氧浓度对C2H4扩散火焰中碳烟形态演化的影响.pdfVIP

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第 19卷 第 1期 燃 烧 科 学 与 技 术 Vo1.19 NO.1 2013年 2月 JournalofCombustionScienceandTechnology Feb.2013 DOI10.11715/rskxjs201301001 氧浓度对 C2H4扩散火焰中碳烟形态演化的影响 黄群星,杜锦才,蔡 旭,严建华,池 涌 (浙江大学能源清洁利用同家重点实验室,杭州 310027) 摘 要 :利用 SiC 纤维沉积取样法结合扫描 电子显微镜 (SEM)和 x 射线能谱 (EDS)分析 ,研究了氧浓度对 C:H4/O2N/2扩散火焰中碳烟形态特征演化的影响.由结果可见,在本文实验工况范围内,氧浓度的变化对碳烟沉积 物的生成量和微观结构变化有较大影响.在氧体积分数为 15%条件下,首次在火焰中心位置发现了液滴状碳烟沉积 物.随着氧体积分数从15%增加到25%,碳烟沉积物逐渐南大的乳突状不规则团体向絮状和纤维状转变,碳烟的总生 成量迅速增加.EDS分析表明,氧体积分数在促进碳炯生成的同时,也加速了火焰边缘成熟碳烟颗粒表面的氧化. 关键词:扩散火焰 ;碳烟;碳化硅纤维;氧体积分数 中图分类号:06 文献标志码 :A 文章编号 EffectofOxygenConcentrationonSootMorphology inC2H4DiffulsionFlame HuangQunxing,DuJincai,CaiXu,YanJianhua,ChiYong (StateKeyLaboratoryofCleanEnergyUtilization,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China) Abstract:Scanningelectronmicroscope(SEM)andenergydispersivespectrometer(EDS)wereemployedforexplor- ingtheeffectsofoxygenconcentrationonthemorphologyofsootdepositedonSiC fibersinC2H4/O2N/2diffusion flame.Sootdepositionlikeliquid—dropletwasfoundatthecentralplaceofflameunder15% oxygenconcentration. Whenoxygenconcentrationchangedfrom 15% to25%,thesootproductionincreaseddramaticallyandtheappear— anceofthedepositionchangedfrom ruggedconglomeratestoporousaggregations.EDSanalysisindicatedthatthe surfaceoxidationofmaturesootparticlesdepositedatflameedgewasenhanced. Keywords:diffusionflame;soot;SiCfiber;oxygenconcentration 碳烟 (soot)[11是碳氢燃料在燃烧过程中产生的由 理和控制方式仍然没有被完全掌握.Seong等l6J最近 大量碳烟小颗粒构成的在空间具有开放式分形结构 的研究表明燃料种类、火焰温度以及燃烧气氛都会改 (fractalopenstructured)L2J的多尺度团聚体.由于我 变碳烟的形态、生长和凝聚过程.其详细的机理仍不 国 70%左右的能源来 自于煤等化石燃料的直接燃烧, 清晰,特别是燃烧气氛对碳烟颗粒生长与氧化过程的 燃烧过程中产生的碳烟除了严重降低能源利用效率 影响还需要深入的实验研究和分析.此外,Merchan—

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