1 概述

隨著技術(shù)的進步和社會生活水平的提高，人類對化石燃料的消耗日益增加，能源短缺、環(huán)境污染等問題不斷加劇

。傳統(tǒng)燃氣燃燒方式主要以大氣式燃燒為主

，燃燒不完全，熱效率不高，CO、NO

排放量高

，因此，迫切需要改變傳統(tǒng)燃氣燃燒方式。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)是解決上述問題的有效方法。多孔介質(zhì)燃燒是完全預(yù)混燃燒，燃燒發(fā)生在多孔介質(zhì)空間內(nèi)部，燃燒區(qū)產(chǎn)生的熱量首先以對流、輻射方式與多孔介質(zhì)骨架進行熱量交換，再通過多孔介質(zhì)的導熱向上、下游傳遞。向上游傳遞的熱量通過輻射、對流對上游預(yù)混氣進行預(yù)熱，向下游傳遞的熱量最終通過多孔介質(zhì)骨架的輻射和煙氣的對流向大空間釋放

。多孔介質(zhì)燃燒具有污染物少、節(jié)約能源、輻射效率高、貧燃極限低、火焰穩(wěn)定、燃燒效率高、溫度均勻等優(yōu)點

。此外，采用多孔介質(zhì)燃燒方式的燃燒器還具有體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、負荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)點

。

為了比較不同密度材料的磨損強度，需同時比較單位面積材料被磨損的體積.因為有些低密度材料的質(zhì)量損失小而其體積磨損特別大，體積損失大，其磨損強度同樣不好.設(shè)備部件尺寸的變化對其工作性能的影響要比其質(zhì)量變化大很多.因此，采用體積損失計算更合理.但考慮實際情況中，破壞痕跡是不均勻的，體積磨損難于測量，在質(zhì)量磨損強度Qm的基礎(chǔ)上定義體積磨損強度Qv= Qm /ρ，ρ為試樣密度，單位mm.即由理論公式推算可知，體積磨損強度Qv的物理意義為單位面積內(nèi)試樣的平均磨損深度.

式中,α0表示純氣體在吸收線中心的吸收系數(shù),νg和δν分別為對應(yīng)吸收線的中心頻率和吸收線半寬。當光源輸出中心頻率精確鎖定在甲烷氣體的吸收峰即ν0=νg時,將式(3)代入式(2),可得

多孔介質(zhì)材料主要分為陶瓷和金屬兩大類，結(jié)構(gòu)包括顆粒堆積床、蜂窩板、金屬絲網(wǎng)、泡沫陶瓷等

。依據(jù)多孔介質(zhì)在燃燒中所起的作用，可以將多孔介質(zhì)的燃燒分為惰性多孔介質(zhì)燃燒和多孔介質(zhì)催化燃燒

?；谝酝难芯抗ぷ?，多孔介質(zhì)燃燒研究的重點較多地集中在惰性多孔介質(zhì)的燃燒，例如，Kawaguchi等人

通過實驗研究了在金屬絲網(wǎng)表面進行的甲烷/空氣預(yù)混氣燃燒，輻射熱流密度為6 W/cm

，隨著流速的增大，火焰遠離金屬絲網(wǎng)表面，輻射效率下降。徐吉浣等人

研制復(fù)合多孔陶瓷板燃氣輻射器，排煙中CO體積分數(shù)降低，輻射器表面溫度均勻，輻射效率提高。劉明侯等人

以SiC泡沫為多孔介質(zhì)材料，設(shè)計頂部輻射式燃燒器，研究了在不同混合氣流速和當量比條件下，燃燒器表面溫度均勻性、多孔介質(zhì)燃燒穩(wěn)定范圍和污染物排放情況等等，但對多孔介質(zhì)催化燃燒的應(yīng)用研究較少。

本文基于催化堇青石蜂窩陶瓷板研制完全預(yù)混循環(huán)水冷燃燒器，將其應(yīng)用于工業(yè)爐窯，設(shè)計多孔介質(zhì)催化燃燒爐窯系統(tǒng)，在爐門開啟工況下，研究爐窯的一次點火升溫曲線、陶瓷板表面溫度分布及過?？諝庀禂?shù)對爐窯污染物排放的影響。在爐門關(guān)閉工況下，研究輸入功率對爐窯污染物排放、輻射熱流量、輻射效率的影響。

2 實驗

2.1 實驗裝置

——斯忒藩-玻耳茲曼常量，W/(m

·K

)，取5.67×10

W/(m

·K

)

——爐膛內(nèi)壁平均溫度，K

2.2 實驗方法

實驗分為2個階段，爐門開啟階段和爐門關(guān)閉階段。爐門開啟階段：將耐高溫銅導管(直徑4 mm)一端緊貼催化陶瓷板表面，位置見圖2，另一端與橡膠軟管相連接入紅外線煙氣分析儀。通過微調(diào)旋鈕調(diào)節(jié)燃氣體積流量為0.3 m

/h保持不變，調(diào)節(jié)空氣流量，在過?？諝庀禂?shù)為1.3時，在燃燒器外側(cè)點火，測量自點火開始燃燒器的點火升溫曲線。通過改變空氣流量，測量在不同的過?？諝庀禂?shù)條件下，催化陶瓷板表面溫度和燃燒所產(chǎn)生煙氣的組分及含量。

爐門開啟階段，CO、NO

、CH

體積分數(shù)隨過?？諝庀禂?shù)變化見圖5。在過?？諝庀禂?shù)為1.1～2.1的范圍內(nèi)，CO、NO

體積分數(shù)隨過剩空氣系數(shù)的增加而增大。CO最大體積分數(shù)為10×10

，CO體積分數(shù)增大是由于過剩空氣系數(shù)增加，預(yù)混氣流速增大，導致部分烴類化合物停留時間縮短，未能及時完全反應(yīng)就被排出。NO

最大體積分數(shù)為14×10

，NO

體積分數(shù)增大是由于過?？諝庀禂?shù)增加，反應(yīng)區(qū)逐漸向下游移動，在移動過程中，持續(xù)通過對流、輻射向上游傳遞熱量，增加了預(yù)混氣中氮氣和氧氣的停留時間，使得NO

緩慢增加。CH

體積分數(shù)隨著過剩空氣系數(shù)增加保持不變，始終為0，說明多孔介質(zhì)催化燃燒CH

轉(zhuǎn)化率高。

李光北不說話，只是蹲在墻角抽煙，青瓷已經(jīng)猜到了這結(jié)局，默默地朝門口走，突然就被一股蠻力往回扯，李光北說的是：“你受過那么多苦，今后我一定好好疼你！”

爐門關(guān)閉階段：始終保持過?？諝庀禂?shù)為2.0進行完全預(yù)混多孔介質(zhì)催化燃燒，調(diào)節(jié)輸入熱功率，在不同的輸入熱功率下，測量催化陶瓷板的表面溫度、爐膛溫度和煙氣的組分及含量。

在60余年的發(fā)展歷程中，浙江印刷集團取得諸多令人矚目的成績——14次榮登中國印刷企業(yè)百強榜、榮獲第三屆中國出版政府先進出版單位獎、入選首批國家印刷示范企業(yè)、榮獲原總局頒發(fā)的“推進綠色印刷標兵企業(yè)”“2017年秋季國家統(tǒng)編三科教材出版印刷發(fā)行先進集體”等榮譽、榮獲人民教育出版社教材印制示范企業(yè)稱號……這一系列的殊榮背后，是浙江印刷集團嚴格的質(zhì)量管理體系、科學的管理體制，以及敢于嘗試創(chuàng)新的魄力。

3 結(jié)果與討論

3.1 爐門開啟階段

.

.

一次點火升溫曲線

上部催化陶瓷板一次點火升溫曲線見圖3。曲線可以分為4個階段，Ⅰ階段為氣相燃燒階段(0～3 min)，催化陶瓷板表面溫度升高，此時火焰呈淡藍色，焰面處于催化陶瓷板表面，氣相燃燒釋放的熱量不斷以對流方式加熱催化陶瓷板表面。Ⅱ階段為火焰吸附階段(3～7 min)，催化陶瓷板表面溫度降低，催化陶瓷板表面火焰消失，氣相燃燒釋放的熱量依靠固體介質(zhì)的導熱向堇青石陶瓷板孔道內(nèi)部傳遞，對上游預(yù)混氣起到不斷預(yù)熱的作用。預(yù)混氣達到著火溫度的距離縮短，火焰逐漸被吸附入堇青石陶瓷板孔道內(nèi)部，焰面由催化陶瓷板表面以上的位置逐漸過渡到堇青石陶瓷板內(nèi)部。Ⅲ階段為緩慢升溫階段(7～17 min)，表面溫度逐漸增加，催化陶瓷板表面由暗紅色逐漸過渡到亮紅色，孔道內(nèi)焰面趨于穩(wěn)定，火焰區(qū)產(chǎn)生的熱量依靠固體介質(zhì)的導熱穩(wěn)定地向下游傳遞。Ⅳ階段為穩(wěn)定燃燒階段，火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c預(yù)混氣氣流速度達到相對平衡，火焰區(qū)位置恒定，催化陶瓷板表面最高溫度維持在928 K左右。由圖3可以看出，點火升溫時間主要受到Ⅱ、Ⅲ階段時間的制約，在Ⅱ、Ⅲ階段中，氣相燃燒區(qū)與火焰區(qū)釋放的熱量主要依靠多孔介質(zhì)的導熱向多孔介質(zhì)孔道內(nèi)上、下游傳遞。因此，在導熱量恒定且保證多孔介質(zhì)不會發(fā)生脫回火的情況下，選擇熱導率較大的多孔介質(zhì)，可以增大多孔介質(zhì)孔道內(nèi)上、下游的溫度，加快火焰吸附，提高Ⅲ階段升溫速率，從而進一步縮短一次點火升溫時間。

.

.

陶瓷板表面溫度和污染物排放

爐窯的輸入功率等于天然氣的體積流量乘以低熱值。當輸入功率為2.8 kW時，在不同的過?？諝庀禂?shù)下，催化陶瓷板表面溫度分布見圖4。平均溫度

的計算式為：

經(jīng)過市場的不斷開拓及產(chǎn)品的不斷研發(fā)，如今FA16-T設(shè)備已在民航空管行業(yè)廣泛應(yīng)用。該產(chǎn)品成熟穩(wěn)定，可靠性、實時性高，在專用綜合業(yè)務(wù)傳輸市場占有了極大的份額。在近期的民航通訊網(wǎng)項目中，中南地區(qū)和西北地區(qū)均采用了FA16-T設(shè)備，其功能與穩(wěn)定性受到了一致好評。

(1)

式中

——催化陶瓷板表面平均溫度，K

——上部催化陶瓷板中心表面溫度，K

爐門關(guān)閉后，CO、NO

、CH

體積分數(shù)隨輸入功率變化見圖6?？梢钥闯?，實驗工況下，隨著爐窯輸入功率增加，CO、NO

、CH

體積分數(shù)均逐漸降低，三者體積分數(shù)最大值分別為12.9×10

、1.8×10

、14.9×10

。在輸入功率為3.4 kW時，NO

體積分數(shù)即為0，CO、CH

體積分數(shù)在輸入功率3.9 kW時，降至10

以下。當爐窯達到最大輸入功率4.5 kW時，三者體積分數(shù)均為0。CO體積分數(shù)受反應(yīng)物體積分數(shù)的影響較為明顯，隨著爐窯輸入功率增加，反應(yīng)物體積分數(shù)增加，CO體積分數(shù)降低。NO

在爐門關(guān)閉后為近零排放，因燃燒為催化燃燒，有效降低了化學反應(yīng)的活化能，促使反應(yīng)在較低溫度下進行，有效抑制了快速型、熱力型NO

的生成。CH

體積分數(shù)的降低與爐內(nèi)氣壓趨于穩(wěn)定有關(guān)，因在2.8 kW時，爐門關(guān)閉導致爐內(nèi)氣壓突增，CH

未能及時完全反應(yīng)就從多孔介質(zhì)孔道內(nèi)溢出，CH

體積分數(shù)從爐門開啟時的0增加至14.9×10

，隨著實驗進行，爐內(nèi)氣壓趨于穩(wěn)定，CH

體積分數(shù)逐漸下降。

可以看出，在過?？諝庀禂?shù)為1.1～2.1的范圍內(nèi)，隨著過?？諝庀禂?shù)的增加，上、下2塊催化陶瓷板間的垂直溫度梯度逐漸減小，催化陶瓷板表面平均溫度先增后降且上部催化陶瓷板中心表面溫度高于下部催化陶瓷板中心表面溫度。表面平均溫度的增加，原因在于隨著過?？諝庀禂?shù)的增加，預(yù)混氣流速增大，促使火焰區(qū)向下游移動，更接近輻射表面。火焰區(qū)通過對流、輻射所釋放的熱量到達輻射表面的距離縮短，致使表面溫度增加。過剩空氣系數(shù)為2.0時，表面平均溫度最大，為973 K，此時陶瓷板表面垂直溫度梯度為0.3 K/cm。當過?？諝庀禂?shù)超過2.0時，因預(yù)混氣流速過大，超過火焰?zhèn)鞑ニ俣?，導致焰面從蜂窩孔道內(nèi)吹出，表面平均溫度下降。上部催化陶瓷板中心表面溫度高于下部，原因在于燃燒器為豎直放置，下部催化陶瓷板燃燒產(chǎn)生的熱煙氣在向上流動過程中，遇到爐窯上壁面阻擋，在上部催化陶瓷板表面累積，形成熱渦旋，使得上部催化陶瓷板表面的散熱損失減少，中心表面溫度高于下部。

(4)文中所述鉆進取心工藝針對性較強，其它區(qū)域類似地層鉆進取心可將之作為參考，但最終還是得根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇最合理的鉆進取心工藝。

3.2 爐門關(guān)閉階段

.

.

污染物排放

——下部催化陶瓷板中心表面溫度，K

基于比對法，測得催化陶瓷板的發(fā)射率在0.7～0.8范圍，實驗中取催化陶瓷板的發(fā)射率

為0.75。爐門關(guān)閉階段，將催化陶瓷板表面與爐膛內(nèi)壁的輻射換熱近似為封閉腔2個灰表面間的輻射換熱，輻射熱流量

的計算式為

：

.

.

輻射效率

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，旅游業(yè)已進入智慧營銷階段，鄉(xiāng)村旅游經(jīng)營者應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)營銷思維，在做好線下營銷的同時，積極運用網(wǎng)絡(luò)營銷方法和工具，構(gòu)建鄉(xiāng)村旅游智慧營銷體系，加大線上營銷的力度。

(2)

式中 Ф

——爐門關(guān)閉階段催化陶瓷板表面與爐膛內(nèi)壁的輻射熱流量，W

多孔介質(zhì)催化燃燒爐窯系統(tǒng)見圖1，該系統(tǒng)由供氣系統(tǒng)、燃燒器、爐窯主體和監(jiān)測系統(tǒng)4部分組成，虛線框為催化多孔介質(zhì)完全預(yù)混循環(huán)水冷燃燒器。爐窯主體內(nèi)部尺寸長370 mm、寬150 mm、高300 mm，右側(cè)為燃燒器，煙氣出口位于爐窯主體左側(cè)下部，上部外接由陶瓷管絕緣的3個K型熱電偶探頭，分別用于測量爐膛溫度和上、下2塊多孔介質(zhì)中心外表面溫度，測量多孔介質(zhì)外表面溫度的探頭位置見圖2。實驗所用燃氣為天然氣，由北京燃氣集團供應(yīng)，其低熱值為33.70 MJ/m

。通過微調(diào)旋鈕調(diào)控燃氣體積流量，通過西門子變頻器改變旋渦風機的轉(zhuǎn)速來調(diào)控通入的空氣流量，使用燃氣流量計和空氣流量計監(jiān)測燃氣和空氣的體積流量變化。燃燒器由混合腔體、水冷裝置和多孔介質(zhì)層3部分組成，一次預(yù)混氣經(jīng)三通上下分流分別通入混合腔體中充分混合，經(jīng)水冷裝置抵達多孔介質(zhì)層，在多孔介質(zhì)層孔道內(nèi)部進行燃燒。水冷裝置內(nèi)部為翅片式換熱器，通循環(huán)水冷卻降溫，其目的是降低燃燒溫度，避免熱力回火問題的發(fā)生

。多孔介質(zhì)層由堇青石蜂窩陶瓷板(以下簡稱堇青石陶瓷板)和催化堇青石蜂窩陶瓷板(以下簡稱催化陶瓷板)前后上下各2塊疊加組成，堇青石陶瓷板截面尺寸為150 mm×150 mm，厚度為20 mm，開孔率為0.78，孔密度為62孔/cm

，孔道尺寸為1 mm×1 mm，壁厚為0.18 mm。催化陶瓷板載體為堇青石陶瓷板，規(guī)格同上，先在堇青石陶瓷板上涂一層Al

O

，然后將活性組分鈀(Pd)和ZrO

、BaO等助催化劑按一定比例配置好后一起鍍涂在Al

O

層上。監(jiān)測系統(tǒng)主要分催化陶瓷板表面溫度監(jiān)測、爐窯內(nèi)部溫度監(jiān)測和煙氣組分及含量的監(jiān)測：催化陶瓷板表面溫度和爐膛溫度由?，擜S877四通道接觸式熱電偶測溫儀測量，測量精度為±0.1%；煙氣由MGA5型紅外線煙氣分析儀檢測，其O

測量精度為±0.2%，CO、NO、NO

、C

H

測量精度為±2%。

——催化陶瓷板的發(fā)射率

——催化陶瓷板表面積，m

——催化陶瓷板表面對爐膛內(nèi)壁的角系數(shù)，本文取1

——爐膛內(nèi)壁發(fā)射率，壁面為石棉板，取0.96

假設(shè)爐膛內(nèi)煙氣與內(nèi)壁間的表面?zhèn)鳠嶙锜o窮小，將爐膛溫度視為爐膛內(nèi)壁平均溫度。輻射效率

的計算式為：

——爐膛內(nèi)壁表面積，m

(3)

式中

——爐門關(guān)閉階段輻射效率

——爐窯輸入功率，W

3.“互聯(lián)網(wǎng)+”促進了家長利益的最大化。互聯(lián)網(wǎng)社會呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，任何組織個體都是嵌入其中的一部分，網(wǎng)絡(luò)思維依靠群體尋找復(fù)雜問題的答案。既然如此，作為親職教育的客體，應(yīng)充分依托互聯(lián)網(wǎng)的運營模式，實現(xiàn)自身利益的最大化。例如，當家長遇到育兒難題時，就可以利用各種形式的互聯(lián)網(wǎng)平臺，尋求專家、專業(yè)人士的指導；或與有相同問題的家長進行積極探討，形成線上或線下的穩(wěn)定聯(lián)結(jié)。西方國家家長高度重視親職教育，除了參與官方提供的免費育兒指導外，也會支付費用來參與營利性機構(gòu)開設(shè)的親職教育培訓，培訓費用從數(shù)十美元到上千美元不等，以此來滿足自身的育兒需求。

輻射熱流量Ф

、輻射效率

隨輸入功率的變化見圖7。在爐窯輸入功率范圍內(nèi)，隨輸入功率增加，輻射熱流量逐漸增加，最大輻射熱流量為1 347.67 W，輻射熱流量的變化率逐漸降低，原因在于催化陶瓷板與內(nèi)壁間溫差逐漸縮小。爐窯的輻射效率隨輸入功率增加逐漸減小，從輸入功率為2.8 kW時的0.46降至輸入功率為4.5 kW時的0.30。

4 結(jié)論

① 燃燒器的一次點火升溫經(jīng)歷氣相燃燒—火焰吸附—緩慢升溫—穩(wěn)定燃燒4個階段，通過選用適當熱導率的多孔介質(zhì)可以縮短燃燒器的點火升溫時間。

② 爐門開啟階段，隨過?？諝庀禂?shù)增加，燃燒器壁面垂直溫度梯度逐漸減小，催化陶瓷板表面平均溫度先增后減，當過剩空氣系數(shù)為2.0時，垂直溫度梯度為0.3 K/cm，表面平均溫度達到最大值973 K。

研究結(jié)果顯示，與對照組相比，死亡凸顯和親密關(guān)系喪失對高自尊被試職業(yè)認同的影響既有相似之處又有差異之別。 相似之處是，二者均顯著降低了高自尊者的職業(yè)期望、職業(yè)承諾、職業(yè)價值觀及職業(yè)認知的水平； 不同之處是，死亡凸顯還顯著降低了高自尊被試的職業(yè)情感，但親密關(guān)系喪失無此效應(yīng)。

③ 爐門開啟階段，CO、NO

體積分數(shù)隨過剩空氣系數(shù)增加而增大，當過剩空氣系數(shù)為2.1時，CO、NO

的最大體積分數(shù)分別為10×10

和14×10

，CH

體積分數(shù)始終為0。

④ 爐門關(guān)閉階段，隨著爐窯輸入功率增加，CO、NO

、CH

體積分數(shù)逐漸降低，最大體積分數(shù)分別為12.9×10

、1.8×10

、14.9×10

，當爐窯達到最大輸入功率4.5 kW時，三者體積分數(shù)均為0。

⑤ 爐門關(guān)閉階段，隨著爐窯輸入功率增加，輻射熱流量增加，輻射效率降低，當達到最大輸入功率4.5 kW時，輻射熱流量和輻射效率分別為1 347.67 W和0.30。

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