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高温CO气体热非平衡效应的实验研究
1
作者
何东
刘铁楼
+3 位作者
李仁杰
李飞
司廷
罗喜胜
《实验流体力学》
北大核心
2025年第2期30-37,共8页
高超声速科技是航空航天和深空探测领域研究的焦点之一。热化学非平衡是高超声速流动的主要特征。CO是碳氢燃料燃烧的重要中间产物,也是飞行器进入火星和金星大气过程的主要辐射来源,其热非平衡效应研究具有重要意义。本文基于无吸收干...
高超声速科技是航空航天和深空探测领域研究的焦点之一。热化学非平衡是高超声速流动的主要特征。CO是碳氢燃料燃烧的重要中间产物,也是飞行器进入火星和金星大气过程的主要辐射来源,其热非平衡效应研究具有重要意义。本文基于无吸收干扰的可调谐二极管激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS),进行化学激波管反射激波波后CO混合气转振温度演化规律和热非平衡效应的定量测量研究,并将测量结果同Landau-Teller模型和Schwartz-Slawsky-Herzfeld模型的预测结果进行对比分析。基于文献中修正的振动弛豫时间参数(包括CO−Ar体系和N_(2)-N_(2)体系),上述模型的预测结果与测量数据吻合较好。相关分析表明:CO和N_(2)之间的振动-振动-平动内能传递模式使CO和N_(2)的振动温度演化规律趋于一致。因此,对于1.0%CO+99.0%N_(2)混合气,测量的CO振动温度演化规律可以用于表征高温N_(2)的热非平衡效应。
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关键词
化学激波管
TDLAS
振动温度
定量测量
转动温度
热非平衡效应
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职称材料
前体压缩对斜爆轰发动机推力性能影响研究
2
作者
郗雪辰
王安琪
+1 位作者
牛淑贞
杨鹏飞
《兵工学报》
北大核心
2025年第8期313-323,共11页
为了探明前体压缩方式及压缩程度对斜爆轰发动机推力性能的影响规律,针对马赫数10、海拔35 km的飞行工况,采用理论分析的手段,研究1道、2道和3道斜激波以及压缩角度对氢气-空气斜爆轰发动机推力性能的影响。研究结果显示,压缩级数的增...
为了探明前体压缩方式及压缩程度对斜爆轰发动机推力性能的影响规律,针对马赫数10、海拔35 km的飞行工况,采用理论分析的手段,研究1道、2道和3道斜激波以及压缩角度对氢气-空气斜爆轰发动机推力性能的影响。研究结果显示,压缩级数的增加能够显著提升斜爆轰发动机的推力性能;在压缩角度2°~24°范围内,燃料比冲随着1级压缩角度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,2级和3级压缩角度的增加能够持续地提升燃料比冲,并延迟推力性能极值点的出现。通过分析进气压缩级数对进气道出口、掺混段出口和燃烧室出口气流参数的影响,发现这一现象主要在于1级楔面压缩角度的增加导致进气道出口气流温度快速上升,限制了爆轰燃烧的增压能力,而多级压缩能够获得更高的燃烧产物压力和速度,从而提升推力性能并降低总压损失。
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关键词
斜爆轰发动机
前体压缩
燃气压力
燃气速度
比冲
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职称材料
30万m^(3)/h电厂烟气碳捕集系统能流特征与热量耗散途径
3
作者
王志勇
王朝威
+6 位作者
张良
杨晋宁
杨东泰
刘毅
杨阳
徐冬
魏小林
《洁净煤技术》
北大核心
2025年第5期106-114,共9页
介绍30万Nm^(3)/h电厂烟气碳捕集系统与电厂热力系统物质与能量耦合原理。分析典型工况下碳捕集系统的物质流与能量流全过程,明确煮沸热耗散于物流显热(45.10%)和再生工艺热(54.90%)的份额,以及再生工艺热中化学反应热(70.14%)和汽化潜...
介绍30万Nm^(3)/h电厂烟气碳捕集系统与电厂热力系统物质与能量耦合原理。分析典型工况下碳捕集系统的物质流与能量流全过程,明确煮沸热耗散于物流显热(45.10%)和再生工艺热(54.90%)的份额,以及再生工艺热中化学反应热(70.14%)和汽化潜热(29.86%)的份额。在5种冷却耗散途径中,再生气冷却器5热量品位最高(等级80℃),耗散占比9.13%,其次为热量品位第2(等级60℃)、占比最大26.77%的贫液进吸收塔冷却器4,二者可相互转化,是余热利用的关键环节。研究改变碳捕集率和保持碳捕集率调整不同因素(富液分流、贫富液换热端差、贫液负载、吸收剂浓度及比例(MEA:MDEA)等)对冷却耗散和潜显热耗散比的影响规律。结果表明仅调整碳捕集率不会影响潜显热耗散比(0.34),富液分流可显著改变潜显热耗散比,自富液分流比例0.05下的0.63快速下降至0.20下的0.11。缩小贫富液换热端差可快速提高潜显热耗散比,可从12℃端差下的0.22提高至6℃下的0.44。贫液负载从0.19上升至0.28时,潜显热耗散比从0.48下降到0.12。提高吸收剂比例后(0.5~2.0),再生过程中水分蒸发需求扩大,潜显热耗散比显著增加(从0.11快速上升至0.65)。
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关键词
碳捕集
化学吸收
物质流
能量流
热量耗散
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职称材料
题名
高温CO气体热非平衡效应的实验研究
1
作者
何东
刘铁楼
李仁杰
李飞
司廷
罗喜胜
机构
中国科
学技术大学近代
力学
系
中国科学院力学研究所空天飞行高温气动全国重点实验室
出处
《实验流体力学》
北大核心
2025年第2期30-37,共8页
基金
国家自然科学基金项目(12027801,12402274,12388101)
中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项(XDB0620201)。
文摘
高超声速科技是航空航天和深空探测领域研究的焦点之一。热化学非平衡是高超声速流动的主要特征。CO是碳氢燃料燃烧的重要中间产物,也是飞行器进入火星和金星大气过程的主要辐射来源,其热非平衡效应研究具有重要意义。本文基于无吸收干扰的可调谐二极管激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS),进行化学激波管反射激波波后CO混合气转振温度演化规律和热非平衡效应的定量测量研究,并将测量结果同Landau-Teller模型和Schwartz-Slawsky-Herzfeld模型的预测结果进行对比分析。基于文献中修正的振动弛豫时间参数(包括CO−Ar体系和N_(2)-N_(2)体系),上述模型的预测结果与测量数据吻合较好。相关分析表明:CO和N_(2)之间的振动-振动-平动内能传递模式使CO和N_(2)的振动温度演化规律趋于一致。因此,对于1.0%CO+99.0%N_(2)混合气,测量的CO振动温度演化规律可以用于表征高温N_(2)的热非平衡效应。
关键词
化学激波管
TDLAS
振动温度
定量测量
转动温度
热非平衡效应
Keywords
kinetics shock tube
TDLAS
vibrational temperature
quantitative measurement
rotational temperature
thermal nonequilibrium effects
分类号
O354.7 [理学—流体力学]
O354.4 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
前体压缩对斜爆轰发动机推力性能影响研究
2
作者
郗雪辰
王安琪
牛淑贞
杨鹏飞
机构
山西警察
学院
治安系
北京理工大学
空
天
科学
与技术
学院
中国科学院力学研究所空天飞行高温气动全国重点实验室
(筹)
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第8期313-323,共11页
基金
国家自然科学基金项目(12202014、12325206)。
文摘
为了探明前体压缩方式及压缩程度对斜爆轰发动机推力性能的影响规律,针对马赫数10、海拔35 km的飞行工况,采用理论分析的手段,研究1道、2道和3道斜激波以及压缩角度对氢气-空气斜爆轰发动机推力性能的影响。研究结果显示,压缩级数的增加能够显著提升斜爆轰发动机的推力性能;在压缩角度2°~24°范围内,燃料比冲随着1级压缩角度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,2级和3级压缩角度的增加能够持续地提升燃料比冲,并延迟推力性能极值点的出现。通过分析进气压缩级数对进气道出口、掺混段出口和燃烧室出口气流参数的影响,发现这一现象主要在于1级楔面压缩角度的增加导致进气道出口气流温度快速上升,限制了爆轰燃烧的增压能力,而多级压缩能够获得更高的燃烧产物压力和速度,从而提升推力性能并降低总压损失。
关键词
斜爆轰发动机
前体压缩
燃气压力
燃气速度
比冲
Keywords
oblique detonation engine
forebody compression
combustion pressure
combustion velocity
specific impulse
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
30万m^(3)/h电厂烟气碳捕集系统能流特征与热量耗散途径
3
作者
王志勇
王朝威
张良
杨晋宁
杨东泰
刘毅
杨阳
徐冬
魏小林
机构
国家能源集团新能源技术
研究
院有限公司
中国科学院力学研究所空天飞行高温气动全国重点实验室
浙江大学能源工程
学院
出处
《洁净煤技术》
北大核心
2025年第5期106-114,共9页
基金
江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金(重大科技示范)资助项目(BE2022602)。
文摘
介绍30万Nm^(3)/h电厂烟气碳捕集系统与电厂热力系统物质与能量耦合原理。分析典型工况下碳捕集系统的物质流与能量流全过程,明确煮沸热耗散于物流显热(45.10%)和再生工艺热(54.90%)的份额,以及再生工艺热中化学反应热(70.14%)和汽化潜热(29.86%)的份额。在5种冷却耗散途径中,再生气冷却器5热量品位最高(等级80℃),耗散占比9.13%,其次为热量品位第2(等级60℃)、占比最大26.77%的贫液进吸收塔冷却器4,二者可相互转化,是余热利用的关键环节。研究改变碳捕集率和保持碳捕集率调整不同因素(富液分流、贫富液换热端差、贫液负载、吸收剂浓度及比例(MEA:MDEA)等)对冷却耗散和潜显热耗散比的影响规律。结果表明仅调整碳捕集率不会影响潜显热耗散比(0.34),富液分流可显著改变潜显热耗散比,自富液分流比例0.05下的0.63快速下降至0.20下的0.11。缩小贫富液换热端差可快速提高潜显热耗散比,可从12℃端差下的0.22提高至6℃下的0.44。贫液负载从0.19上升至0.28时,潜显热耗散比从0.48下降到0.12。提高吸收剂比例后(0.5~2.0),再生过程中水分蒸发需求扩大,潜显热耗散比显著增加(从0.11快速上升至0.65)。
关键词
碳捕集
化学吸收
物质流
能量流
热量耗散
Keywords
carbon capture
chemical absorption
material flow
energy flow
heat dissipation
分类号
TQ116 [化学工程—无机化工]
TK284 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高温CO气体热非平衡效应的实验研究
何东
刘铁楼
李仁杰
李飞
司廷
罗喜胜
《实验流体力学》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
前体压缩对斜爆轰发动机推力性能影响研究
郗雪辰
王安琪
牛淑贞
杨鹏飞
《兵工学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
3
30万m^(3)/h电厂烟气碳捕集系统能流特征与热量耗散途径
王志勇
王朝威
张良
杨晋宁
杨东泰
刘毅
杨阳
徐冬
魏小林
《洁净煤技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
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