飞机燃油箱催化惰化系统稳定氧浓度特性

为实现燃油箱内的催化惰化过程平稳可控,在耗氧型催化惰化系统流程基础上,以燃油箱气相空间气体组分为基准,基于质量守恒和能量守恒方程,建立系统流程数学模型,通过推导出稳定氧浓度与流量比的关系式,以此建立稳定氧浓度特性模型,并揭示稳定氧浓度与补气流量、放热功率、产水速率等不同性能参数的内在联系。结果表明：存在着稳定氧浓度为0%的流量比区间,在这个区间内稳定氧浓度不随流量比的变化而变化,且该区间随着催化反应器效率的提高而增大;提高稳定氧浓度可以有效的降低催化反应器的发热功率和产水速率,在本研究计算条件下稳定氧浓度从1%提高到9%,发热功率和产水速率下降了36.1%;稳定氧浓度与流量比的对应关系受燃油类型的影响,蒸汽压越高的燃油在相同工况下需要更大的流量比才能维持同一稳定氧浓度;海拔高度和飞机爬升速率会对稳定氧浓度产生影响,在流量比不变的情况下,稳定氧浓度随着海拔高度的增加而降低,且爬升率越大稳定氧浓度的下降速率越快。     

综采放顶煤采空区注氮防灭火模拟试验研究

采用物理模拟试验研究了综采放顶煤采空区注氮防灭火的适用性．综采放顶煤采空区注氮模型的相似性分析表明，在保证采空区流体动力相似的条件下，即可满足采空区注氮模拟条件．模拟结果表明，对２００ｍ长的综放面采空区注氮难以取得有效的惰化效果．现场观测表明，无煤柱开采的综放面，邻近采空区的漏风及自燃发火危险更大，应在漏风源处注氮，并配合堵漏和均压措施，彻底惰化漏风源．     

采空区氧化带位置与注氮效果的数值模拟

为了对采空区易自燃危险区域进行划分,利用CFD方法对采空区氧气和漏风的静态分布、温度动态升温过程以及注氮下的氧气分布变化趋势进行了数值模拟.结果表明,"U"型通风工作面采空区的氧气分布在进风侧较回风侧更集中,易自燃危险区域主要位于进风侧氧气富集区域,范围大小从进风侧向回风侧递减;在氧化带略靠前的位置注氮,可以最大程度使氧气重新分布,防火效果较其他位置更显著.     

自燃采空区注氮过程标志性气体分布特征研究

在高瓦斯自燃煤层采空区采取高抽加尾巷排放瓦斯的立体抽放方式时,为避免采空区发生自燃,对采空区进行注N2防火．以华晋焦煤有限责任公司沙曲矿15201工作面为例,在确定采空区自燃三带划分标准的基础上,通过埋管测试方法,研究采空区注N2前后采空区N2和O2分布状态,以及采空区N2运移规律．结果表明,注N2后,注入N2与采空区原有气体混合,气体在采空区漏风压与注N2压力共同作用下运移．N2影响区内O2体积分数下降,氧化带范围缩小,降低了工作面自燃的危险程度．为工作面优化注N2参数和提高注N2防灭火效果提供了参考．     

注氮防灭火技术在煤矿中的应用

为了有效预防、控制和扑灭井下火灾,通过煤矿对注氮防灭火的实践应用,认为以注氮为主的防灭火是井下预防火灾和减少火灾损失的一种非常有价值和实用的技术,它可用于煤矿自燃发火的预防（稳定和控制发热）、火势控制、窒息火区、可控制的缩封和启封火区。当氮气注入工作面采空区或火区,使氧含量降低到5％～10％时,可抑制煤的氧化自燃以及瓦斯爆炸,而氧含量降低到3％以下时,则可以使煤炭燃烧熄灭并阻止其复燃。该技术在宁夏煤矿火灾的防治中得到多次应用,其技术处在国内先进水平之列,对于开采自燃煤层煤矿火灾预防与防治具有积极的推广价值。     

防止地热供水系统氧腐蚀的充氮注硫机理研究

地热供水系统存在着严重的氧腐蚀现象,在一定程度上降低了其使用年限.在分析地热供水系统氧腐蚀机理的基础上,研究了在地热井口充氮气和在供水管道内注亚硫酸钠来去除氧腐蚀的机理及其工艺流程,并分析了充氮注硫的适用条件.根据研究结果得出,充氮注硫是一种有效的防止地热供水系统氧腐蚀的方法.     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置，通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验，绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线，并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标，从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据，为煤矿的高效生产提供安全保障。     

防止地热供水系统氧腐蚀的充氮注硫机理研究

地热供水系统存在着严重的氧腐蚀现象,在一定程度上降低了其使用年限.在分析地热供水系统氧腐蚀机理的基础上,研究了在地热井口充氮气和在供水管道内注亚硫酸钠来去除氧腐蚀的机理及其工艺流程,并分析了充氮注硫的适用条件.根据研究结果得出,充氮注硫是一种有效的防止地热供水系统氧腐蚀的方法.     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置,通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验,绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线,并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据,为煤矿的高效生产提供安全保障。     

Prediction of oxygen concentration and temperature distribution in loose coal based on BP neural network

An effective method for preventing spontaneous combustion of coal stockpiles on the ground is to control the air-flow in loose coal. In order to determine and predict accurately oxygen concentrations and temperatures within coal stockpiles, it is vital to obtain information of self-heating conditions and tendencies of spontaneous coal combustion. For laboratory conditions, we de-signed our own experimental equipment composed of a control-heating system, a coal column and an oxygen concentration and temperature monitoring system, for simulation of spontaneous combustion of block coal (13-25 ram) covered with fine coal (0-3 mm). A BP artificial neural network (ANN) with 150 training samples was gradually established over the course of our experiment. Heating time, relative position of measuring points, the ratio of fine coal thickness, artificial density, voidage and activation energy were selected as input variables and oxygen concentration and temperature of coal column as output variables. Then our trained network was applied to predict the trend on the untried experimental data. The results show that the oxygen concentration in the coal column could be reduced below the minimum still able to induce spontaneous combustion of coal-6% by covering the coal pile with fine coal, which would meet the requirement to prevent spontaneous combustion of coal stockpiles. Based on the predic-tion of this ANN, the average errors of oxygen concentration and temperature were respectively 0.5% and 7 ~C, which meet actual tolerances. The implementation of the method would provide a practical guide in understanding the course of self-heating and spontaneous combustion of coal stockpiles.     

初始氧浓度对纵置煤粉炉组分及温度场影响的数值研究

在O2/CO2燃烧方式下,对设计的0.3 MW纵置炉在4组初始氧浓度Φ(O2=21%,30%,35%,40%)工况下的燃烧室内的组分场和温度场分布进行了数值研究。计算结果表明:随着初始氧浓度的提高,炉膛出口烟气中的CO和CO2平均浓度相应降低,各工况下炉膛出口CO2浓度都在87%以上;炉膛出口NO平均浓度先增加后降低。随着初始氧浓度的提高,炉内的火焰温度水平逐渐提高。在Φ=21%工况下,炉膛尾部平均温度较低,而在Φ=40%工况下,炉膛尾部温度偏高,在Φ=30%工况下,炉膛中心截面温度比较均匀。     

Experimental study of effects of oxygen concentration on combustion and emissions of diesel engine

Effects of oxygen concentration on combustion and emissions of diesel engine are investigated by experiment. The intake oxygen concentration is controlled by adjusting CO₂. The results show that very low levels of both soot and NO _x emissions can be achieved by modulating the injection pressure, timing, and boost pressure at the low levels of oxygen concentration. However, both CO and HC emissions and fuel consumption distinctly increase at the low levels of oxygen concentration. The results also indicate that NO _x emissions strongly depend on oxygen concentration, while soot emissions strongly depend on injection pressure. Decreasing oxygen concentration is the most effective method to control NO _x emissions. High injection pressure is necessary to reduce smoke emissions. High injection pressure can also decrease the CO and HC emissions and improve engine efficiency. With the increase of intake pressure, both NO _x and smoke emissions decrease. However, it is necessary to use the appropriate intake pressure in order to get the low HC and CO emissions with high efficiency. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50636040, 50676066)     

煤炭低温吸氧过程及其热效应

根据煤炭低温吸氧过程的３种途径,设计、研制了煤炭低温吸氧过程的试验装置,并对４种煤样的低温吸氧过程进行了试验;最后,通过煤炭低温吸氧过程的热效应分析,对煤炭自燃机理进行了探讨     

煤粉燃烧燃料氮析出研究进展

介绍了煤中氮元素的存在形态及NOX的形成机理，挥发分氮及焦氮在燃烧过程中的形成规律及分配比例。综述了国内外对煤热解、燃烧过程中燃料氮的热转化以及混煤氮的动态析出特性的研究方向、方法、结论以及有待解决的问题。讨论了煤质特性与运行参数对燃料氮在热解及燃烧产物中赋存形态的影响，指出了氮析出研究的发展趋势及研究方法，为实现煤的洁净利用、氮析出的试验研究提供借鉴作用。     

磁分离聚氧聚氮原理性实验装置研究

为探索磁化氧氮分离技术在工程上的应用,设计了一种小型带钢毛的高梯度磁场聚氧聚氮原理性实验装置。总结了磁路设计和流路设计的优化设计规律;研究表明磁路优化设计磁极间采用斥力场,会增大磁场梯度;永磁体尺寸与磁场间空隙应保持最佳的函数关系;在磁场空间装有含铬不锈钢毛可扩大磁力范围和增强磁场梯度。流路优化设计氧氮通道截面比例应按空气中氧氮体积比;磁场分离段的气流流动应保持稳定的层流状态,应尽量减少气流阻力。     

紫外光引发煤自由基反应的实验研究

利用电子顺磁共振（ESR）分析仪和气相色谱仪,实验测定了新安矿贫瘦煤（易自燃）和杨庄矿贫瘦煤（不易自燃）在紫外光照射下自由基浓度和氧化产物（CO和CO2）的变化情况.结果表明：煤自由基对紫外光非常敏感,紫外辐射可以引发煤自由基反应;杨庄矿煤样在紫外光照射时自由基浓度增加速率较快,约是新安矿的4倍.煤的光氧化同热氧化一样,也会产生CO和CO2气体;相同实验条件下新安矿煤样光氧化时生成的CO是杨庄矿的2.5倍.可见,煤的自燃特性并不能简单以自由基浓度大小或自由基增加速率的快慢来判断.     

不同褐煤在O_2/CO_2条件下燃烧特性的实验研究

利用热重分析仪,系统地研究了霍林河褐煤、印尼1#褐煤和印尼2#褐煤在空气和O2/CO2条件下的燃烧特性,比较了不同褐煤样品在燃烧过程中失重与温度和时间的关系.实验结果表明,褐煤在O2/CO2条件下的燃烧特性与空气条件下的燃烧特性存在明显的区别,富氧燃烧条件下CO2分压力的大小影响褐煤的反应活性.