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等离子体助燃旋流扩散火焰的光谱分析

杨凌元 , 李钢 , 赵丽娜 , 邢双喜 , 胡宏斌 , 徐燕骥 , 杜薇 , 朱俊强

介质阻挡放电(DBD)辅助燃烧是等离子体技术领域发展起来的新的应用途径.本文利用CCD相机及光谱仪记录并分析甲烷-空气旋流扩散燃烧火焰形态及特征光谱,研究了等离子体激励的助燃、稳燃机理,分析了不同激励方式对等离子激励效果的影响.实验结果表明,等离子体激励放电会产生大量的自由基及活性基团,如CH,OH,O+,O原子的各激发态能级及N2第一正带系等谱线,其中重点分析了加电前后及不同激励方式下O原子(3s3S0→3p5P,λ=777.5 nm)及氮气第一正带系B3Πg→A3∑+u粒子(振动带波长为λ=891.2 nm)发射光谱变化,由于氮原子与氧原子均为加速燃烧的重要活性粒子,这些基团的产生使得甲烷更容易发生一系列链式氧化反应.定常激励产生的活性粒子浓度大于未经过等离子体激威及非定常激励下所产生的活性粒子浓度;经过等离子体激励后火焰根部更靠近燃烧器喷嘴底部,说明等离子体激励产生的活性粒子加速了链式反应的进行,缩短了点火迟滞时间.

关键词: 等离子体 , 介质阻挡放电 , 旋流扩散燃烧 , 光谱

不同喷嘴结构合成气燃烧室动态特性的实验研究

宋权斌 , 房爱兵 , 徐纲 , 徐燕骥 , 邢双喜 , 黄伟光

工程热物理学报

通过中压全尺寸燃气轮机燃烧室测试平台的合成气燃烧试验,对单喷嘴和多喷嘴燃烧室的动态特性进行了比较分析.在本文的测试工况下,燃烧室没有产生强烈的热声振荡,所有的燃烧过程都很稳定,说明喷嘴的设计是合理的.多喷嘴燃烧室在相似工况下动态压力幅值比单喷嘴燃烧室要小一半以上,功率谱曲线相对平滑,说明多喷嘴燃烧室确实能降低燃烧噪声.单喷嘴和多喷嘴燃烧室在某些工况下都出现了低于10 Hz的极低频压力振荡,且振荡功率相对较大,可能会产生较大的危害,需要进一步研究其产生的机理和抑制方法.本文的研究结果为高氢燃气轮机的设计和改造提供了参考.

关键词: 燃气轮机 , 燃烧室 , 合成气 , 热声振荡 , 动态特性

合成气稀态预混燃烧器设计

邢双喜 , 房爱兵 , 宋权斌 , 徐纲 , 聂超群

工程热物理学报

稀态预混燃烧技术是实现合成气超低污染物排放利用的一条较为有前景的途径,然而预混燃烧中的燃烧稳定性问题是威胁燃气轮机安全运行的关键问题。为了研究合成气稀态预混燃烧过程的燃烧不稳定性问题,本文设计了一个模型燃烧试验器,并采用详细化学反应模型进行了数值计算,对其流场特性、预混效果及NO_x排放特性进行了详细分析。

关键词: 燃气轮机 , 预混 , 径向旋流器 , 数值模拟

燃料供给方式对稀态预混燃烧特性的影响

邢双喜 , 房爱兵 , 崔玉峰 , 段冬霞 , 王昆 , 聂超群

工程热物理学报

稀态预混燃烧技术已被用于工业燃气轮机,其NOx排放可低于50 mg/m3,然而容易发生热声振荡问题.本文通过数值模拟和实验结合的方法研究了燃料供给方式和值班比对燃烧室动态和污染物排放特性的影响.模拟表明:三种燃料供给方式使燃烧室内呈现出三种典型的燃料分布形式.实验表明:当值班比由0％增加到15％时,NOx排放近似线性增加,而热声振荡的声压级会先升高而后降低.结果表明预混段内的燃料分布对污染物和热声振荡产生具有很大影响.

关键词: 燃气轮机 , 稀态预混 , 热声振荡 , 数值模拟 , 实验研究

聚苯胺纳米粒子的反胶束法合成及自组装

邢双喜 , 褚莹 , 隋晓萌

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2004.12.026

分别在2-乙基己基琥珀酸钠(AOT)、聚氧乙烯烷基苯基醚(OP)及溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)3种表面活性剂构建的反胶束体系中合成了聚苯胺纳米粒子;利用紫外-可见、红外光谱、X射线粉末衍射及透射电镜等对产物进行了结构表征和形态观察;讨论了反胶束水池大小、苯胺单体浓度及表面活性剂种类等对聚苯胺纳米粒子尺寸和形态的影响;首次探讨了反胶束体系中聚苯胺纳米粒子的形成过程. 结果表明,聚苯胺纳米粒子的尺寸随着反胶束水池的增大而增大,并能在较高单体浓度下进行自组装,聚苯胺纳米粒子从球形组装为米粒状;单体浓度从0.05 mol/L增大到0.2 mol/L时,以及表面活性剂带有电荷时,在AOT及CTAB反胶束体系中自组装聚苯胺粒子的致密度增强.

关键词: 聚苯胺 , 纳米粒子 , 反胶束 , 自组装