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主题 : 考博燃烧学笔记
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楼主  发表于: 2008-07-16   

考博燃烧学笔记

文字 asJt 6C  
7.NOx的生成机理及其防治方法 l:(?|1_  
1 NOx的生成机理 BWLeitS/  
现在对NOx生成的认识虽还没有达到十分充分的程度,但有以下几个比较合理,已被广泛认可的生成机理。按NOx中氮元素的来源,可以将NOx分为由空气中的氮生成和由燃料中的氮生成。由燃料中的氮生成的 NOx通常称为燃料型的NOx,而由空气中的氮生成的NOx又可以分为:热力型,快速型,N2O中间产物型和NNH型。下面分别介绍以上各种NOx生成机理。 D6:"k 2  
tg;AF<VI  
1.1 热力型 q]DE \*@  
热力型又称Thermal机理或者为 Zeldovich 机理,是指空气中的氮气N2在高温的条件下,直接于氧气反应生成NO。其主要基元反应方程式为: y<^hM6S?Z  
[1] kj@m5`G  
总包反应方程式为:         IRbZ ;*3dO  
N2是由氮原子N彼此之间以三键结合的,由分子碰撞反应动力学原理,由O基元碰撞N2破坏 而直接生成NO,其概率是相当小的,即基元反应方程(1)的的活化能很大,所以该反应是热力型机理的主要控制反应。 I{7Hz{  
  对于总包反应,其反应速度方程式为: gx=2]~O1(  
    (1.1.5)[2] eXCH*vZY  
由该反应速度方程式可以看出:总包反应的活化能很大,对温度有很大的依赖性。一般来说,只有在温度大于1800K时,热力型NOx才大量的生成。基于这个原因,一般的煤粉锅炉的温度都控制在1800K以下,避免大量的热力型NOx的生成。 | (: PX  
Zrp9`~_g<!  
1.2 快速型 Y4)=D@JI  
快速型又称Fenimore机理或者Prompt机理,指N基元与C或者CH基元反应生成氰化物,然后再转化为NO。由于该反应是在瞬间进行,对于一般的燃烧反应的时间在几秒量级,而快速型的反应时间在几十个毫秒的量级,所以称之为快速型NOx生成机理。其反应方程式为: dUP8[y  
[1] N  Bpf  
由于快速型NOx的生成需要大量的C和CH基元,而这些基元都大量出现在燃料富足的燃烧区域,所以快速型NOx的产生也主要在这个区域内进行。一般来说,由快速型生成的NOx的量是很少的。 ILT.yxV  
J-Wphc!m  
1.3 N2O中间产物型 i]IZ0.?Y  
在温度较低,富氧( <0.8)条件下,该NOx生成机理起主要作用,其反应方程式为: 2@a]x(  
[1] fMIKA72>{  
氮气N2与O基元在有第三体(Third body)存在的条件下反应生成N2O,然后随着温度的升高N2O再被氧化为NO。 QE~#eo  
在低温条件下生成的N2O并不是都能转化为NO。在预混的甲烷气体燃烧过程中,N2O较早的生成燃烧初始区,后随着大量H和OH基元的出现,N2O被几乎完全还原成了N2。[3]因此,N2O作为NOx生成的中间产物必需有N2O的高温氧化过程。 :\,3=suWq  
J@Qw6J  
1.4 NNH型 av}pT)]\  
NNH型NOx生成机理首先是由Bozzelli 和 Dean两个人提出的。该机理的反应方程式为: r^!P=BS{  
[4] 28d=-s=[  
该机理的适用条件是在H2和CH4预混燃烧的下游区域。在该区域NO的生成速率明显高于用热力型机理解释的生成速率,由于燃料用的是H2和CH4,已排除了燃料型NOx的生成,而对于快速型和N2O中间产物型机理在该区域对生成NOx的贡献是很小的,因而提出该NOx生成机理――NNH型。 bId@V[9  
'>"-e'1m(  
1.5 燃料型 roE*8:Y  
燃料型机理是指燃料中含氮的化合物如喹啉(C9H7N)和吡啶(C5H6N)等有机物高温下释放出含氮原子的气体组分(主要指HCN和NH3)与氧结合生成NOx的过程。其反应过程如下: IQQWp@w#8  
燃料氮 + O2       HCN + NH3 x)!NB99(tC  
HCN +O       NO ypsT: uLT  
NH3 + O       NO tJ@5E^'4  
A+bU{oLr  
燃料中的有机氮先被氧化为HCN和NH3,然后HCN和NH3再被氧化为NOx。 mLL?n)   
由于燃料中的有机氮的结合键能比空气中的 键能小,故燃料中的氮很易被氧气氧化成NO。燃料型NOx的生成开始于燃料挥发份的析出,在较低的温度下就能生成NO,随着温度的升高NO的量将逐渐增多。 oN " /w~  
#F!'B |n  
8.点燃、自燃的数学表达 4^Ghn  
l*z.20^P  
9.还有用比较简单的劳斯准则和奈氏准则算传递函数的稳定性、临界值和静态偏差
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沙发  发表于: 2008-07-16   
湍流尺度 NM_Xy<.~E  
流动或宏观尺度的特征宽度 v\:P _J  
积分尺度或湍流宏观尺度 /htM/pR  
泰勒微尺度 O$,MdhyXC  
Kolmogorov微尺度
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板凳  发表于: 2008-07-16   
Re:考博流体力学试题清华大学
一,填充题 o)pso\;  
1,叙述下列流体或流动的定义(可用数学表达式) 7; e$ sr  
UfWn\*J&k  
(1)、恒定流动: __________________________________。 CFU'- #b  
1SGLA"r  
(2)、不可压缩流体: __________________________________。 ^E^Cj;od@  
 nW*D  
(3)、有势流动:__________________________________。 (7Q Fy  
3</gK$f2  
(4)、自由旋涡流动:__________________________________。 U'(@?]2 <G  
jJK`+J,i}X  
(5)、强迫旋涡流动:__________________________________。 /$ :w8  
q&RezHK l  
2,写出下列物理量的数学表达式: ZcLW8L  
muJR~4  
(1)、质点加速度(欧拉法):__________________________________。 ' M'k$G@Z  
<X b B;  
(2)、流体微团的体积膨胀率:__________________________________。 X DdF7i}  
/Qnq,`z  
(3)、流体的切向应力(与流速场的关系):__________________________________。 &Q`{ Gk  
&xYO6_.  
(4)、角转速向量:__________________________________。 !|#W,9  
Lq6R_ud p  
(5)、欧拉数Eu 的表达式:__________________________________。 fZ5zsm'N  
dz>2/'  
二,一盛有液体的的开口圆筒,设圆筒以等角速度ω绕其中心铅垂轴旋转。待运动稳定后,液体各质点与圆筒具有相同的角速度。将坐标系取在运动的容器上,坐标原点取在旋转轴与自由表面的交点上,z轴垂直向上。求稳定后圆筒中自由液体表面的方程(r为半径,g为重力加速度)。 S 4hv7.A  
P\lEfsuR  
三,一个测定水泵扬程的装置,已知吸水管直径为 200 mm (毫米),压水管直径为 150 mm (毫米),测得流量为:60 l/s (升/秒), 水泵进口真空表测得进口真空度为:4 m (米)水柱, 水泵出口压力表读数折算为:20 m (米) 水柱。两表连接的测压孔位置高差:h = 0.5 m (米),问(1) 水泵此时的扬程 Hm 为多少? (2)如果同时测得水泵的功率为:Np = 18.38 KW (千瓦), 求水泵的效率。 !JGe .U5  
R0A|} Ee*  
四,有一直径为15厘米的输油管,管长5米,管中要通过的流量为:0.18 立方米/秒,现用水来作模型试验,模型管径与原型一样,水温为10oC时,水的运动粘性系数为:0.0131 平方厘米/秒,而原型用油的运动粘性系数为:0.131 平方厘米/秒,问(1)水的模型流量应为多少才能达到相似,(2)若测得5米长模型输水管的两端的压强差为5 厘米,试求在100 米长的输油管两端的压强差应为多少?(用油柱高度表示) ^tTASK  
aJ/}ID  
五,一根铸铁管的直径为: 20厘米,长度为: 200米,粗糙度为: 0.25毫米,通过流量为: 63 升/秒, 此时水温为10oC时,水的运动粘性系数为:0.0131 平方厘米/秒,求(1)雷诺数为多少?(2)相对粗糙度为多少?(3)若沿程水头损失系数为:0.022, 沿程水头损失为多少? LN0pC }F  
BtA_1RO  
六,一平面二维势流的复势W(z) 的表达式为: J_S8=`f%  
      W(z) = Az2 sW^e D;  
式中A为实数,求该二维势流的(1)流函数ψ方程和势函数φ方程(2)流动的复速度,及x和y方向的流速表达式(3)在第一象限流函数ψ的曲线。 K8bKTG\  
iLC.?v2=  
七,平行于均匀来流,顺流放置的平板板面上的紊流边界层,来流流速为U,座标原点取在平板起始端。设平板的顺流方向为X座标,与平板垂直方向为Y座标。设平板边界层内的流动处于完全紊流区,假设边界层内紊流切应力   为常数, 即: @y!oKF  
            !y\r.fm!A  
其中: 为边界层壁面切应力。 kfV}ta'^S  
利用普朗特尔的混合长度理论,求边界层内完全紊流区沿X方向雷诺平均流速 的分布规律表达式。 B{ Ab #  
C==yl"w  
八,由实验发现平板板面上的紊流边界层为分层结构,试论述该紊流边界层中各分层的名称,主要流动特征和典型的流速分布规律。 hl]q6ZK!6  
K2> CR$ L  
九,由实验发现平板板面上的紊流边界层为分层结构,试论述该紊流边界层中各分层的名称,主要流动特征和典型的流速分布规律。 \_]X+o;  
#soV'SFG  
十,一个阀门会产生局部水头损失,如果把一个阀门折合成具有同一水头损失的管段,则这个管段长度叫该阀门的等效长度。试求阀门的等效长度L的表达式。
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