微重力下煤颗粒燃烧及其碳烟生成特性研究

基本信息
批准号:11872231
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:张海
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘青,沈文锋,胡丽琳,杨万涛,王康
关键词:
模拟微重力实验煤燃烧特性重力效应地基微重力实验空间实验
结项摘要

In this project, we are to use the SJ-10 Space Scientific Research Satellite and drop tower platform developed by Chinses Science Academy to study the combustion and soot formation of single coal particles at microgravity. The main content of the project includes: to dig and analyze the experimental data and images obtained from the SJ-10 space experiments; to assess the basic phenomenon and obtain the fundamental data, including the surface temperature of the coal particles during the full combustion process of single coal particles in an isotropic environment in which buoyance influence is minimized; to obtain the couple mechanisms between the heterogeneous combustion among the transport, heat transfer and chemical reactions; to assess the formation mechanism and formulate the mathematic description of jet flame for the volatiles released from the coal particles; to reveal the characteristics of soot formation around single coal particles at microgravity; to assess the buoyancy effect on coal combustion and soot formation through the comparison of microgravity experiments with the normal gravity ones,and to assess the flexibility and condition to use the narrow channel method to simulate the microgravity combustion for single coal particle on ground. The project is to develop more accurate models to improve the prediction of combustion and soot fomation of coal particles, for their ignition , burn-out, soot formation and surface reaction of char particles. The project could facilitate the research and modeling of coal combustion on ground.

本项目利用中国科学院实践十号空间科学卫星平台和微重力落塔开展微重力下煤颗粒燃烧及其碳烟生成特性研究,主要内容包括深入挖掘整理卫星空间实验数据及图像,考察煤颗粒和煤粉颗粒群在传热传质各向同性(无浮力干扰)条件下的全燃烧过程的基本现象并获得重要的相关参数,包括颗粒表面温度的保真提取;揭示煤颗粒非均相燃烧过程中物质扩散、传热和化学反应过程的耦合控制机理,揭示挥发分射流火焰的形成机理;获得微重力下煤粒燃烧碳烟生成特性;与地面及落塔实验结果相对照,考察浮力对煤粒燃烧及碳烟生成的影响;探讨使用窄通道方法模拟微重力煤燃烧实验的可行性及可行条件等。项目将获得更准确的煤燃烧和碳烟生成模型,预测煤颗粒着火、燃尽、碳烟生成以及焦炭表面反应特性等,促进人们更深入准确地认识和模拟地面煤燃烧过程。

项目摘要

利用中国科学院实践十号空间科学卫星平台和微重力落塔开展微重力下煤颗粒燃烧及其碳烟生成特性研究,主要内容包括深入挖掘整理卫星空间实验数据及图像,考察煤颗粒和煤粉颗粒群在传热传质各向同性(无浮力干扰)条件下的全燃烧过程的基本现象并获得重要的相关参数,包括颗粒表面温度的保真提取;揭示煤颗粒非均相燃烧过程中物质扩散、传热和化学反应过程的耦合控制机理,揭示挥发分射流火焰的形成机理;获得微重力下煤粒燃烧碳烟生成特性;与地面及落塔实验结果相对照,考察浮力对煤粒燃烧及碳烟生成的影响;探讨使用窄通道方法模拟微重力煤燃烧实验的可行性及可行条件等。项目将获得更准确的煤燃烧和碳烟生成模型,预测煤颗粒着火、燃尽、碳烟生成以及焦炭表面反应特性等,促进人们更深入准确地认识和模拟地面煤燃烧过程

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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