基于實(shí)踐十號衛(wèi)星微重力煤燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化.pdf

1、中國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，其他能源為輔。煤炭的高效燃燒和污染物的較低排放對我國的節(jié)能減排工作具有十分重要的意義。長期以來，學(xué)者對煤炭的燃燒過程進(jìn)行了大量的研究。但是這些研究絕大多數(shù)是在地面有重力的情況下進(jìn)行，地面研究時常常難以排除重力和浮力對燃燒過程的干擾，許多科學(xué)參數(shù)不能得到準(zhǔn)確的測量，從而影響了我們對煤燃燃燒機(jī)理深入、準(zhǔn)確的認(rèn)識。有部分煤燃燃燒實(shí)驗(yàn)通過短暫的落塔進(jìn)行，因其產(chǎn)生微重力時間的限制，實(shí)驗(yàn)樣品種類和燃燒時間受到限制。無疑，太空

2、這樣完美的微重力環(huán)境，能為煤燃燒的機(jī)理研究提供理想的平臺，有助于深入理解煤燃燒過程，提高我國煤炭燃燒效率，更好實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和減少霧霾。
　　“實(shí)踐十號”衛(wèi)星的太空煤燃燒項(xiàng)目為我們提供了研究無重力干擾下煤燃燒過程的途徑，本文也是基于此項(xiàng)目工作，針對上天微重力實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)工作和研究。
　　首先，本文對國內(nèi)外進(jìn)行的微重力下煤燃燒實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了概述。在之前學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，針對“實(shí)踐十號”項(xiàng)目對上天微重力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)

3、、風(fēng)險分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作。其次，利用數(shù)值模擬對微重力實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的加熱爐保溫性能進(jìn)行了模擬和設(shè)計(jì)優(yōu)化，并給出合理建議；通過對加熱爐加熱過程模擬，確定了上天實(shí)驗(yàn)的加熱功率，結(jié)果表明在可接受最大功率下，提高加熱功率可較大幅度的縮短加熱時間，同時降低總能耗；對無重力下的煤粉均勻化過程進(jìn)行了模擬，初步研究了煤粉的無重力均勻化過程，為上天實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及均勻化時間的確定提供了依據(jù)，模擬表明20分鐘左右的均勻化時間有助于得到良好的煤粉顆粒群，從而有助于進(jìn)行良