型线设计和边界层修正两部分.无粘型线确定后会对其进行边界层位移厚度的修正.由于喉道处边界层位移厚度相较于特征长度(喷管喉道半径)是一个小量,传统的无粘型线设计方法在进行边界层修正时一般将其忽略.这一假设适用于很多超声速及高超声速喷管.但是大尺度高马赫数喷管需要考虑喉道处边界层的影响.对于高焓激波风洞,高温气体效应以及化学非平衡的影响较大,在喷管设计中不可忽略.本研究对高温气体效应以及边界层进行必要修正,并在数值模拟中考虑化学非平衡的影响.在特征线法的基础上,比热比等特征区关键参数取决于CFD数值模拟的结果.比热比可根据组分信息通过NASA拟合曲线来计算.然后通过叠加计算得到的边界层位移厚度进行迭代的边界层修正.本文利用改进的Sivells法设计Ma17喷管,并对其进行CFD数值模拟.喷管出口高度为2.5 m,总温和总压分别为7400 K, 30 MPa. 展开更多
关键词 超高速高焓激波风洞 喷管设计 边界层修正 高温气体效应 CFD
准东煤中碱金属Na的赋存形态及含量分析 预览
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作者 赵京 魏小林 +1 位作者 张玉锋 李腾 《洁净煤技术》 CAS 2019年第2期96-101,共6页
新疆高碱煤具有低灰、低硫及反应活性高等特点,但在燃烧利用过程中,以气相形式释放的碱金属进入烟气后,将改变飞灰颗粒的物理化学特性,如降低灰熔融温度,并增强黏结性,进而对锅炉及换热设备造成严重的积灰、结渣、腐蚀等。碱金属的赋存... 新疆高碱煤具有低灰、低硫及反应活性高等特点,但在燃烧利用过程中,以气相形式释放的碱金属进入烟气后,将改变飞灰颗粒的物理化学特性,如降低灰熔融温度,并增强黏结性,进而对锅炉及换热设备造成严重的积灰、结渣、腐蚀等。碱金属的赋存形态决定其释放行为,因此深入研究碱金属具体存在形式及含量,可准确预测碱金属释放形式及含量,对准东煤的清洁、高效利用意义重大。以准东高钠煤为研究对象,采用扫描电镜能谱测试(SEM-EDS)分析样品表面元素分布,同时利用电感耦合等离子光谱(ICP-OES)分析碱金属Na赋存形态及含量,并通过X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射(XRD)研究样品表面元素含量及晶态结构。SEM-EDS结果表明:Ca、S在相同区域存在明显富集现象,表明CaSO4存在于该区域;Cl在扫描过程并未发现明亮区域,可认为Cl均匀分布在准东煤中;此外Na也存在少量明亮区域与S对应,表明Na2SO4晶体也存在于准东煤中。XRD结果表明:105℃干燥后样品中碱金属Na以NaCl及Na2SO4晶体结构存在,经去离子水萃取后,对应峰强度减弱,甚至消失。ICP-OES结果表明:准东煤中Na主要以水溶态形式存在,其次为醋酸铵溶态及酸溶态Na,其含量分别为78.42%、11.57%和6.44%,并有少量以硅铝酸盐形式存在的不溶性Na,含量为3.57%;水萃取液中阳离子主要以Na^+、Ca^2+、Mg^2+为主,阴离子主要以Cl^-、SO4^2-以及HCO3^-为主,经计算,阳离子总电荷数为5.369mmol/L,阴离子总电荷数为5.385mmol/L,可知溶液中阴阳离子电荷基本守恒,则水溶态Na可认为主要以NaCl、Na2SO4、NaHCO3等晶体或水合离子形式存在,在均匀分布条件下,可计算出其质量分数分别为5.32%、85.7%以及8.98%。采用XPS对不同温度干燥后的样品进行表征分析,结果表明:随干燥温度升高,煤样中以水合离子形式存在的Na+也随着水分移动向样品表面富集,样品表面的Na/C质 展开更多
关键词 准东煤 碱金属Na 赋存形态 晶态结构 Na/C
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内压缩波系对高超声速进气道自起动性能影响研究 预览
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作者 贾轶楠 张启帆 +2 位作者 仝晓通 岳连捷 张新宇 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期60-67,共8页
为了探究进气道肩部膨胀扇以及不同压缩方式对进气道自起动性能的影响,结合具体的进气道构型,针对不同的压缩角、边界层厚度开展了马赫数4.0级的风洞试验研究。结果表明:在不起动分离区同侧的膨胀扇会对当地气流加速,降低局部压强,进而... 为了探究进气道肩部膨胀扇以及不同压缩方式对进气道自起动性能的影响,结合具体的进气道构型,针对不同的压缩角、边界层厚度开展了马赫数4.0级的风洞试验研究。结果表明:在不起动分离区同侧的膨胀扇会对当地气流加速,降低局部压强,进而对压缩激波较强时的进气道自起动过程有明显改善。而唇罩分级压缩对二元进气道的自起动能力也有提高效果。此外,对比侧压模型与顶压模型的试验结果发现,边界层厚度对侧压模型自起动性能的影响趋势与顶压式存在明显的差异。与此同时,当自起动受限于几何喉道的进气道构型,压缩方式对进气道自起动性能的影响不明显,但是对于由压缩激波-边界层干扰诱导分离区形成的气动喉道决定能否起动的进气道,侧压方式有利于提高进气道的自起动性能。 展开更多
关键词 自起动性能 肩部膨胀扇 侧压式 边界层厚度 几何喉道 气动喉道
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升阻比对可重复使用运载器爬升特性影响
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作者 崔凯 徐应洲 +2 位作者 李广利 肖尧 王浩祥 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期891-900,共10页
针对地面助推水平发射的两级入轨空天飞行器,以一级可重复使用运载器气动特性和爬升弹道特性耦合研究为目标,基于二维三自由度弹道方程,通过计算较系统地分析了运载器升阻比对其分离点速度、高度、弹道倾角、动压、最大过载等一系列参... 针对地面助推水平发射的两级入轨空天飞行器,以一级可重复使用运载器气动特性和爬升弹道特性耦合研究为目标,基于二维三自由度弹道方程,通过计算较系统地分析了运载器升阻比对其分离点速度、高度、弹道倾角、动压、最大过载等一系列参数的影响,并与垂直爬升弹道进行了比较.计算结果表明升力爬升弹道较垂直爬升弹道可获得更高的分离点速度,且在小推重比条件下差别尤为明显.同时,通过提高升阻比,可有效提升分离点高度、减小分离点动压以及全弹道最大过载等,并可大幅拓宽分离点弹道倾角的调节范围.最后对地面助推水平发射方式及对应最佳弹道方案进行了讨论,并提出了气动布局设计的关键需求. 展开更多
关键词 可重复使用运载器 水平发射 两级入轨 弹道分析 升阻比
小麦秸秆燃烧过程中碱金属释放特性 预览
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作者 李慧君 谢兴运 +2 位作者 赵京 张玉锋 魏小林 《洁净煤技术》 CAS 2019年第2期62-68,共7页
生物质作为可再生洁净能源,在中国能源结构中将占据越来越重要的地位。生物质中碱金属元素(主要是K)含量丰富,是生物质灰的主要成分。由于碱金属无机盐(如KCl)具有较低的熔点,因此生物质内碱金属极易在燃烧中释放,此特性给生物质能源的... 生物质作为可再生洁净能源,在中国能源结构中将占据越来越重要的地位。生物质中碱金属元素(主要是K)含量丰富,是生物质灰的主要成分。由于碱金属无机盐(如KCl)具有较低的熔点,因此生物质内碱金属极易在燃烧中释放,此特性给生物质能源的开发及利用带来了严重的技术安全问题。在生物质燃烧过程中,部分碱金属灰分气态释放后,易于凝结、吸附并沉积在锅炉炉膛受热表面,造成玷污、结垢及积灰等问题,严重影响锅炉的换热,甚至造成腐蚀。因此,研究生物质燃烧过程中碱金属元素的释放规律及机理,将为我国生物质的清洁高效利用提供有力的理论支持,具有较好的社会经济及学术意义。以小麦秸秆为试验对象,研究生物质燃烧过程中碱金属的释放特性,通过水平管式炉及XRD、SEM-EDS等检测手段,研究了燃烧温度400~900℃碱金属的释放特性。结果表明,碱金属K主要以水溶性形式存在,碱土金属Ca、Mg主要以醋酸铵溶及水溶性形式存在。水溶性K主要以KCl、KNO3、K2SO4和K3PO4的水合离子或晶体存在。燃烧过程中,400℃内主要释放有机K及少量无机K,400~600℃时,K释放主要以KNO3的无机K为主,600℃以上时主要以KCl和KNO3释放。碱土金属Ca和Mg会形成较稳定的化合物,不易释放。通过对灰渣表面元素富集状况分析可知,K与Cl含量同步变化:600℃内,K与Cl含量同步增长,主要因为有较多碱金属化合物以KCl的形式析出;高于600℃时,灰渣表面K与Cl含量减少,主要因为KCl与SiO2等发生反应或直接以KCl的形式释放。 展开更多
关键词 小麦秸秆 碱金属 赋存形态 释放特性
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高碱煤燃烧过程中亚微米颗粒物PM1的生成特性 预览
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作者 赵京 张玉锋 +2 位作者 魏小林 李腾 宾峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3113-3120,共8页
高碱煤中通常具有较高的碱金属含量,其是煤燃烧过程中形成亚微米颗粒物PM1的主要前体。在一维高温沉降炉上,研究了不同反应温度和取样位置对高碱煤燃烧过程中PM1生成特性的影响,并分析了其质量粒径分布、产量以及矿物元素组成。同时研... 高碱煤中通常具有较高的碱金属含量,其是煤燃烧过程中形成亚微米颗粒物PM1的主要前体。在一维高温沉降炉上,研究了不同反应温度和取样位置对高碱煤燃烧过程中PM1生成特性的影响,并分析了其质量粒径分布、产量以及矿物元素组成。同时研究了不同反应温度下高岭土对PM1高效吸附特性。结果表明:随着反应温度的增加,亚微米颗粒物PM1生成量逐渐降低,颗粒粒径向小粒径偏移。PM1生成主要受到Na、S等矿物元素的影响,随着温度升高,PM1中Na、S相对含量降低,Ca、Fe、Si等相对含量增加。硅铝氧化物在高温条件下形成的氧活性位能够高效捕获Na蒸气,进而抑制PM1生成。PM1生成特性主要受到高浓度的矿物元素均相成核、异相凝结沉积以及矿物元素蒸气与一些中间产物的相互作用的影响。 展开更多
关键词 煤燃烧 碱金属 PM1 前体 质量粒径分布 吸附剂
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水泥分解炉高CaO/CO2环境CO还原NO机制 预览
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作者 杨建蒙 戎旭 +1 位作者 李森 魏小林 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-5,共5页
通过流化床反应器模拟水泥分解炉高CaO/CO2环境,并结合分子动力学广义梯度密度泛函理论,研究了CaO对CO还原NO的催化特性和CO2促使CaO催化失效规律。在900℃、体积分数15%CO2下,CaO催化作用可使NO脱除效率提高18%左右。在900℃时,当CO2... 通过流化床反应器模拟水泥分解炉高CaO/CO2环境,并结合分子动力学广义梯度密度泛函理论,研究了CaO对CO还原NO的催化特性和CO2促使CaO催化失效规律。在900℃、体积分数15%CO2下,CaO催化作用可使NO脱除效率提高18%左右。在900℃时,当CO2体积分数由5%升至30%,CO对NO还原率由97.0%降低到23.4%,且随反应时间增长CaO对CO还原NO的催化作用不断减弱。基于广义梯度密度泛函理论计算,CO2,CO,NO在CaO表面活性位点的吸附能依次为CO2(-1.869eV)>NO(-0.781eV)>CO(-0.669eV),随着CO2体积分数升高或反应时间增长,吸附在CaO表面的CO和NO减少,高体积分数CO2促使CaO催化作用失效。CO还原NO的反应势垒(10.84eV)大于CaO表面CO还原NO反应势垒(2.06eV),CaO易催化CO还原NO。 展开更多
关键词 高CaO/CO2环境 CO NO还原 密度泛函理论
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不同喷压比下欠膨胀射流对特征频率激励的响应
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作者 李晓鹏 周蕊 +3 位作者 庄法坤 曹逻炜 谢国山 范学军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1239-1246,共8页
为了揭示欠膨胀激励射流的流动机理,以及考察不同喷压比下射流对相同激励的流动响应,采用大涡模拟方法,对喷压比NPR=5.60和9.34的欠膨胀定常射流和激励射流进行了三维数值计算。激励频率为定常射流中固有的轴对称频率fe=14.569kHz,激励... 为了揭示欠膨胀激励射流的流动机理,以及考察不同喷压比下射流对相同激励的流动响应,采用大涡模拟方法,对喷压比NPR=5.60和9.34的欠膨胀定常射流和激励射流进行了三维数值计算。激励频率为定常射流中固有的轴对称频率fe=14.569kHz,激励形式为在射流喷管入口处施以正弦压力扰动。结果表明,特征频率激励影响射流的声场特征,缩小射流核心区的范围,减少射流近场的激波胞格数目,并影响射流气体与环境空气的混合。同时,激励射流的特征频率转变为激励频率及其高阶倍频,激励射流的主不稳定模态均为轴对称模态。其中,NPR=9.34的欠膨胀射流的主不稳定模态和外加压力扰动的形式相一致,射流与外加激励发生了更加剧烈的流动耦合和响应。这使得在NPR=9.34时,射流核心区长度减小得更多,压力脉动的振幅更大,激励对射流混合的增强作用更加明显。 展开更多
关键词 欠膨胀射流 喷压比 特征频率激励 大涡模拟 流动响应
爆轰驱动高能起爆技术实验研究
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作者 陆星宇 李进平 +1 位作者 陈宏 俞鸿儒 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期311-319,共9页
爆轰驱动激波风洞的驱动气体声速较高,擅长模拟高总温、高总压的试验气体.降低驱动气体声速会导致起始爆轰困难,因此在低总温、高总压气体模拟方面能力不足.本研究提出了一种新的高能起爆方法--封闭式点火管,在高浓度氮气稀释的氢氧混... 爆轰驱动激波风洞的驱动气体声速较高,擅长模拟高总温、高总压的试验气体.降低驱动气体声速会导致起始爆轰困难,因此在低总温、高总压气体模拟方面能力不足.本研究提出了一种新的高能起爆方法--封闭式点火管,在高浓度氮气稀释的氢氧混气中实现了起始爆轰,成功获得了低声速的驱动气体.通过实验明确了点火管起爆能量的主导因素,给出了封闭式点火管的设计原则.通过实验和计算明确了新方法对激波管/风洞流动过程的影响机理,据此提出了封闭式点火管的使用原则.利用这种新方法获得了低总温、高总压的试验气体,为拓展高超声速飞行条件地面试验能力提供了可行方法. 展开更多
关键词 高超声速 爆轰 起爆 激波风洞
OH与CH2O双组分平面激光诱导荧光对旋流燃烧室火焰结构与脉动特征的研究
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作者 严浩 张少华 +2 位作者 余西龙 李飞 林鑫 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期894-907,共14页
介绍了利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对航空发动机的旋流燃烧室模型在贫燃状态下工作特性的研究。通过对OH与CH2O双组分进行同步PLIF测量,获得了不同工况下燃烧室反应区以及预热区的瞬态结构信息。应用本征正交分解(POD)方法对OH PLI... 介绍了利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对航空发动机的旋流燃烧室模型在贫燃状态下工作特性的研究。通过对OH与CH2O双组分进行同步PLIF测量,获得了不同工况下燃烧室反应区以及预热区的瞬态结构信息。应用本征正交分解(POD)方法对OH PLIF的图像进行处理,得到了旋流火焰的主要脉动模态,并通过扩展本征正交分解(EPOD)方法计算出了相应POD模态的CH2O荧光信号分布。实验结果表明:随着燃烧室热功率的增大,火焰的整体结构、脉动模式均出现了明显的变化。在火焰高度增加的同时,轴向不稳定性逐渐增强,涡核旋进(PVC)的脉动特征相对减弱。在较大的热功率下,在燃烧室的外回流区(ERZ)出现未燃烧的燃料。 展开更多
关键词 燃烧室 旋流火焰 激光诱导荧光 本征正交分解 脉动模态
旋流火焰燃烧温度场二维吸收光谱诊断 预览
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作者 林鑫 李飞 +1 位作者 王宽亮 余西龙 《气体物理》 2019年第2期55-61,共7页
针对旋流火焰的复杂流场结构,结合可调谐二极管吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy , TDLAS)和多光谱层析成像术(hyperspectral tomography , HT),发展了具有空间分辨能力的二维吸收光谱测量技术(tunable diode ... 针对旋流火焰的复杂流场结构,结合可调谐二极管吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy , TDLAS)和多光谱层析成像术(hyperspectral tomography , HT),发展了具有空间分辨能力的二维吸收光谱测量技术(tunable diode laser absorption tomography , TDLAT),实现了甲烷/空气旋流火焰不同高度的二维温度场测量.该TDLAT系统吸收波长为7 185.6 , 7 444.3 , 6 807.8和7 466.3 cm -1 四线,采用分时-直接吸收探测策略,测量频率2.5 kHz ,采用13×13路正交光路(空间分辨率7 mm),采用模拟退火算法进行数据重建.经与理论计算结果对比分析,重建结果真实地反映了旋流火焰温度场的二维分布. 展开更多
关键词 旋流火焰 可调谐二极管吸收光谱技术 多光谱层析成像术 二维重建 模拟退火算法
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