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基于分形理论的水汽在燃煤细颗粒表面异质核化数值研究
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:X51[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]东南大学能源与环境学院,江苏省南京市210096
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(20576020):国家重点基础研究发展规划基金项目(2002CB211604).
中文摘要:

利用Fletcher模型对过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化特性进行了数值预测,对不同粒径段燃煤细颗粒的形态进行扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析,并用分形理论对细颗粒物的结构特征进行描述,考察其对细颗粒异质核化性能的影响。结果表明,实验用的燃煤细颗粒表面具有典型的分形结构,分形维数在2.21-2.63;燃煤细颗粒的不规则结构能使液滴胚胎形成临界吉布斯自由能降低、成核速率增大、核化所需的临界过饱和度降低,可提高过饱和水汽在其表面的成核能力;此外,核化所需临界过饱和度随颗粒粒径增大而降低,特别是小于0.1μm的颗粒,粒径对过饱和度的影响更为显著,随温度提高核化所需的临界过饱和度相应降低。

英文摘要:

A numerical prediction of water vapor heterogeneous nucleation behavior on fine particles from coal combustion was carried out according to Fletcher's theory under the condition with and without considering the fractal characteristics of the fine particle. Microstructures of fine particles in different sizes were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Microstructures of fine particles were investigated using fractal model. The results show that it has a classical fractal structure of fine particles from coal combustion, with dimension between 2.21 and 2.63. The heterophilic properties of fine particles can reduce the Gibbs free energy of embryo formation and cause the magnitude of nucleation rate to increase dramatically and lead to an obviously reduction of critical supersaturation. Thus, the nucleation capabilities of supersaturated vapor are enhanced greatly for heterophilic particles. Moreover, critical supersaturation decreases with particles size, especially for those smaller than 0.1μm, and it seems a significant drop of critical supersaturation as the temperature increase.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970