简介：现代先进能源系统普遍具有复杂性和多尺度特性,其模拟研究存在的最大问题是计算代价过高.为了提高计算效率,将非结构化自适应建表法(insituadaptivetabulation,isat)与动力学蒙特卡洛法(kineticsmontecarlo,kmc)相结合,在误差允许的范围内,通过采用近似插值计算代替部分耗时的微观模拟过程,达到减少计算时间的目的.以固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcell,sofc)为例,对其在不同参数条件下氢氧反应过程进行仿真研究.仿真结果表明,在满足精度要求的前提下,所建立起的混合方法相比于单独使用kmc能够有效的缩短计算时间,提高计算效率.

简介：利用7种不同粒径大小的CaO颗粒以热重分析方式进行脱硫反应实验,反应温度分别为680,750,890℃,得到了各种脱硫剂的实时转化率曲线;并针对热重分析实验的特点对变晶粒模型进行改进得到了脱硫反应动力学方程式;通过与热重分析实验相比较的方式获得SO2气体在产物层中的扩散系数和化学反应速度常数值.结合SEM分析了温度对脱硫反应的影响原因.得到了气体在产物层中的扩散系数与粒径之间满足幂函数关系,颗粒具有分形特性的结论,解释了以往实验者给出的实验数据的分散性问题.

简介：压水反应堆本体结构热工水力特性的CFD数值模型的准确建立是实现数字化反应堆的关键技术之一。采用等流通截面积方法简化了控制棒导向筒内部几何结构,通过多孔介质模型对堆芯燃料组件结构进行了简化,在此基础上建立了＂华龙一号＂反应堆本体结构的整体CFD分析模型。模拟结果表明,堆内流场不具备对称性,进行整体CFD模型建立和分析非常必要,所建立的＂华龙一号＂反应堆整体CFD模型计算得到的热工水力特性合理,可为反应堆安全运行提供有效的参考数据。

简介：针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）膜电极反应过程特性，进行简化的载Pt活性炭纤维（Pt—ACF）多孔材料氢氧催化反应模拟实验。实验中利用微CT、红外测温仪和CCD对装入塑料圆管的Pt—ACF催化多孔层在不同反应时段下的内外水形态进行可视化实验观察分析。结果表明，Pt—ACF略微润湿时，氢氧催化反应的反应率很高；当Pt—ACF局部含水后．下一时段平均反应率会降低，且Pt—ACF内部含水量与平均反应率呈负相关；Pt—ACF周围的水蒸气也会反应产生影响。

简介：以流化床装置中煤焦油化学链热裂解制取炭黑条件为参照，进行了煤焦油化学链热裂解制炭黑反应的数值计算。对比分析了不同载氧体类型以及同一载氧体不同掺混比例下的炭黑收率和能量利用率。结果表明：采用Fe／A1复合载氧体时与其他载氧体相比，炭黑收率更高，并且能达到较高的能量利用效率；Fe／Ni复合载氧体更适用于气化。虽然模拟结果与实验数据有所偏差，但模拟结果对煤焦油化学链热裂解制炭黑反应工况的优化具有参考作用。

简介：采用塑料圆管内载Pt活性炭纤维（Pt-ACF）模拟展示燃料电池中化学反应水的生成特性，针对不同反应时段利用微CT、红外测温仪和CCD进行Pt-ACF内外水形态可视化实验观察。初步实验观察表明，Pt-ACF上的催化剂含量、外部冷却条件以及Pt-ACF催化多孔层层数都能通过改变温度场和生成水速率显著地影响反应过程中Pt-ACF内外水的蒸发和凝结；Pt-ACF内的水形态演变还会受到Pt-ACF外形和内部微孔结构的影响。

简介：通过理论分析研究了燃料阴燃着火-熄火及向明火转捩的分岔特性。以β1为控制参数对燃料阴燃着火-熄火及向明火转捩的发生进行了的分岔分析。计算表明：分岔曲线明显地分为固相着火区和气相着火区，整个变化过程呈现出二次分岔特点。通过气相反应临界状态消失分析可知：ε2=0．05是气相反应的分岔曲线临界状态消失的转变点，ε2值越大，燃料在阴燃越容易发生气相反应，但温度降低；α2=0．53也是气相反应临界状态的一个转变点，α2越大气相反应的温度越接近于固相阴燃温度。而且当α2→∞时，只有固相阴燃反应存在而不会发生气相反应。

简介：为确定铁基载氧体化学链热解实验系统的输送管路中,高温态铁基载氧体与炭黑混合物流动过程可能存在的副反应,利用热重分析仪对氧化铁、四氧化三铁、氧化亚铁分别及混合后与炭黑的化学反应特性进行研究。实验结果表明,炭黑与氧化铁、四氧化三铁、氧化亚铁的反应开始温度分别为520.0、653.0、667.0℃;炭黑与铁基载氧体混合物的反应中,氧化铁起到主要的作用,最大失重速度为0.290mg/min,温度在731.8℃,因此,不同态铁基载氧体与炭黑混合输运时,混合物温度需低于520.0℃,并降低氧化铁的残余比例。

简介：对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟.模型燃烧室的燃料是CH4,燃烧类型是预混燃烧.在数值模拟过程中,采用了Spalding于1995年提出来的多流体模型来对燃烧室中的湍流预混燃烧进行了数值模拟.在数值模拟过程中考虑了辐射问题,采用了六通量辐射模型.通过数值模拟给出了速度、压力、湍流脉动动能、湍流动能耗散率、焓值、湍流粘度、温度、密度、燃烧产物质量分数、氧的质量分数、燃料/空气混合比、燃料质量分数、空间三个方向的辐射热通量以及各种流体的质量分数等变量的分布情况.此外,还采用传统的旋涡破碎模型对此燃烧室进行了数值模拟,并对两种方法的结果进行了分析比较,由分析可以看出多流体模型的结果更接近于实际情况.对模型燃烧室进行三维反应流数值模拟的工作为今后对实际燃烧室反应流的数值模拟打下了一定的基础.

简介：针对燃煤烟气SO2脱除技术面临的可持续发展困境,以固体碳材料为还原剂的碳热SO2还原制硫磺技术具有重要发展前景,其中抑制非目标副产物的伴生是实现SO2定向还原的关键。基于吉布斯自由能最小原理对碳热还原SO2反应进行平衡产物量的计算,并通过固定床-FTIR实验分析反应的气相产物,探究了硫产率、副产物CO、COS和CS2的生成规律。基于温度对反应热力学平衡的影响,结合副反应,来推断出合理的反应机理。在摩尔比n(C)∶n(SO2)≤1.0时体系中主要发生反应C+SO2→S+CO2,副产物CS2生成量级仅为10-4,理论硫产率可维持在0.9以上。过量的碳会促进COS由主反应物一步生成,高温、碳过量会促进COS向CS2的转化反应。相关研究结果对实际应用时最佳工况的选取以及单质硫选择性的提高具有重要指导意义。