朱清华
- 作品数：3 被引量：15H指数：2
- 供职机构：武汉理工大学资源与环境工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省自然科学基金火灾科学国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程动力工程及工程热物理更多>>
- 3种基于烟点高度的碳黑模型对比被引量：2
- 2015年
- 烟点高度能有效表征燃料碳黑生成能力的大小,基于烟点高度的碳黑模型不仅可以得到非常可观的计算精度,且计算成本较低.本文分别采用Beji、Yao和Lautenberger等提出的碳黑模型对乙烯层流扩散火焰进行数值模拟,并对比分析了3种模型的碳黑浓度分布以及碳黑生成速率分布和实际测量值的差异.结果表明,Beji和Yao均采用了Delichatsios提出的碳黑生成模型,但Beji的混合分数取值范围更为合理;Yao采用的碳黑表面化学反应模型,在略高于化学当量比的部分可能低估了碳黑的氧化速率;Lautenberger根据碳黑生成速率分布图,假设了碳黑生成速率与混合分数和温度的关系,但在混合分数和温度的取值范围以及近似方法上有待改进.
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- 关键词：碳黑数值模拟
- 水蒸气对层流甲烷/空气扩散火焰中烟黑生成的影响被引量：9
- 2017年
- 空气中水的存在会严重影响烷烃类扩散火焰中烟黑的生成,研究氧化剂流中水对烷烃类火焰的影响,对污染物控制及火灾扑救具有重要意义。模拟采用24步简化机理的有限速率化学反应模型、Moss-Brookes烟黑模型及Discrete Ordinates(DO)辐射模型,研究在空气中加入水对甲烷/空气层流伴流扩散火焰的影响,其中烟黑模型包括烟黑的成核、表面增长和氧化。结果表明,伴流空气中的水蒸气会降低火焰的温度、抑制烟黑的生成。这是因为:一方面,水蒸气降低了甲烷燃烧的温度,火焰温度的降低导致化学反应速率减慢,烟黑成核和表面生长速率随之降低,火焰中烟黑质量分数便减少;另一方面,由于水蒸气的加入使化学反应OH+H_2 H+H_2O(R(15))逆向反应加速,继而导致OH生成量增加。但由于氧气浓度降低使火焰体积增大,OH的浓度降低。从而导致烟黑的氧化速率降低,烟黑生成量增加。由于水蒸气的化学效应小于其温度效应,总体上烟黑质量分数降低。最后对比了模拟结果和试验结果。
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- 关键词：安全工程烟黑甲烷水蒸气
- 基于双色法的层流扩散火焰温度场和烟黑浓度场重构被引量：4
- 2018年
- 高温和烟气是火灾事故中造成人员伤亡的两个重要因素,能快速准确地获取火焰温度和烟黑浓度的分布,是对燃烧产热量和发烟量的控制方法进行深入研究的前提。根据双色法的理论基础,结合火焰单元的划分方法,整理并简化了火焰温度和烟黑浓度求解过程。利用自主开发的软件进行重构计算,并选取甲烷/空气轴对称层流扩散火焰为例进行试验。重构结果表明,烟黑浓度和温度的分布在轴向方向上均呈现双峰到单峰的特点。将重构结果和数值模拟的结果进行对比,发现温度峰值和烟黑浓度峰值的相对误差分别低于1.59%和6.08%,表明重构结果和模拟结果具有较好的一致性。因此,可认为该重构方法具有可行性。
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- 关键词：安全工程双色法火焰温度
