基于粒子群算法的微纳米铁粉燃烧实验研究

为减少化石燃料的使用,开发清洁、低碳、可再生的新型能源,对微纳米铁粉燃料开展燃烧实验研究。通过微纳米铁粉的比表面积实验、热重分析实验、X射线衍射实验,得到不同粒径铁粉的比表面积、热重曲线以及X射线衍射图谱。分析粒径对比表面积、热重曲线的影响,研究不同粒径铁粉在40 K/min升温速率下的燃烧特性参数和燃烧动力学参数。并用粒子群算法拟合出微纳米铁粉的燃烧速率微分方程,建立微纳米铁粉的燃烧模型。结果表明：除了50 nm铁粉以外,随着粒径增大,铁粉的着火点温度、最高燃烧速率温度、燃尽温度、活化能、指前因子均增大。50 nm铁粉会在高温下发生熔化并凝结,使得燃尽温度上升,燃尽时间延长,不利于反应正常进行。对于粒径在50 nm～2μm范围内的铁粉,可以通过本文建立的铁粉燃烧速率微分方程近似计算不同粒径微纳米铁粉的燃烧特性参数和燃烧动力学参数,误差在允许的范围内。     

纳米铁粉的燃烧动力学模型研究

本文利用普适积分法、微分法来拟合求解50nm和500nm铁粉在10K?min-1、20K?min-1、30K?min-1和40K?min-1升温速率下的燃烧动力学参数,并确定纳米铁粉燃烧反应的动力学模型和最概然机理函数。30种机理函数的计算结果表明,50nm铁粉的活化能和指前因子的数值范围分别为90～130KJ?mol-1和103～108s-1,500nm铁粉的活化能和指前因子的数值范围分别为160～220KJ?mol-1和106～1011s-1,纳米铁粉的燃烧反应动力学模型为随机成核和随后生长,机理符合Avrami-Erofeev方程,最概然机理积分函数为G(α)=[-ln(1-α)]3,微分函数为f(α)= (1-a)[-ln(1-a)]-2/3。     

等离子体制纳米铁粉技术

阐述制取金属纳米粉末的等离子体制粉法原理，设计研制长时连续工业化生产设备，制得铁粉平均粒径小于５０ｎｍ，纯度达９９．９％Ｆｅ。     

用等转化率法研究煤焦在化学动力控制区燃烧过程中比表面积的变化

为了研究煤焦比表面积在化学动力控制区燃烧过程中的变化,提出了一种基于等转化率法对煤焦热重分析(TGA)数据进行分析的算法。运用该算法计算出了产地为超化、陕西、大同、洛阳、鹤壁、Adaro这6种煤焦比表面积随转化率的变化趋势,且将鹤壁、陕西、Adaro这3种煤焦比表面积随转化率的变化的计算结果与实验结果进行了比较。结果表明:所提出的算法是有效可行的,该算法优点在于不需要复杂的实验设备和操作,仅对TGA数据进行分析便可获得煤焦比表面积的变化规律。该算法对于深入理解煤焦燃烧过程的机理、指导工程实践有重要的意义。     

冷轧乳化液中纳米铁粉的回收

报道了从冷轧乳化液的磁过滤产物中回收纳米铁粉的一种新方法。该方法是经过预处理、清洗除油、漂洗及低温干燥4个步骤完成的,通过试验确定了洗涤次数为3次且每次最佳清洗时间分别为128,35,35min,漂洗次数为4次等条件,回收的纳米铁粉粒度在50～100nm之间,洁净率为96.11%。     

混煤燃烧特性的热重实验

将洞口和平煤分别与邵阳岩头岭、武冈龙坪老矿煤在不同配比下得到的混煤在STA449F3型热重分析仪中进行热重实验,利用热重分析法对两种不同掺烧方式下的混煤进行燃烧特性实验研究,分析两种掺混方式下混煤的着火温度和可燃性,并对其燃尽特性和综合燃烧特性进行研究,研究结果表明,各混煤的着火特性、燃烧特性和综合燃烧特性都是随着易着火煤种比例的增加而有所改善,通过对各项性能的分析,确定了混煤的最佳掺配比。     

纳米流体燃料燃烧特性研究进展

环境污染和能源短缺是当今世界面临的两大难题,纳米流体燃料作为一种潜在的可替代燃料,不仅可以提高传统燃料的能量密度,而且有望减少氮氧化物等污染物排放,因而受到了研究者的广泛关注。该文首先归纳了纳米流体燃料燃烧研究所面临的难点问题,进一步解析了添加纳米颗粒对单液滴、多液滴纳米流体燃烧特性的影响,继而总结了连续的纳米流体燃料燃烧特性研究进展,介绍了燃烧参数光学诊断方法,综述了纳米流体燃料在发动机中的应用,以及对污染物排放的影响。     

催化剂对高热煤燃烧特性的影响研究

利用碱金属类催化剂对高热煤进行催化燃烧实验,实验使用综合热重分析仪研究了煤粉中添加催化剂后其燃烧特性。实验研究结果表明,煤的燃烧受催化剂种类及担载量的影响,Na Cl、Ca CO3、Ce O2、Fe2O3对煤粉燃烧都有或多或少的催化作用,且催化作用的方向不同。Fe2O3使煤粉燃烧更剧烈;Ca CO3、Ce O2降低煤粉燃烧的放热量,使煤粉燃烧不稳定;Na Cl的加入,对煤粉燃烧燃烧点没有太大的影响,但是出现波峰的峰值较大,提高了煤粉燃烧的放热量,且后期再次出现波峰,增加了煤粉持续燃烧的能力。Na Cl的最佳添加量为10%。     

农业秸秆燃烧特性及动力学分析

选用华中地区典型的农业秸秆（麦秆、稻秆、棉秆以及林业枝条）为研究对象,在热重／差热综合热分析仪（TG-DTA）上研究它们的燃烧特性,并采用非等温积分法（Coats-Refern）分析秸秆的燃烧动力学特性．研究发现：农业秸秆易着火和燃尽,燃烧过程主要包括挥发分的析出燃烧（200-360℃）和固体焦炭的燃烧（360～500℃）．动力学分析表明：挥发分的析出较容易,所需活化能较小（〈100kJ／mol）,而固体焦炭的燃烧较难,活化能达150kJ／mol以上．对于不同的秸秆,麦秆和稻秆较易着火燃烧,而棉秆和枝条相对难以着火燃烧,这与其物质组成与化学结构的不同有关．     

伊泰与印尼混煤的燃烧特性热分析实验研究

根据沙角C电厂660 MW机组锅炉燃烧混煤的需求,选取有代表性的印尼煤和伊泰煤,采用热分析方法,对其单煤和混煤的燃烧特性进行了实验研究,为进一步的锅炉燃烧调整试验提供依据。     

生物质燃烧特性与动力学分析

为丰富农林业生物质利用方式,通过热重分析法研究生物质在不同条件下的燃烧特性及其动力学特性。研究表明,不同生物质燃烧特性明显不同。稻壳经不同温度水洗后综合燃烧特性指数增加,最大燃烧速率提高6.0~7.6 %/min,燃烧活化能高于原样,且在一定范围内水洗温度越高,焦炭燃烧阶段活化能越小;提高升温速率,生物质的着火温度、燃尽温度、残余率、最大燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数达0.955以上,挥发分析出燃烧阶段活化能均大于焦炭燃烧阶段。该实验结果可为生物质在火力发电行业应用提供参考。     

工艺参数对共沉淀法制备TZP纳米粉末的影响

对化学共沉淀法制备了ＴＺＰ纳米粉末进行了系统的研究,探讨了盐溶液浓度,ｐＨ值,煅烧温度对粉末性能的影响,提出了制备ＴＺＰ纳米粉末的适宜工艺参数Ｃ＝１．０ｍｏｌ／Ｌ,ｐＨ＝９．５,Ｔｃ＝７００℃。     

铁矿-煤球团自热还原时的燃烧过程研究

通过测量铁矿一煤球团在空气中还原时料层温度上升规律和气体成分变化情况,得出了球团被加热到挥发分开始激烈析出温度时．挥发分开始燃烧,放出的热是将球团加热到碳的直接还原开始激烈进行温度时,碳的还原产生的CO气体开始燃烧,提供球团还原耗热．     

4种清热解毒药燃烧分析

选择银黄颗粒、复方穿心莲片、维C银翘颗粒、藿香正气丸作为研究对象,从燃烧热和燃烧稳定性方面评价药品质量.测定4种清热解毒药燃烧热、燃烧稳定性.建立4种清热解毒药的多指标综合评价体系.这项研究为热重分析方法研究食品药品燃烧稳定性评价与研究提供有力地科学依据.     

稻谷壳流化床的燃烧特性

介绍了稻谷壳的物理化学特性及热重试验结果，与煤燃烧特性进行对比，阐述了稻谷壳燃烧过程中，挥发分与焦炭分阶段燃烧的概念；并通过燃烧试验提出了独特的以纯稻谷壳流态化燃烧方式为主的组合燃烧方式，为纯稻谷壳流态化燃烧锅炉设计和运行提供了理论依据。     

基于20L球形爆炸装置的微米级铝粉爆炸特性实验

采用20 L球形爆炸装置,对6种不同粒径分布的微米铝粉在不同浓度下的爆炸特性进行了实验研究,考察了浓度和粒径对铝粉爆炸特性的影响规律,并分析了其爆炸产物的表面特征.结果表明,铝粉的最大爆炸压力、压力上升速率和爆炸指数随铝粉浓度的增加呈抛物线变化,在最适爆炸浓度（c_opt=500g/m3）时三者均达到峰值.随着铝粉粒径的减小时,最大爆炸压力、压力上升速率呈指数增加趋势,且在铝粉粒径小于10μm时,其增幅更为显著.爆炸过程中的铝粉粉尘云的燃烧时间随铝粉浓度的增大呈指数规律衰减并趋于平缓,同时随着铝粉粒径的减小而降低.      

火场胶合板热解燃烧特性热重模拟试验研究

 火场可燃物热解燃烧过程是火灾的初始阶段,直接控制着火过程。本文采用热重分析仪,通过中途变换气氛对胶合板在火场中的热解燃烧行为进行了热重分析和差热分析研究。结果表明,在胶合板的第1热解阶段结束前变化气氛对热解过程影响不大。在第2热解阶段将空气变为氮气后,胶合板热解失重趋势立即沿氮气气氛下趋势进行;将氮气变为空气后,热解迅速加快,最终失重率与空气气氛下相同。