应用隔板抑制液体火箭发动机不稳定燃烧的数值模拟

对液体火箭发动机燃烧室内有隔板和无隔板两种情况进行了燃烧不稳定性数值模拟。气相控制方程组在欧拉坐标系下描述，对方程组用预测校正步差分格式求解；液相控制方程组在拉格朗日坐标系下描述，液相蒸发规律用高压蒸发模型来计算。湍流模型采用ｋ－ε双方程模型，湍流燃烧模型采用ＥＢＵ模型。在计算出有隔板和无隔板的燃烧室内热态解稳态参数值后，通过加入初始扰动来模拟爆炸弹对燃烧稳定性的评定试验，比较了燃烧室头部有隔板和     

超临界流体填料萃取塔的流体力学特性

在内径为２５ｍｍ的连续逆流超临界流体填料取塔中，对超临界ＣＯ２／异丙醇／水和超临界ＣＯ２／乙醇／水两体系的流体力学特性进行了实验研究。实验用填料为金属板波和金属丝网θ环填料。实验压力为８－１５ＭＰａ，温度为３５℃。测定了塔内超临界流体相存留分数及流滴尺寸，并得到超临界流滴直径服从正态分布的规律。     

昆虫生长调节剂取代双酰肼类化合物的合成

使用芳氧荃乙酰基替代苯甲酰基合成了一系列RH－5849双酰肼类昆虫生长调节剂,并通过元素分析IR及′HNMR确证其结构,实验结果表明通过本方法可以高产率地合成芳氧基乙酰基型RH－5849双酰肼类化合物。     

Jeffcott平衡转子系统亚临界和超临界Hopf分叉

应用非线性动力学理论对平衡转子-轴承系统的亚临界和超临界Hopf分叉进行了分析与研究，提出了转子-轴承系统发生亚临界及超临界Hopf分叉的数值分析方法，分析了不同长径比下，转子系统的失稳转速界限曲线及发生超临界与亚临界分叉的区域．揭示了系统发生超临界Hopf分叉时，其周期解的产生是渐变的；发生亚临界Hopf分叉时，其周期解从稳定到失稳是突发性的，并不是一个渐进的过程，且长径比较小的轴承不易发生危害程度较大的亚临界分叉．     

不同雷诺数下圆柱绕流仿真计算

应用计算流体力学软件Fluent对不种雷诺数下(亚临界区、超临界区、极超临界区)的圆柱绕流进行仿真计算.采用大涡模型(Large-eddy simulation),不可压缩的Navier-Stokes方程,计算了三维圆柱绕流的气动力特性.系统分析了涡脱落形态,阻力系数,Strouhal数随雷诺数的变化情况.数值计算结果表明流动呈明显的三维特性,在105≤Re≤106时出现阻力危机现象,从亚临界区、超临界区到极超临界区,涡脱落形态由规则到不规则再到规则.     

褐煤CO／H2O体系亚临界—超临界流体萃取的研究

本利用ＣＯ／Ｈ２Ｏ体系，对我国三种煤进行了亚临界－超临界流体萃取的研究。鉴于可保煤有较高的反应活性，故进一步考察了过程参数对其萃取率的影响，寻找了较好的工艺条件，在此条件下萃取率可达８８％左右，油收率可达６０％。研究了萃取物的基本性质，探讨了残煤的利用途径。     

飞船推进系统推力室工作过程数值仿真

研究了飞船推进系统推力室工作过程.用一甲基肼作燃料,四氧化二氮为氧化剂.数值仿真模型中考虑了自燃推进剂雾化机理、高压分解燃烧和预混反应流湍流燃烧等.利用压力隐式算子分裂(PISO)计算方法,在任意曲线坐标下采用非交错网格技术,成功地获得了3种推力室工作过程的流场参数,为飞船推进系统工作过程稳定性分析提供了理论依据.     

BTC法合成苯磺酰肼的研究

在二氯乙烷溶剂中采用N,N-二甲基甲酰胺作催化剂,苯磺酸钠与双(三氯甲基)碳酸酯( BTC)反应制备苯磺酰氯,然后肼解得到苯磺酰肼.研究了催化剂、溶剂和BTC用量对苯磺酰氯收率的影响,优化条件下氯化反应收率为90.8％;此外,对肼解反应滴加温度和反应温度对苯磺酰肼收率的影响进行了考察.优化条件下,苯磺酰肼两步总收率81.9％,其结构经1H NMR和IR表征确认.采用BTC代替三氯氧磷作氯化试剂,操作安全,并可避免含磷废水对环境的影响,是一种绿色环保的工艺.     

超/亚临界水中还原糖分解特性

为探讨水解生物质纤维素制取还原糖的实验条件,采用DNS法分别在超/亚临界状态下对目标产物(葡萄糖)的分解状况进行了研究,以期得到葡萄糖剩余率较高的反应条件,并提出了两种新型的纤维素水解方法.研究表明,在超临界条件下甲酸对葡萄糖的分解具有促进作用,在亚临界条件下甲酸对葡萄糖的分解具有抑制作用,在超临界下葡萄糖剩余率较高的实验条件为温度400℃,固液比1.5∶70,反应时间3 min;在亚临界下剩余率较高的实验条件为温度280℃,固液比1.5∶70,反应时间3 min,甲酸浓度3%.     

双酚A在超/亚临界乙醇、甲醇中的稳定性比较

研究了双酚A在超/亚临界乙醇、甲醇中,在温度160~280℃、压力1.1~11.3 MPa、反应时间5~60 min、投料比(v/m)4.0~12.0条件下的热稳定性,研究表明:双酚A热稳定性随温度、压力及反应时间的增加而降低;温度从160℃上升至280℃,在超/亚临界甲醇中双酚A回收率从93%下降至25%,在超/亚临界乙醇中双酚A回收率从92%下降至34%;双酚A在超/亚临界乙醇中比甲醇中稳定.双酚A分解产物经GC-MS分析主要为苯酚、对异丙烯基苯酚等,表明超临界乙醇与甲醇不参与双酚A的分解反应.研究结果为正确选择解聚流体和操作参数提供了依据.     

Theoretical investigations on heat transfer to H_2O/CO_2 mixtures in supercritical region

The supercritical H_2O/CO_2 mixture is the working fluid to drive a turbine in a novel power generation system with coal gasified in supercritical water. This system is promising because of zero pollution emission in contrast to the conventional coal-fired power plant. Heat transfer coefficients of the supercritical H_2O/CO_2 mixtures are important to design heat transfer devices in this system, which is similar to the role of heat transfer to supercritical water in conventional systems. However, heat transfer to supercritical mixtures has received less attention. Here, we show that the supercritical mixtures with H_2O being one of the components, have similar convection heat transfer behavior to supercritical pure fluids for temperatures and pressures above the critical point of H_2O. This phenomenon was demonstrated from two aspects. Firstly, the forced convection heat transfer coefficients of supercritical mixtures were numerically calculated using the simulation model for supercritical pure fluids and using the thermophysical properties(density, heat capacity, thermal conductivity and viscosity) of supercritical mixtures as input.The calculated results agree well with experimental data in the supercritical region. Secondly, the calculated results also agree well with the correlations for supercritical pure fluids. The mechanisms were investigated by molecular dynamics simulations on the diffusion of supercritical mixtures. These results lay the foundation for predicting convection heat transfer coefficients of supercritical mixtures and for designing heat transfer devices with supercritical mixtures as heat transfer fluids.     

掺氢对高辛烷值燃料燃烧过程的影响

通过耦合纯H2和高辛烷值标准基础燃料(primary reference fuel,PRF)燃烧机理,在CHEMKIN的Premix子程序上建立并验证了PRF-H2混合燃料预混层流火焰燃烧模型,并在该模型上就理论当量比条件下,掺氢对高辛烷值燃烧过程的影响进行了计算研究.试验结果表明:H2能加快PRF-H2混合燃料火焰的传播,促进PRF-H2混合燃料中正庚烷和异辛烷的分解;此外,掺入H2还能增大火焰中H、O和OH自由基的摩尔分数,H自由基摩尔分数的最大值由纯PRF混合燃料火焰时的4×10-3增大到了掺氢能量分数为60%时的13×10-3.     

阻燃木材的燃烧特性分析（二）

根据木材阻燃机理,以磷-氮体系阻燃剂为主进行复配,获得3组配方（质量比）：三聚氰胺∶磷酸∶硼酸=2∶2∶3;聚磷酸铵∶双氰胺=2∶1;尿素∶双氰胺∶磷酸=1∶3∶4。每组配方分别配制浓度为5%,10%,15%的阻燃液,采用浸渍法在恒温80℃下,浸渍24 h处理白杨木材试样。利用锥形量热仪在热辐射功率为50 kW/m2的条件下,对阻燃处理后的木材试样以及空白试样进行燃烧特性分析。实验结果表明,三聚氰胺、磷酸、硼酸组成的配方在增强木材试样的耐火性、抑制试样产烟量和一氧化碳生成率方面效果显著;聚磷酸铵APP、双氰胺组成的配方在控制木材试样燃烧速度和降低总热释放量方面效果显著;尿素、双氰胺、磷酸组成的配方在提高载药量、降低热释放速率、延长点燃时间、抑制二氧化碳生成率方面效果显著;3组配方在降低木材试样的质量损失率和有效燃烧热方面效果相近。综合各项分析结果,确定尿素、双氰胺、磷酸按1∶3∶4的比例（质量比）配制浓度为15%的阻燃液为最佳配方。     

F912Q柴油机喷油、燃烧、排放的多维仿真研究

利用KIVA-3V程序对F912Q风冷、直喷柴油机进行了仿真研究.仿真计算采用三维网络结构,计算区域包括进气道、进气阀、气缸、排气阀、排气道.仿真计算得到的缸内压力-时间曲线和排气污染物各成份分别与试验数据进行了对比,结果表明仿真计算可以较好地再现实际的发动机工作过程.在此基础上,利用KIVA-3V程序研究了涡流强度以及喷雾锥角对燃油喷射、蒸发和油气混合过程的影响.仿真结果表明:通过适当加大涡流比可以显著促进燃油蒸发和油气混合过程;喷雾锥角对发动机蒸发和燃烧过程有显著的影响,存在一个最佳的喷雾锥角使上述过程达到最优.     

用量子理论对肼的异构化研究

N2H4（hydrazine）是氮族化合物中较为简单的一种物质,它和它的衍生物构成了一组很重要的化合物。对肼的几何构型的研究采用了微波、电子衍射等方法,对基本振动频率的研究使用了红外和Roman等方法．采用量子理论方法,以Gaussian 03为辅助软件,首先通过构型优化确定了N2H4的分子构型,再由键角的变化得到了NH—NH3的分子结构,并由这两个分子构型确定了反应的过渡态;其次通过对二面角变化过程进行势能面扫描,确认了N2H4的两种稳定构型,并获得了相应的能量和构型之间的关系,从而达到了研究N2H4的异构化机理和构型变化的目的．     

Analyses of surrogate models for calculating thermophysical properties of aviation kerosene RP-3 at supercritical pressures

Aviation kerosene is commonly used in combustion and regenerative engine cooling processes in propulsion and power-generation systems,including rocket,scramjet,and advanced gas turbine engines.In this paper,many surrogate models proposed in the open literature are examined for their applicability and accuracy in calculating thermodynamic and transport properties of the China aviation kerosene RP-3 at supercritical pressures,based on the extended corresponding-states methods.The enthalpy change from endothermic decomposition and low heating value from combustion of the jet fuel are also evaluated.Results from a number of simple and representative surrogate models,which contain species components ranging from 1 to10,are analyzed in detail.Data analyses indicate that a surrogate model with four species is the best choice for thermophysical property calculations under the tested conditions,with fluid temperature up to 650 K at various supercritical pressures.The surrogate model is particularly accurate in predicting the pseudo-critical temperature of aviation kerosene RP-3 at a supercritical pressure.A simple surrogate model containing the n-decane species and a surrogate model containing 10 species are the other two acceptable options.The work conducted herein is of practical importance for theoretical analyses and numerical simulations of various physicochemical processes at engine operating conditions.     

Wafer bonding technique used for the integration of cubic GaN/GaAs (001) with Si substrate

We successfully used the metal mediated-wafer bonding technique in transferring the as-grown cubic GaN LED structure of Si substrate. The absorbing GaAs substrate was removed by using the chemical solutions of NH4OH : H2O2=1 : 10. SEM and PL resuls show that wafer bonding technique could transfer the cubic GaN epilayers uniformly to Si without affecting the physical and optical properties of epilayers. XRD result shows that there appeared new peaks related to AgGa2 and Ni4N diffraction, indicating that the metals used as adhesive and protective layers interacted with the p-GaN layer during the long annealing process. It is just the reaction that ensures the reliability of the integration of GaN with metal and minor contact resistance on the interface.     

Si~(4+)掺杂对BaZr(BO_3)_2:Eu荧光粉能量传递的影响

采用高温固相法合成了Si4+掺杂的BaZr(BO3)2:Eu红色发光荧光粉。激发光谱表明,不同Si4+掺杂浓度明显使电荷迁移态(CTS)向高能量的位置移动,且改善了样品的发光强度。分析认为,这是由于Si4+的电负性大于所取代的Zr4+,且Si4+的进入影响了Eu3+的配位数,提高了CTS向发光中心的能量传递几率。依据Judd-Ofelt理论计算的强度参数表明,随着Si4+掺杂浓度的增加,Eu3+所处格位的对称性明显降低,增大了Eu3+的跃迁几率,从而改善了发光强度。计算Eu3+间的能量传递几率发现,在掺杂浓度为5%时,Eu3+间的能量传递几率很小,其对荧光粉的发光影响不大。     

Pd／SBA-16分子筛型汽车尾气催化剂研究

采用旋蒸法合成不同钯负载量的Pd／SBA-16系列催化剂。检验催化剂分解NO的催化活性。结果表明,钯掺杂量为1％时分解NO活性最佳,250℃时,催化分解NO为N2的转化率达到97％。H2--TPR和比表面积测试结果表明：掺杂Pd量增加时,活性位增加,氮氧化物催化能力增加,但Pd含量增加到2％时,催化剂发生明显团聚现象,导致活性位减少,催化能力降低。