基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征，基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组，实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀，但是约束管道末端存在局部粉尘残留区，致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度；爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小，只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

筒仓内烟草粉尘爆炸数值模拟

为探究在实际生产中采用的大型筒仓内烟草粉尘的爆炸及其泄爆过程,基于大规模数值仿真FLACS软件的粉尘爆炸模块,通过改变初始浓度、点火位置、等比例变化筒仓容积,系统对比研究了泄放火焰的传播范围以及爆炸超压的演化规律。模拟结果表明,筒仓内粉尘浓度、点火位置、筒仓容积的变化均对爆炸过程有影响。水平泄压时,在500～1 000 g/m~3质量浓度范围内,筒仓内粉尘质量浓度越大,爆炸超压越大,火焰传播距离越远;点火位置离泄压口越远,爆炸超压越大,火焰传播距离越远;筒仓容积越大,爆炸超压越大,火焰传播距离越远。     

基于1 m3泄爆装置的墨粉爆炸泄压机制研究*

为了研究墨粉在爆炸泄压过程中燃烧与流动的变化机制,通过改变泄爆片尺寸、墨粉浓度以及泄爆片的惯性力等参数对爆炸泄放过程中反应釜中压力以及外场火焰形态变化进行试验研究,同时与完全封闭空间内不同墨粉浓度的压力曲线对比。研究结果表明:相同泄爆开口尺寸下,粉尘浓度与受控爆炸压力（采用爆炸泄压保护措施后工业腔体内产生的压力）负相关;开口尺寸增加可以提升泄压效率;结合外场火焰形态的变化情况揭示声动火焰不稳定性对反应釜中压力发展的影响;通过无惯性泄爆试验的对比证明泄爆片惯性对受控爆炸压力的影响不可忽视。     

铝粉分散过程中粒径效应的三维数值研究

为了研究不同粒径的铝粉在20 L爆炸测试装置中的分散规律,基于计算模型的非结构网格划分,耦合欧拉和拉格朗日方法,实现了描述可压缩气体演化的时间平均Navier-Stokes方程组和粒子运动的DPM动量平衡方程的求解,获得了不同粒径（25,50和100 μm）的铝粉在20 L爆炸仓内分散的三维时空演化规律。研究结果表明:铝粉粒径的差异对爆炸仓点火中心的湍动能和速度的演化过程影响不显著,但对粉尘浓度的变化率和峰值均具有重要影响;随着粒径的增大,峰值浓度越小,但均高于形式浓度0.25 kg/m3,达到峰值浓度的时间越滞后。     

内置变径障碍物组管道内爆轰波传播规律的研究

为了研究爆轰波与变径障碍物组的相互作用规律,基于化学反应Euler控制方程组,结合高精度加权本质无振荡WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)空间离散格式和高精度ILW(Inverse Lax-Wendroff)固壁边界处理技术,研发了爆炸动力学的一致高精度仿真程序,并对爆轰波在内置圆柱障碍物组管道中的传播规律进行了研究,获得了爆轰流场内部反射以及绕射等作用下产生的清晰的复杂波系结构。研究结果表明:圆柱障碍物组半径的变化对绕射区45°方向上障碍物壁面上的最大压力影响较小;障碍物组半径不变的情况下获得的对称轴线上最大压力的最大峰值最大。     

La3+-TiO2/斜发沸石光催化剂的制备及其对甲基橙的光催化性能

以钛酸丁酯、La2O3、斜发沸石为原料,采用溶胶-凝胶法制备了La^3＋ -TiO2/斜发沸石光催化剂。利用红外光谱、热重-示差扫描量热、X射线衍射、扫描电子显微镜等方法对所制备的光催化剂进行了表征。以甲基橙为目标物,太阳光为光源,对光催化剂的性能进行了评价。实验结果表明：w（La3＋）=0.5%的光催化剂经400℃热处理3h后对甲基橙的光催化效果最好,甲基橙的降解率达92%;反应温度越高,降解率越高,40℃下反应3h时的降解率达97%;溶液pH为5时,降解率达92%。