山东省自然科学基金(ZR2011EL017)
- 作品数：8 被引量：14H指数：3
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- 基于煤矿乏风热氧化的填充床内置换热器取热特性被引量：6
- 2015年
- 基于煤矿乏风热氧化取热过程,搭建了填充床内置换热器稳态取热实验台,取热率最大相对误差为2.50%,实验研究了床层内取热区两侧及取热区内填充蜂窝陶瓷对换热器取热的影响,结果表明:取热区两侧空间填充的蜂窝陶瓷通过增大床层气体物理流速、辐射换热面积、扰动换热器背风侧流场而强化换热器取热,当气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷的存在使换热器取热率比空床增大了2.20%~14.84%,而当气体质量流速增至0.30 kg/(s·m2),温度同样从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷则使换热器的取热率比空床增大了4.92%~10.61%;取热区内填充的蜂窝陶瓷对换热器取热率影响的矛盾两面性决定了取热区内填充的蜂窝陶瓷不会对换热器取热率产生较大影响,也并不总是强化换热器取热,甚至会削弱换热器取热,当气体质量流速为0.15 kg/(s·m2)、温度从613 K升高到1 113 K时,取热区内蜂窝陶瓷的存在使得换热器取热率比空床变化了-1.92%^+4.47%;采用换热器外壁镀银的方法,研究了填充床内置换热器取热过程中传热方式的贡献,结果表明气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度为1 113 K时,换热器取热率中已经有55%的贡献来自辐射,随着温度进一步升高,辐射成为填充床内置换热器取热的主要方式。
- 高增丽刘永启高振强刘小倩
- 关键词：蜂窝陶瓷填充床
- 煤矿乏风瓦斯热逆流氧化反应器的数学模型和试验被引量：4
- 2013年
- 建立了低浓度甲烷热氧化逆流反应器的数学模型,运用计算流体力学方法进行数值计算,得到各种操作参数下的温度分布及甲烷浓度分布曲线,并将数值计算结果与实验结果进行了对比,并对影响氧化床运行特性的几个主要因素进行了分析。结果表明,氧化床内温度分布基本成M型,高温区以及甲烷浓度分布曲线沿气体流动方向周期性往复移动;进口甲烷混合气的浓度越大,温度分布峰值就越高并而且更靠近进口端,高温区域的宽度也增宽,而且高温区域中间凹度加深,进出口温度梯度也会增大;预混甲烷气体的流速从0.15 m/s增大到0.70 m/s时,最高温度峰值和高温区变化不大,因为流速增大一方面使单位时间进入氧化床内反应物的数量增加,放出了更多的热量,但是另一方面气体流速升高而带走的对流换热量也会大量增加。
- 齐晓霓刘永启孟建尤彦彦
- 关键词：乏风瓦斯
- 预热催化氧化反应器的变参数模拟计算被引量：2
- 2013年
- 对预热催化氧化反应器进行了变运行参数和陶瓷参数的模拟计算,分析其参数变化对甲烷氧化过程的影响规律.结果表明:气流速度增大将会缩短甲烷分子在壁面的驻留时间,导致温升缓慢、降低甲烷转化率;适当提高入口温度和甲烷浓度有利于反应初期吸附基元反应的发生,对壁面催化反应具有促进作用;在其它条件不变的情况下,增大陶瓷床的比表面积可以增加甲烷分子与活性微粒触碰的频率,加快某些关键基元反应的速率.
- 杜德娟刘永启毛明明陈帅郑斌孟建
- 关键词：数值模拟甲烷
- 陶瓷填充床内H型翅片管换热特性实验研究被引量：1
- 2018年
- 基于热逆流氧化床内置翅片换热器的取热过程,自行搭建陶瓷填充床内置翅片换热器稳态取热实验台,实验研究陶瓷多孔介质围成的狭小空间内H型翅片管的换热特性,并通过外壁镀银的方法分析传热方式对H型翅片管换热系数的贡献。结果表明:H型翅片管边缘的温度随入口温度增加最大增长264℃,随入口雷诺数增加最大仅增长35℃,且靠近基管管壁处温度随入口温度和入口雷诺数变化不大;蜂窝陶瓷的存在强化了H型翅片管外壁面的热辐射作用,同时减小了29. 80%的散热量,但在一定程度上抑制对流传热;辐射传热贡献度随入口温度增加从48. 17%增至60. 34%,随入口雷诺数增加从57. 2%降至55. 35%。对试验数据进行归纳分析,得到陶瓷氧化床内H型翅片管换热特性的试验关联式。
- 石月月刘永启孙鹏郑斌毛明明杨化震高召强
- 关键词：蜂窝陶瓷换热特性
- 双室型乏风预热催化氧化装置的氧化特性
- 2017年
- 搭建了双室型乏风预热催化氧化实验装置,实验研究了空速、氧化床入口温度、入口甲烷体积分数对其氧化特性的影响规律。结果表明:试验装置能够实现自维持稳定运行,转化率均大于92%,且具有良好的对称性;随空速的增大,甲烷转化率变化较小,空速大于7 100 h-1后,转化率下降;有效反应长度随空速的增大而增大,且增大的速率逐渐加快;随入口温度的升高,甲烷转化率上升,在485℃时达到最大值,有效反应长度显著减小,但减小的速率逐渐变缓;随体积分数的增加,甲烷转化率波动不大(95%左右),氧化床整体温度上升,有效反应长度略有下降。
- 孙娟娟刘永启孙鹏郑斌石月月
- 预热催化氧化反应器导流系统的数值模拟与优化被引量：3
- 2013年
- 针对反应室入口截面的气体速度分布均匀性对预热催化氧化反应器的氧化效率和运行稳定性的影响,利用CFD软件对预热催化氧化反应器反应室入口的导流分配系统进行模拟计算,确定了扩张段的最佳导流分配方案。结果表明:未加导流板时的原模型在反应室入口处,速度呈现出周围低、中间高的趋势,速度梯度比较大,反应室氧化床入口截面的速度分布不均匀性系数为0.8左右;布置了水平导流板之后,反应室纵向速度分布略微改善,反应室入口处截面的速度分布不均匀性系数降低到0.5左右;增加垂直导流板改装成网格状导流板后,反应室入口处整个截面的速度分布均匀性明显提高,不均匀性系数降低到0.2左右。
- 刘永启杜德娟毛明明陈帅郑斌孟建
- 关键词：导流板
- 煤矿乏风预热催化氧化装置的阻力特性试验被引量：2
- 2014年
- 利用自行搭建的煤矿乏风预热催化氧化装置试验研究了表观流速、床层长度、反应室平均温度对其阻力损失的影响。试验结果表明,随表观流速的增大,反应室阻力损失呈线性增加;随床层长度增大,反应室阻力损失呈线性增加;随温度升高,反应室阻力损失有较大增加。对试验数据进行归纳分析,得到适用于冷热态的反应室阻力损失的试验关联式。
- 孙金宇刘永启郑斌刘瑞祥毛明明刘泽砚
- 关键词：平均温度
- 煤矿乏风预热催化氧化装置的起动性能被引量：3
- 2014年
- 搭建了煤矿乏风预热催化氧化实验装置,试验研究了当量加热功率、流量比例系数、进气甲烷体积分数对其起动性能的影响规律。结果表明：随着当量加热功率的增加,起动时间和起动能耗量均减少;随着流量比例系数的增加,起动时间和起动能耗量均明显增加;进气甲烷体积分数变化对升温曲线的影响不大,随着进气甲烷体积分数的增加,起动时间仅略微减少。当流量比例系数为0.35-0.40、当量加热功率为18-20 kW时,起动时间、起动耗能量和氧化床入口温度的平均增加速率均较小,装置起动性能良好。
- 郑斌刘永启刘瑞祥陈帅毛明明孟建
- 关键词：起动时间
