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国家自然科学基金(51176096)

作品数:11 被引量:34H指数:4
相关作者:何榕张盛诚马亮曹立勇更多>>
相关机构:清华大学中央研究院更多>>
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相关领域:化学工程理学环境科学与工程更多>>

文献类型

  • 11篇中文期刊文章

领域

  • 6篇化学工程
  • 4篇理学
  • 1篇环境科学与工...

主题

  • 5篇孔隙
  • 4篇热解
  • 4篇分形
  • 4篇
  • 3篇孔隙结构
  • 2篇单颗粒
  • 2篇多孔介质
  • 2篇气体
  • 2篇煤粉
  • 2篇煤焦
  • 2篇煤焦燃烧
  • 2篇官能团
  • 2篇MODEL
  • 2篇沉降炉
  • 2篇FRACTA...
  • 1篇守恒方程
  • 1篇数值模拟
  • 1篇数值模拟方法
  • 1篇气体扩散
  • 1篇燃煤

机构

  • 9篇清华大学
  • 1篇中央研究院

作者

  • 9篇何榕
  • 4篇张盛诚
  • 3篇马亮
  • 1篇曹立勇

传媒

  • 3篇清华大学学报...
  • 2篇燃烧科学与技...
  • 2篇化工学报
  • 2篇Chines...
  • 1篇中国电机工程...
  • 1篇动力工程学报

年份

  • 2篇2017
  • 5篇2016
  • 1篇2015
  • 3篇2013
11 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
A comprehensive fractal char combustion model
2016年
The char combustion mechanisms were analyzed and a comprehensive fractal char combustion model was developed to give a better understanding and better predictions of the char combustion characteristics. Most of the complex factors affecting the char combustion were included, such as the coupling effects between the pore diffusion and the chemical reactions, the evolution of the char pore structures and the variation of the apparent reaction order during combustion, the CO/CO_2 ratio in the combustion products and the correction for oxy-char combustion. Eleven different chars were then combusted in two drop tube furnaces with the conversions of the partly burned char samples measured by thermogravimetric analysis. The combustion processes of these chars were simulated with the predicted char conversions matching very well with the measured data which shows that this char combustion model has good accuracy. The apparent reaction order of the char combustion decreases, stabilizes and then increases during the combustion process. The combustion rates in the oxy-mode are generally slower than in the air-mode and the effect of the char-CO_2 gasification reaction becomes obvious only when the temperature is relatively high and the O_2 concentration is relatively low.
Yuting LiuRong He
热解时加热速率对煤粉孔隙结构变化的影响被引量:2
2017年
为研究热解时煤粉颗粒孔隙结构的变化,采用随机行走的方法生成煤粉颗粒的孔隙结构,采用碎片化和扩散煤热解模型描述热解时的化学反应,基于分子运动论描述气体在分形孔隙中的扩散,构建了一个描述孔隙结构变化的数学模型.通过对模型计算结果的拟合,得到描述孔隙结构变化的微分方程组,并用沉降炉热解实验对方程组进行了验证.应用该微分方程组研究了加热速率对孔隙结构变化的影响,结果表明,在膨胀阶段和收缩阶段,4个孔隙结构参数的变化速率都存在一个峰值.随着加热速率的提高,煤焦的膨胀率、比表面积和分形维数先增大后减小,而煤焦的孔隙率是一直增大的.
张盛诚何榕
关键词:热解孔隙结构加热速率
分形多孔介质中气体稳态扩散被引量:6
2013年
传统的Fick和Knudsen扩散定律不适用于分形孔中的气体扩散,因此有必要对分形多孔介质中气体扩散规律展开研究。采用随机漫步法生成了分形孔模型,根据分子运动论建立了能应用于分形孔中的气体扩散控制方程,在所建立的扩散模型基础上,研究了分形多孔介质中气体稳态扩散规律并得到了稳态扩散系数表达式。结果表明:扩散系数正比于气体分子平均速度;在Knudsen扩散区,扩散系数正比于平均孔径和孔隙率且与分形维数成指数关系;在过渡扩散区,扩散系数不仅与3个孔结构参数有关还与扩散气体分子的平均自由程有关。
马亮何榕
关键词:多孔介质分形气体扩散
煤粉颗粒热解时的膨胀与其物理化学性质的关系被引量:1
2016年
通过建立数学模型来研究煤粉颗粒热解时的膨胀规律,用分形孔隙模型生成煤粉的孔隙结构,描述热解过程发生的化学反应、气体在孔隙中的扩散和煤粉颗粒的膨胀与收缩.对模型计算结果进行拟合,得到描述煤粉颗粒膨胀的微分方程,通过与其他研究者模型计算结果的对比验证该微分方程,分析了煤种的官能团含量、煤粉颗粒的孔隙率和比表面积对其膨胀的影响,并定义了一个综合了煤的物理化学性质的参数X.结果表明:官能团含量上升,煤粉颗粒的最大膨胀率和煤焦的膨胀率增大;孔隙率或比表面积增大,煤粉颗粒的最大膨胀率和煤焦的膨胀率减小;参数X越大,煤粉颗粒在热解过程中会发生更大的膨胀.
张盛诚何榕
关键词:热解官能团孔隙
孔隙结构对燃煤脱硫反应最大转化率的影响被引量:4
2013年
为研究燃煤脱硫反应中氧化钙孔隙结构对最大转化率的影响,采用随机行走法模拟氧化钙颗粒,基于分子运动论建立多孔颗粒中气体扩散模型,应用简单碰撞理论和Fick扩散定律分别描述脱硫反应的两个阶段.模拟了15种不同孔结构的氧化钙在700~900℃和1500×10~3500×10^-6二氧化硫条件下的脱硫反应,通过引入一个表征孔内扩散特性的模数来研究孔隙结构对最大转化率的影响.结果表明,氧化钙最大转化率随反应温度和二氧化硫浓度的升高而增大;最大转化率随着该模数的增大呈某一指数函数增大.
马亮何榕曹立勇
关键词:脱硫反应孔隙结构分形维数
包含反应阶数变化的分形煤焦颗粒燃烧模型的建立与实验验证被引量:5
2016年
为了深入研究煤焦燃烧的机理并提高对煤焦燃烧过程的预测精度,建立了一个综合的煤焦燃烧模型。该模型考虑了煤焦颗粒孔隙内二次反应与扩散的耦合作用、煤焦燃烧反应阶数的变化和反应过程中CO/CO2比例等问题。使用热天平(TGA)对11种煤焦的燃烧特性进行分析,测得各种煤焦的表观活化能与指前因子,以确定模型中的待定参数。在沉降炉(DTF)中对这11种煤焦做燃烧实验,用TGA基于灰分守恒测得DTF炉管出口处的煤焦样品的转化率。运用建立的模型模拟这些煤焦的燃烧过程,预测的转化率与实验结果有较好的吻合度,相比传统的本征动力学模型,该模型预测的精度有了较大提高,证明了该模型能适用于从褐煤到无烟煤的较广煤焦范围。研究还发现,煤焦燃烧的表观反应阶数在燃烧过程中不断减小并最终趋于稳定。
刘雨廷何榕
关键词:煤焦燃烧沉降炉分形
Numerical study of pore structure effect on SO_2–CaO reactions
2015年
The effect of varying pore structures on the kinetics of S02-CaO reactions is not fully understood in the previous studies. Combining fractal pore model, gas molecular movement model and two-stage reaction model, a new desulfurization model is established in this paper. Fractal pore model is used to simulate CaO particle and gas molecular movement model is used to simulate gas diffusion in pores. Fractal dimension is used to characterize complexity of pore structure instead of tortuosity factor. It is found that the reaction is significantly affected by pore structures. A modulus φ is introduced to characterize the relationship between varying pore structures and apparent reaction parameters. And this relationship is verified by thermo-gravimetric analysis (TGA) data. Comparing to the previous models, the effect of varying pore structure on the kinetics of the reaction is described more accurately by the desulfurization model.
马亮曹立勇何榕
分形多孔介质中气体的非稳态扩散被引量:6
2013年
通过引入平均修正系数修正Fick第二扩散定律得到了描述分形多孔介质气体非稳态扩散的理论方程。基于'塞状流'扩散实验法建立了分形多孔介质非稳态扩散实验系统,对3个孔隙结构不同的分形多孔介质样品进行了非稳态扩散实验,通过实验对理论方程进行验证和修正。结果表明,Fick第二扩散定律不适用于分形多孔介质中气体非稳态扩散,分形多孔介质中气体非稳态扩散存在一定规律,且多孔介质孔隙结构不同其扩散规律不同。
马亮何榕
关键词:多孔介质分形孔隙结构
单颗粒煤焦在大空间中燃烧的数值模拟方法及实验验证被引量:1
2016年
为了对煤焦颗粒的燃烧过程进行更精确的预测,该文从多组分混合反应系统守恒方程出发,构建了一套能够精确模拟煤焦颗粒燃烧过程的数值方法。该方法细致描述了煤焦颗粒边界层内发生的一系列物理化学过程,有助于煤焦燃烧机理的研究,计算量也不大。该方法还可以用于对流动形态较为简单的实际工况的模拟,如煤焦颗粒在沉降炉内燃烧等。通过实验测得4种煤焦在沉降炉中燃烧的最终转化率,并运用该方法对其进行预测,证明了该方法的可靠性。模拟结果表明:随着环境温度的升高,煤焦燃烧速率加快,颗粒边界层中O2摩尔分数下降更多,而产物CO和CO2的摩尔分数却明显上升。
刘雨廷何榕
关键词:煤焦燃烧守恒方程沉降炉
单颗粒煤粉热解时焦油的二次反应和扩散被引量:9
2016年
建立了数学模型来研究单颗粒煤粉热解时焦油的生成规律。该模型基于碎片化与扩散(FD)煤热解模型,考虑了一次气体产物在颗粒内部的二次反应和扩散,用沉降炉热解实验验证了模型的正确性。用该模型研究了热解终温、加热速率和颗粒粒径对杨村煤热解时焦油生成的影响。结果表明:二次反应和扩散之间的竞争对焦油的生成有很大影响。热解终温和加热速率的上升会促进焦油的二次反应和扩散,对二次反应的促进作用更强。颗粒粒径的增大会促进二次反应,阻碍扩散,因此对二者之间的竞争影响更大。热解终温的上升、加热速率的上升和颗粒粒径的增大都会降低最终的焦油产率。
张盛诚何榕
关键词:热解焦油扩散
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