柳冠青
,
李水清
,
赵香龙
,
姚强
工程热物理学报
二维喷动床横截面为152 mm×15 mm,锥角为60°,喷口宽度为9 mm,实验物料为平均粒径2.0 mm的玻璃珠.床体的颗粒流动表现出整体的喷动周期性,属于不连贯喷动流型.本文基于PIV处理颗粒流动图像获得了颗粒流动的瞬时速度;基于功率谱密度分布对瞬时速度的分析结果表明,喷射区轴线的中下部颗粒存在较强的速度脉动,环隙区颗粒速度脉动较弱;研究发现喷动周期与床体压力脉动周期基本一致.
关键词:
二维喷动床
,
颗粒流动
,
脉动特性
,
不连贯喷动
,
PIV
李水清
,
陈亮
,
丁毅
,
马立群
机械工程材料
将质量分数为59／6，109／6，15％，20％的镍粉加到纯Cr2O3陶瓷粉中，采用等离子喷涂技术在20钢表面制备了Ni～Cr2O3复合涂层；通过X射线衍射、显微组织分析、电化学试验、盐雾试验等方法研究了镍含量对复合涂层相组成、组织形貌以及耐蚀性能的影响。结果表明：复合涂层为层状结构；随着镍含量的增多，涂层物相未发生改变，复合涂层的耐蚀性先升后降，且镍质量分数为15％的复合涂层耐蚀性能最好。
关键词:
等离子喷涂
,
镍含量
,
Ni-Cr2O3复合涂层
,
耐蚀性
于丹
,
孔成栋
,
卓建坤
,
姚强
,
李水清
工程热物理学报
硼具有比镁、铝更高的能量密度,是一种具有很大应用潜力的理想固体添加剂.但硼颗粒着火过程机理尚不明确,尤其是着火过程中关键阶段:氧化层增厚的过程,更需要深入研究.本文利用热重和管式炉等实验方法,对微米硼颗粒着火阶段的氧化膜增厚过程,即氧化性能进行了研究.发现在氧气/氮气或空气的气氛中,微米硼颗粒的氧化过程分为脱水、快速氧化和慢速氧化三个阶段.利用多个升温速度法求得快速氧化阶段的活化能为131.74 kJ/mol.微米硼颗粒的着火温度约为929～969 K.着火温度随着加热速度的增加而升高,随着氧气浓度的增加而降低.硼颗粒氧化后会黏结在一起,形成类似“切糕”状产物:未氧化的单质硼镶嵌在氧化产物B2 O2及B2O3中.这种产物结构说明了(BO)n扩散模型具有合理性.
关键词:
硼
,
着火
,
氧化
李水清
,
姚强
,
赵香龙
,
郑义忠
工程热物理学报
颗粒浓度对于稠相流动体系中颗粒应力本构方程建立具有决定性的作用.本文采用双流体模型,并结合颗粒流动力学理论来描述固相应力的基础上实现了对喷动床的数值模拟,探讨了从喷射区到环隙区颗粒浓度的理论变化趋势.同时采用自主开发的电容探针技术,不仅颗粒浓度测量值和理论值吻合较好,而且也准确地验证了颗粒非均匀夹带这一现象.电容探针还可灵敏地分辨出环隙区内不同床高处以及接近壁面处的颗粒浓度的细微变化.
关键词:
喷动床
,
数值模拟
,
电容探针
,
颗粒浓度
靳星
,
李水清
,
杨萌萌
,
卓建坤
,
姚强
工程热物理学报
细颗粒的堆积既是电厂尾部除尘系统的核心问题,也是航天领域空间环境内限制动力或光学元件性能的关键问题。电场力因具有长程有效性和强可操作性成为控制细颗粒堆积的主要手段。本文通过微观实验研究了高压平行板电场间细颗粒堆积的机理,观察到颗粒在预极化、预荷电、变外电场电压等工况下的堆积形貌,并发展了图像处理的方法统计堆积颗粒数。研究表明,偶极力是外电场下颗粒成链的主因,而颗粒的倒伏则是来自曳力的作用,颗粒链的极限高度主要受外电场场强和颗粒堆积结构的影响。
关键词:
细颗粒
,
高压电场
,
堆积形貌
,
偶极力
邓斯理
,
李水清
,
王俊晶
,
陶雨洁
,
姚强
工程热物理学报
湍流效应是火焰合成纳米TiO2颗粒工业化规模放大的一个重要影响因素.本文基于一种新提出的滞止旋流火焰开展了合成TiO2纳米颗粒的实验研究.在旋流数0.26的条件下,可成功获得比表面积300㎡/g以上,粒径最小达5nm的锐钛矿型TiO2颗粒,这可归因于本文滞止旋流火焰具有贫燃稳定性、速度高反应快、温度梯度大等特点.实验还发现,随着前驱物浓度的减小,合成颗粒粒径逐渐减小且更加均匀.
关键词:
滞止旋流火焰
,
火焰合成
,
TiO2纳米颗粒
严建华
,
李水清
,
黄景涛
,
李润东
,
池涌
,
岑可法
工程热物理学报
本文发展了随机颗粒轨道模型并用来预测MSW在回转窑内轴向传输和扩散现象,即停留时间分布.模型创新性在于:(1)首次采用颗粒受力矢量分析而非Sa,eman倡导的几何分析来确定窑内单历程中颗粒的滚落轨迹;(2)充分考虑了MSW在回转窑内分离现象,引入参数来表达颗粒滚落过程的随机分布函数.模型计算值和试验结果取得良好的一致,可以为回转式热解或焚烧炉的设计和运行提供依据.
关键词:
回转窑
,
MSW
,
轴向传输
,
轴向扩散
,
随机颗粒轨道模型
吴宁
,
宗毅晨
,
李水清
,
姚强
,
罗忠敬
工程热物理学报
本文发展并建立了一套适用于研究煤粉穿越气相火焰面着火特性的对冲火焰实验系统,基于碰撞解聚原理研制了全新的微小载气量给粉系统.通过统计ICCD拍摄的煤粉着火图像,结合数值计算分析煤粉颗粒的沿程温度经历,发现穿越扩散火焰面时颗粒升温速率可达105 K/s,火焰面温度及煤粉停留时间是决定煤粉穿越火焰面后着火模式的主要因素.
关键词:
对冲火焰
,
煤粉
,
着火
,
给粉
卓建坤
,
李水清
,
宋蔷
,
姚强
工程热物理学报
煤粉燃烧火焰区域是燃烧过程中温度最高的区域,同时也是温度梯度、组分浓度梯度最高的地方,以及还原和氧化气氛交错存在等复杂环境,这种环境对亚微米颗粒初始形成阶段有着重要的影响,对该区域形成的PM1进行研究有助于深入理解PM1的形成机理.本文基于25 kW一维下行炉内对自维持燃烧的煤粉火焰区域,通过两级稀释水冷等速取样系统和ELPI(荷电低压撞击分离器)系统对颗粒物进行分级收集,以及电镜分析技术,获得PM1的质量和数浓度粒径分布,以及各粒径主要成分分布,并进行单颗粒分析.结果表明火焰区域中形成的亚微米颗粒以含碳物质为主,碳烟、碱金属和硫对超细颗粒有富集的趋势.该区域的亚微米颗粒同时存在多种复杂的形成机理.
关键词:
煤粉燃烧火焰区域
,
亚微米颗粒
,
电镜分析
黄骞
,
李水清
,
李庚达
,
姚强
工程热物理学报
本文针对微米及亚微米细颗粒物在煤粉自维持燃烧高温一维炉中的沿程演化特性进行了定量模拟.从高温火焰区到焦炭燃烧区,利用聚并机理和碳烟氧化模型计算了细颗粒物浓度的粒径分布(PSD)变化,表明碳烟氧化是焦炭燃烧区颗粒浓度分布变化的主要因素,仅聚并作用无法生成PM0.1以上颗粒.并通过预设碳烟份额得到与实验值吻合较好的焦炭燃烧区出口颗粒浓度分布曲线.
关键词:
细颗粒物
,
高温一维炉
,
碰撞聚并
,
碳烟氧化
