本文關(guān)鍵詞：納米鋁單顆粒與顆粒團(tuán)燃燒的比較分析

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【摘要】：基于甲烷/氧氣/氮?dú)馄矫鏀U(kuò)散火焰高溫燃燒實(shí)驗(yàn)平臺,從實(shí)驗(yàn)和理論分析兩方面比較了納米鋁單顆粒和大顆粒團(tuán)在燃燒特性和反應(yīng)機(jī)理上的差異.實(shí)驗(yàn)中高分散、近似單顆粒的鋁火焰呈現(xiàn)微弱的黃紅色,而顆粒團(tuán)在相同環(huán)境下呈現(xiàn)亮白色火焰,說明燃燒時(shí)前者顆粒溫度要低于后者.并且相同環(huán)境下顆粒團(tuán)的著火延時(shí)比單顆粒要長.從理論上對比了單顆粒和顆粒團(tuán)的反應(yīng)控速步,發(fā)現(xiàn)單顆粒主要受表面非均相反應(yīng)控制,但顆粒團(tuán)由于巨大的內(nèi)表面積使得氣相擴(kuò)散成為可能的控速因素.顆粒團(tuán)內(nèi)近似絕熱的環(huán)境使得顆粒升溫加快,從而能產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力來加速反應(yīng)或促使顆粒團(tuán)破碎,使得顆粒團(tuán)能在低于鋁熔點(diǎn)溫度的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)著火.最后,根據(jù)已有研究及分析,提出了納米鋁單顆粒和顆粒團(tuán)在燃燒過程中的結(jié)構(gòu)演變歷程.
【作者單位】： 清華大學(xué)熱能工程系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 納米鋁顆粒 顆粒團(tuán)燃燒 結(jié)構(gòu)演變 燃燒機(jī)理
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51206089) 中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2012M510438)
【分類號】：TK16
【正文快照】： 金屬鋁具有高的能量密度和燃燒溫度,常常充當(dāng)高能添加劑應(yīng)用于固體推進(jìn)、炸藥、焰火、鋁熱劑[1]等領(lǐng)域.近些年也有學(xué)者提出把鋁顆粒作為儲能材料以實(shí)現(xiàn)能量的儲存與運(yùn)輸[2].無論是高能添加劑還是儲能材料,最終都需要鋁氧化、燃燒,來釋放能量.鋁具有較高的反應(yīng)活性,氧化性氣氛

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