柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定-华师
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定
学生姓名：xxxxx 学号：xxxxx
专业：化学师范年级班级：xxxxx
课程名称：应用物理化学实验
合作者：xxxxx
实验指导老师：何广平实验时间：xxxxxx
实验目的】
①本实验学习柴油微乳体系拟三元相图的绘制与研究方法，油微乳
并根据相图，选择合适的柴液。
②通过氧弹卡计进行燃烧性能测定，比较柴油、微乳柴油燃烧时其燃烧效率的不同，对微乳柴油的
经济与环保价值进行评价。
实验原理】
、实验背景
Schulma n在1959年首次报道微乳液以来，微乳液的理论和应用研究获得了迅速发展。
1985年，Shah定义微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。由于微乳液能形成超低界面张力，具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质，已引起人们广泛关注。
燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。早在一百多年前就有人使用掺水燃油。由于油、水在表面活性剂作用下形成的W/0或O/W乳液在加热燃烧时水蒸气受热膨胀后能够产生微爆，使得燃油二次雾化燃烧更加充分，提高了燃烧效率，大大降低了废气中的有害气体的含量。但是由于一般的乳状液稳定时间短，易分层，使得这一技术的应用受到了很大的限制。
微乳燃料的制备比较简单，只需要把油、水、表面活性剂、助表面活性剂按合适的比例混合在一起就可以自发形成稳定的微乳燃料。微乳燃油可长期稳定,不分层,且制备简单, 并
能使燃烧更完全，燃烧效率更高,其节油率可达5 %?15 % ,排气温度下降20 %?60 % ,烟度下降40 %?77 % ,NOx和CO的排放量降低25 %,在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果,已成为世界各国竞相开发的热点。随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入微乳液理论在乳化燃油领域取得了突破性进展，开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成为了研究热点。
近年来，随着我国农业和交通运输也的飞速发展，对石油的需求量增大，而石油资源有限，于是出现了石油供应不足、价格上涨的趋势。进口原油及成品油已成为国家财政的沉重负担而且天然石油的储备是有限的，人类面临日益严峻的能源危机。因此，如何提高燃油燃
烧效率和减少环境污染，研究新型节油防污染技术，包括最为人们青睐并具有节能效率高， 减少尾气污染的燃油乳化及微乳化技术，已成为人们十分关心的问题。 二、微乳柴油与燃烧减排机理
孚L 化燃油与通常的乳状液一样，也分为油包水型 （W/O ）和水包油型（OW ， 在油包水型乳化燃料油中， 水是以分散相均匀地悬浮在油中， 被称为分散相或内相， 燃料油 则包在水珠的外层， 被称为连续相或外相。 我们目前所见的大多数乳化燃料油都为油包水型 乳化燃料。 乳化燃料燃烧是个复杂的过程， 对其节能降污机理较为成熟的解释是乳化燃料中 存在的 “微爆” 现象和水煤气反应， 也就是从燃料的物理过程和化学过程来解释。 机理包括：
1、 物理作用—“微爆现象”
油包水型分子基团， 油是连续相，水是分散相，由于水沸点（100 C ）低于燃油沸点（130 C 以上 ）。在气缸温度急剧升高时，水微粒先沸腾气化，体积在万分之一秒内瞬间增大了
1500
倍左右， 其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。 当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力 之和时。水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚， 无数小液珠产生的阻力使油滴发生爆炸， 油雾化成更细小的油滴。 小油滴与空气接触的比表面积成倍提高， 形成二次燃烧的雾化条件， 爆炸后的细小油滴更易燃烧， 其燃烧表面比纯燃油增加了 1 04倍左右。 因此， 减少了物理上 的不完全燃烧和排烟损失， 提高了燃烧效率， 使内燃机达到节能的效果。 微爆产生的为数甚 多的爆炸波，冲破了包围火焰面的 C02， N2 惰性气体抑制层，促使空气形成强烈的紊流， 紊流使空气、 燃油蒸气在燃烧室内做更均匀的分布， 同时使温度场也变得更加均匀， 从而加 快了燃烧速度， 减少了后燃现象， 避免了燃烧区间局部高温而产生的热解和裂化， 使燃烧更 加完全。
2、 化学作用—“水煤气反应”
在缺氧条件下， 油燃烧产生热裂解， 形成难以燃烧的碳， 使排烟冒黑烟，而在水煤气存 在时， 水微粒高速汽化中所含的氧与碳粒子充分结合， 并被完全燃烧而形成二氧化碳， 从而 大大提高喷燃雾化效果，使发动机燃烧效率提高，达到增强发动机动力、节省燃料的效果。
C + H 2O = C0 + H 2 C + 2 H 2O = CO 2 +2H 2。 CO+ H 2O = co 2+ H 2 H 2 + 02 = H 20
上述反应过程中， 提高了乳化燃料的燃烧率， 水的蒸发作用，均衡了燃烧时的温度场，从而抑制了
C02、N 2惰性气体层，促使空气形成强烈的 紊流，
紊流使空气和柴油蒸汽在燃烧室内做更均匀的分布，
同时温度场也变得更加均匀， 从 而加快了燃烧速度，减少了后燃现象，避免了在燃烧区间的局部高温而产生的热解和裂化， 使燃烧完全。
一些燃烧
降低了排烟中的烟尘含量。 同时由于乳化
NOx 的形成，达到节能环保的目的。
3、 掺混效应 微爆产生的爆炸波冲破了包围在火焰周
围的
4、抑制 NO 的生成
NO 的生成主要有三个重要途径 :(1)由空气中的 NO 2在高温区反应生成的热反应 NOx;(2) 火焰面上
生成的活性 NOx;③燃料中氮元素生成的燃料 NOx 。因此，生成的NO 可分为温度型
NOx 和燃料型NOx ，其中以温度型NOx 为主。
影响NO 生成的因素有：可燃混合物的组成，燃料在反应区停留时间，燃料温度和工作 压力等。根据机理，NOx 的生成速度为：
d[NOx]/dt = A ? exp[-E/RT] ? [N2] ? [02]1/2
可见无论在内燃机或是其它燃烧装置上，
NOx 的生成量与反应温度呈指数关系增加。
果空燃比高，燃烧强度大，反应温度高，停留时间长， NOx 则急剧增加。燃烧乳化油时,
于水滴汽化、产生微爆均需吸热，由此可降低气缸工作温度，
防止燃烧火焰局部高温，
燃烧时间，而且油掺水燃烧改善了空气和燃料混合比例，可以用较小的过量空气系数，即 [N2]、[02]浓度大幅度降低，从而显著降低温度型和燃料型 污染。
三、水 -柴油微乳液的配制与研究方法
对微乳柴油的研究通常包括为微乳燃油配方选择合适的表面活性剂和助表面活性剂，并 考察各组分对可增溶水量的影响，确定最佳的微乳燃油配方比例。然后针对微乳柴油体系， 通过相图、电导、 NMR 、 FT-
IR 、分子光谱、荧光光谱、黏度法、电子显微镜等方式研究微 乳液的结构 ,并进行燃烧性能与尾气排放量
测定。
1、拟三元相图的研究方法
研究平衡共存的相数、 组成和相区边界最方便、 最有效的工具就是相图。 在等温等压下 三组分体系的相行为可以采用平面三角形来表示， 称为三元相图。 对四组分体系， 需要采用 立体正四面体。而四组分以上的体系就无法全面的表示。通常对四组分或四组分以上体系， 采用变量合并法， 比如固定某两个组分的配比， 使实际独立变量不超过三个， 从而仍可用三 角相图来表示，这样的相图称为拟三元相图。
对柴油微乳液的研究可采用拟三元相图的方法研究 , 相图绘制简单，根据相图可以初步 推测体系的结构状态 ,能够比较直观地反映微乳体系相的变化 ,当体系有液晶相、凝胶相出现 时,也能对微乳液及其相边界进行直观表示。
在表面活性剂和助剂含量一定情况下， 微乳液，继续滴加水，水与油的比例将会变动， 对称性柱体一层状结构一水为外相的各种结构， 变动而引起各种结构迭变的结果， 而研究此方面最方便有效的工具就是相图， 性剂相图的研究一直受到人们的
关注。 也可以在水量一定的情况下， 将复合表面活性剂往油中滴加， 通过观察体系相的状态的变化 以及体系中物质的重量比， 通过拟三元相图的绘制， 研究体系中物质的相溶性以及形成微乳 液的条件。本实验采用此种方法进行乳化柴油的绘制。
缩短
NOx 的生成，抑制 NOx 对环境的
将水往油中滴加， 水量很少时为油包水型的球形 体系发生这样的变化
:对称性水的球体一不
最终为对称性油的球体， 这是体系内部引力 因
此， 表面活
2、电导法 电导行为是微乳液的重要性质之一。关于微乳液的电导研究 , 基本上围绕微乳液体系的
。尽管电导测量不能直接反映各种条件 对微乳液粒子的大小的影响 , 但微乳液的电导率在某种程度上反映
了微乳液的结构，例如
W/0或0/W 结构，因此，通常可通过对微乳体系电导率的测定判别微乳体系的结构。
实验试剂与仪器】
① 实验试剂： 柴油 0#、油酸（化学纯） 、十六烷基三甲基溴化铵（
水、正丁醇（化学纯）
② 实验仪器： 燃烧热测定装置一套（长沙长兴高教仪器设备公司
HR-15热量计通用电控箱、南京大展机电技术研究所 度
计）、充氧装置一套、万用电表 、 5安保险丝、 恒温磁力搅拌器（金坛市正基仪器有限公司）、搅拌子（中）、
FA1104电子分析天平； 烧杯（50ml ）、250ml 、
镊子、滤纸、PH 试纸、玻棒、洗耳球等、胶头滴管
实验步骤】
、水 -柴油体系配制及拟三元相图绘制
1 、复合乳化剂配比 : 油酸 %、十六烷基三甲基溴化铵
（CTAB ）% 、氨水 %、 正丁醇 %
2、复合乳化剂配制 ：室温下，将油酸36.5克放入50ml 的烧杯中，加入0.5克CTAB,5克氨 水，13.2
克正丁醇 ，在磁力搅拌器上不断搅拌至溶解 ，此时所得复合乳化剂清晰、透亮 ，放置备 用。
3、柴油 -水-复合乳化剂微乳液柴油的制备与拟三元相图绘制
在一定温度下（通常为室温）,称取（5g ）的水-柴油，其中［m （柴油0#） : m （水）分别为：、
4 ： 1、3 ： 2、2 : 3、1 : 4,］样品，分别放在50ml 烧杯中，逐渐往烧杯中滴加复合乳化剂 ，并不
断在磁力搅拌器上搅拌至溶液刚好变澄清 ， 静置约 20 min 后观察 ， 如仍透明 ， 则记录所加复 合表面活性剂的用量。 根据重量差减法记录加入的复合乳化剂重量， 并根据体系中所含有的 柴油、水的重量，计算柴油 - 水- 复合乳化剂拟三元体系达到透明状态时各物质的重量 %， 根据各不同配比拟三元体系中各个物质的重量 %，把复合乳化剂作为一个组分 ，另两个组分 分别为油和水，绘制拟三元相图，用以观察柴油微乳液体系的相行为。图
1为水 -柴油微乳体
导电行为和根据电导测量研究微乳液体系的相行为
CTAB ）（化学纯）、氨
HR-15Y 氧弹式热量计、 DZBW 型数字式贝克曼温 1000ml 烧杯
氧气
系拟三元相图示意图。
从图1可见，显示曲线右方是不共溶区域 ，中间为临界线，其余部分均为共溶区 （即形成 柴油-水-复合乳化剂微乳液柴油）。
图1柴油-水-复合乳化剂微乳液柴油的拟三元相图
二、乳化柴油燃烧热的测定
通过对乳化柴油的燃烧热的测定，掌握燃烧热的定义，学会测定物质燃烧热的方法， 了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别；
了解氧弹卡计的主要部件的作用， 掌握氧弹卡计的量
热技术；熟悉雷诺图解法校正温度改变值的方法。
1、量热法与氧弹量热装置及结果表示方法
量热法是热化学研究的基本实验方法，
完全燃烧放出的热量促使卡计及周围的介质
系温度的变化值，可求算该样品的恒容燃烧热。 氧弹量热计的基本原理为能量守恒定律。
样品
（本实验用水）温度升高，测量介质燃烧前后体 柴油为石油分馏产品
，其中各烃分子所含碳
原子数不同，通常以测定柴油燃烧过程中 Qv 的变化来衡量柴油燃烧效率的大小。
在氧弹量热计与环境没有热交换情况下，其关系式为：
m 样Q v = W （卡计+水）？ △ T - m （点火丝）？ Q （点火丝） m 样为柴油的质量（克）；
Qv 为柴油的恒容燃烧热（焦/克）；W （卡计+水）
计和周围介质的热当量（焦 /度），其表示卡计和水温度每升高一度所需要吸收的热量， （卡计+水）一般通过经恒重的标准物如苯甲酸标定 .苯甲酸的恒容燃烧热为焦/克。△ T 为
柴油燃烧前后温度的变化值。
m （点火丝）为点火丝的质量，
的恒容燃烧热，其值为焦/克。在实验过程中无法完全避免“热漏”现象的存在，因此，实
剂 合化 复
1.00
不共溶区
0.00
0.00 （1） 为氧弹卡
Q （点火丝）为点火丝（铁丝）
水
0.25
0.75
0.50
0.50
0.75
0.25
共溶区
0.25 0.50 0.75
—C
1.00
柴油
o.oo 1.00
验中必须经过雷诺作图法或计算法校正柴油燃烧前后温度的变化值。通过（油燃烧的恒
容热效应Qv （焦/克）。
为了避免平行测定中称量的差异对实验的影响，可通过^ T/m（K/g ）（单位质量柴油
燃烧引起温度的变化值）或Qv/g（J/g）（单位质量柴油燃烧放出的热量），研究柴油和微乳柴油燃烧效率的不同；通过△T/△ t（K/s）（即单位时间柴油燃烧时燃烧温度随时间的变
化率）研究柴油和微乳柴油燃烧速率的不同。
具体实验原理、方法和雷诺作图法详见《物理化学实验》中“燃烧热测定实验”。
2、柴油与乳化柴油燃烧性能测定
实验中选择柴油0#、W/O乳化柴油作为燃烧体系，分别将约 1.2克燃油体系放入坩埚，
将铁丝接在氧弹卡计的两极上，并将铁丝浸没柴油中，向氧弹量热计中充以氧气，弹内的氧
气压力冲至，在燃油不完全燃烧的条件下，通过测定燃烧过程中^ t、A T值以及燃烧残渣的重量，计算
Qv/m、△ T/m（K/g ）、△ T/ △ t（K/s），比较柴油与乳化柴油的燃烧效率以及燃烧速率不同，并对燃烧结果进行评价。
【数据记录与处理】
、复合乳化剂的配制
1、称重：油酸CTAB
氨水正丁醇
2、加入顺序：油酸次性倾入氨水，油酸与氨水混合成浅黄色絮状物，搅拌10分钟
大概宁mn后也一次性倾入正丁醇，可见烧杯中变成黄色凝固状稍搅拌后加入CTAB，
开始溶解少量，持续搅拌约30min，基本溶解。
二、乳化柴油的制备
1、先将柴油和水在磁力搅拌器的作用下混合均匀，再加入复合乳化剂
2、数据记录
表1柴油、自来水以及乳化剂用量
柴油：水柴油水柴油+水+磁子柴油+水+磁子+乳
化剂
乳化剂用量
: 4.5072g 0.4984g 1.3071g 4: 1 4.0093g 1.0028g 44.9360g 47.4234g 2.4874g 3: 2 3.0127g 2.0124g 44.1132g 47.3731g 3.2599g 2: 3 2.0192g 3.0216g 47.6565g 51.2522g 3.5957g
1）式，计算柴
075
1.0270g 4.0071g 44.3985g 47.3433g
2.9448g
表2不同配比微乳柴油体系各组分含量
油：水 质量
总质量
柴油
水
复合乳化 剂
: 4.5072g 0.4984g 1.3071g 6.3127g 4： 1 4.0093g 1.0028g 2.4874g 7.4995g 3： 2 3.0127g 2.0124g 3.2599g 8.2850g 2： 3 2.0192g 3.0216g 3.5957g 8.6365g 1 : 4 1.0270g
4.0071g
2.9448g
7.9789g
质量分数
柴油
复合乳 化剂
图2本实验柴油-水-复合乳化剂微乳液柴油的拟三元相图
L 化剂微乳液柴汕拟〔兀川1
勾 am
0.25
075
之
、
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0.25
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1.00 0.25
O'.50
r
0J5
°加侦
0.00
微油点火操作及注意事项
机组启动微油点火操作及注意事项 机组启动微油点火操作步骤： 1、启动一次风机后，联系邻炉缓慢投入热一次风联络管，调整热一次风母管风压在8.5KPa左右。调整微油助燃风压力＞4KPa，就地四角助燃风压力在2.5KPa 左右，将助燃风调门压力设定在5KPa左右，投入自动； 2、在燃油系统画面上投入微油点火模式，检查A2层油允许点火，程控启动投运A2油层，油枪着火正常后检查小油枪油压在0.8-1.0MPa左右，气压在0.4-0.7MPa 左右； 3、启动A磨，投入A2侧，根据磨煤机出入口温度调整热一次风联络门开度； 4、其他操作规定同原小油枪方式。 机组停运微油点火操作步骤： 1、负荷降至需要投油枪时，投入微油点火模式； 2、调整助燃风压力＞4KPa，，就地四角助燃风压力在2.5KPa左右，将助燃风调 门压力设定在5KPa左右，投入自动； 3、根据要求投入相应油枪，检查着火正常； 4、其他操作规定同原小油枪方式。 注意事项： 1、如果有两根小油枪同时灭火，则会联锁启动投入A层某角大油枪，如两根小油枪先后灭火，中间间隔时间较长，则大油枪不会联锁投入，所以运行中应注意小油枪的着火情况，特别是有一根小油枪因各种原因退出运行的情况下，发现再有小油枪灭火及时手动投运大油枪； 2、点火初期，A2层风量不宜过大，以防止风速过高导致燃烧不稳，煤粉正常投入后，调整一次风管风压时控制磨煤机入口一次风量在22KM3/h左右，周界风门开度保持在10%左右； 3、机组并网后，随着负荷的增加应及时提高风量以防止一次风速过低导致燃烧器结焦，特别是A1侧煤粉投入后，由于A2侧燃烧器阻力较大，会造成大部分风量从A1侧流出，造成A2侧一次风速偏低； 4、A2层油枪退出运行后，严格执行吹扫程序，防止油枪内部积油炭化堵塞油枪，停炉时最后一支油枪不允许进行吹扫。 5、密切监视燃烧器壁温不得大于500℃，防止燃烧室结焦和烧损；如发现壁温
柴油机燃烧室
柴油机燃烧室 柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气，在压缩过程接近终了时柴油才被喷入，经一定准备后即自行着火燃烧。由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促的多，而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差，使得柴油在燃烧前难以彻底雾化蒸发并与空气混合，因而柴油机所形成的可燃混合气的品质较汽油机差。因此，柴油机采用较大的过量空气系数，使吸入燃烧室的柴油能够燃烧的比较完全。 雾化混合 利用燃油与空气的相对运动形成混合气。雾化质量越高，混合气形成越快，混合越均匀。空间雾化形成的混合气，包括完全气相和极其细小油滴。 空间雾化混合 雾化→蒸发→扩散混合油膜蒸发混合 利用燃烧室壁面高温使其表面的燃油油膜蒸发形成混合气。燃烧室壁温越高，混合气形成越快。油膜蒸发形成的混合气是完全气相的。 油膜蒸发混合 蒸发→扩散混合 因此，油膜蒸发混合必须组织空气运动。 直喷式燃烧室柴油机的性能特点： 球形燃烧室的缺点： （1）冷起动比较困难。因为空间雾化燃料少，起动时燃烧室壁温低，壁面蒸发混合少。（2）加速性能较差，空气涡流跟不上，容易冒黑烟； （3）低负荷时冒蓝烟，HC排放增加； （4）高、低速性能差别大； （5）增压适应性差，循环供油量大油膜变厚，影响混合气形成速率。（6）在大缸径上应用困难。当缸径增大时，每循环供油量增多，而燃烧室的相对表面积减小，使油膜变厚，影响混合气形成速率。 涡流室燃烧室主要特点(1) 混合气形成和燃烧主要是利用有组织的强烈压缩涡流；对喷雾质量要求不高，采用轴针式喷油嘴，喷油压力低，降低对燃油系统的要求，减少喷孔堵塞。 (2) 混合气形成质量对转速变化不敏感；由于压缩涡流随转速升高而加强，在高转速时仍能保证较好的混合质量，另外进气门直径大，高转速仍可获得较高的充气效率。
微油点火燃烧器数值结果精度判断准则与分析_丁历威
收稿日期：2010-08-13；修回日期：2010-10-18 作者简介：丁历威（1979—），男，浙江长兴人，硕士，工程师，从事锅炉方面的数值计算和生产服务试验,以及科研工作。 E -mail ：ding_liwei@https://www.360docs.net/doc/fb3207876.html, 随着越来越多的机组参与调峰，致使火电厂点火和稳燃用油大幅度增加。面对如此严峻的形势，研发节油点火和低负荷稳燃新技术，降低点火助燃用油，具有重要意义。目前微油点火技术已被列为国家发改委“十大节能工程”的推广技术之一［3］。 文中通过计算机模拟技术对微油点火燃烧器进行数值计算，提出了数值计算结果精度的判断准则，分析了其煤粉、油雾混合气流燃烧、传热的过程，以期提高微油点火燃烧器的设计质量和设计效率，减少实验台试验次数，节省大量人力物力和财力。 1微油点火技术原理 微油点火技术是采用微油―点燃微量煤粉―点 燃少量煤粉―点燃大量煤粉的逐级引燃原理，从而使得能级逐步放大，实现微量油点燃大量煤粉的目的［4-5］。目前微油点火燃烧器分为直流和旋流2种类粉燃烧器内直接点燃煤粉。一级燃烧室中的浓相煤粉遇到高温火核时，煤粉颗粒温度急剧升高，大量的挥发分析出并迅速着火燃烧。已燃烧的浓相煤粉在二级燃烧室内点燃更多的煤粉，然后继续向前流动点燃三级燃烧室中的煤粉，最终实现煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐步放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量。 微油点火技术的特点：（1）在锅炉启动停止、低负荷稳燃运行状态下可节约大量燃油，节油率在90％以上。（2）投资少，见效快，回报周期短，1a 左右即可收回投资。（3）系统简单、维护量小、操作方便，对于风速、煤粉质量浓度、煤质等参数变化适应能力强。（4）运行初期可投入电除尘，有利于环保，有气膜风保护，燃烧器无结焦现象。（5）设备和系统可靠、自动化程度高，并与BMS （燃烧器管理系统）进行通信，经历多次长时间连续运行考验，故障较少。
微油点火系统
微油点火系统 操作手册 安装、使用产品前，请阅读使用说明书
目录 一JNWY微油点火燃烧器工作原理第1页二JNWY微油点火系统的构成1～5页三JNWY微油点火系统的安装第6页四JNWY微油点火系统的调试6～7页五JNWY微油点火系统的运行8～11页
一、JNWY微油点火燃烧器工作原理 1.1、JNWY微油点火燃烧器原理 油燃烧器从一次风管侧面或弯头后方轴向插入煤粉燃烧器，点火时经过强化燃烧的高温油火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，挥发分的燃烧放出大量的热，补充了此间消耗的热量，并持续对一次风粉进行加热，将其加热至高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷入炉膛。油燃烧器是由航空发动机的高压强制配风油燃烧器发展而来的低压强制配风油燃烧器，通过分级强制配风使其发出高温火焰，火焰表面温度测定为1500℃，中心温度不低于1800℃，油燃尽率99%以上。 1.2、JNWY微油点火燃烧器的技术特点： 1.2.1、新机组试运以及冷炉启动节油率（以煤代油），根据煤种不同可达75～90％以上。 1.2.2、采用气膜冷却和全自动控制，长期工业运行实践证明，燃烧室不结渣、不烧蚀。 1.2.3、采用油、煤火焰双重检测，系统运行安全、可靠。 1.2.4、油燃烧器燃尽率高达99%以上，在启炉和停炉阶段，可投入电除尘，解决了电站锅炉在启、停阶段的环保问题。 1.2.5、JNWY微油点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，正常运行期间作为主燃烧器使用，不影响锅炉正常运行时空气动力场和组织燃烧。 1.2.6、对煤粉浓度适用范围很宽（0.15～1.0），煤粉浓度可根据磨煤机出力和锅炉升温、升压需要进行调节。 1.2.7、油枪和点火枪不在高温区工作，不需要设进、退装置，投入速度快。 1.2.8、单只油燃烧器容量在50㎏/h～300㎏/h间，可点燃烟煤、褐煤、贫煤等，基本满足国内电站各种煤种的需要。 1.2.9、系统自身能耗小、结构简单、现场维护工作量小、运行费用低。 二、JNWY微油点火系统的构成 JNWY微油点火系统由煤粉燃烧器、油燃烧器、燃油及吹扫系统、油配风系统、燃烧器壁温在线监测系统、启磨热风加热系统、控制系统等组成。 另外为配合微油点火系统的安全、可靠运行，可选配图像火焰监视系统。 2.1、煤粉燃烧器
三元系相图绘制
实验三组分相图的绘制 一实验目的 绘制苯一醋酸一水体系的互溶度相图。为了绘制相图就需通过实验获得平衡时，各相间的组成及二相的连结线。即先使体系达到平衡，然后把各相分离，再用化学分析法或物理方法测定达成平衡时各相的成分。但体系达到平衡的时间，可以相差很大。对于互溶的液体，一般平衡达到的时间很快；对于溶解度较大，但不生成化合物的水盐体系，也容易达到平衡；对于一些难溶的盐，则需要相当长的时间，如几个昼夜。由于结晶过程往往要比溶解过程快得多，所以通常把样品置于较高的温度下，使其较多溶解，然后把它移放在温度较低的恒温槽中，令其结晶，加速达到平衡。另外摇动、搅拌、加大相界面也能加快各相间扩散速度，加速达到平衡。由于在不同温度时的溶解度不同，所以体系所处的温度应该保持不变。 二实验原理 水和苯的互溶度极小，而醋酸却与水和苯互溶，在水和苯组成的二相混合物中加入醋酸，能增大水和苯之间的互溶度，醋酸增多，互溶度增大。当加入醋酸到达某一定数量时，水和苯能完全互溶。这时原来二相组成的混合体系由浑变清。在温度恒定的条件下，使二相体系变成均相所需要的醋酸量，决定于原来混合物中水和苯的比例。同样，把水加到苯和醋酸组成的均相混合物中时，当水达到一定的数量，原来均相体系要分成水相和苯相的二相混合物，体系由清变浑。使体系变成二相所加水的量，由苯和醋酸混合物的起始成分决定。因此利用体系在相变化时的浑浊和清亮现象的出现，可以判断体系中各组分间互溶度的大小。一般由清变到浑，肉眼较易分辨。所以本实验采用由均相样品加人第三物质而变成二相的方法，测定二相间的相互溶解度。 当二相共存并且达到平衡时，将二相分离，测得二相的成分，然后用直线连接这二点，即得连结线。 一般用等边三角形的方法表示三元相图（图1）。等边三角形的三个顶点各代表纯组分；三角形三条边AB、BC、CA分别代表A和B、B和C、C和A所组成的二组分的组成；而三角形内任何一点表示三组分的组成。 例如图1-1中的P点，其组成可表示如下：经P点作平行于三角形三边的直线，并交三边于a、b、c三点。若将三边均分成100等分，则P点的A、B、C组成分别为： A％＝Cb，B％＝Ac，C％＝Ba 对共轭溶液的三组分体系，即三组分中二对液体AB及AC完全互溶，而另一对BC则不溶或部分互溶的相图，如图1-2所示。图中EK1K2K3DL3L2L1F是互溶度曲线，K1L1、K2L2等是连结线。互溶度曲线下面是两相区，上面是一相区。 图1-1等边三角形法表示三元相图图1-2共轭溶液的三元相图
北工大07 08 09 13材料科学基础-真题及答案概要
北京工业大学 试卷七 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：材料科学基础 适用专业：材料科学与工程 一、名词解释 1．脱溶(二次结晶) 2．空间群 3．位错交割 4．成分过冷 5．奥氏体 6．临界变形量 7．形变织构 8．动态再结晶 9．调幅分解 10．惯习面 二、填空 1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。 2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。 3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。 4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。 5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。 6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。 7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。 三、判断正误 1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。 2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。 3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。 4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。 5．单斜晶系α=γ=90°≠β。 6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。 7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。 8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。 9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
柴油机燃烧室结构小结(精制甲类)
?直喷式柴油机的燃烧室有很多种形状，目前常用的有球型、U型、四角型、花瓣型、W型和哑铃型。 ?W型燃烧室是通过切向进气道或螺旋进气道造成进气涡流，在压缩行程中使大部分有涡流的空气进入燃烧室内增强涡流，促进混合气的形成和燃烧。这种燃烧室又可分为浅W型、深W型和缩口W型三类。 ?浅W型,优点是结构简单、易于制造、热损失小、经济性好，缺点是工作噪声大，对车速的适应性差，加速时烟度很大，NOx排放较差，所以一般用于农用柴油机和船用柴油机。 ?深W型,更加注重利用空气涡流运动，这样可以增强燃烧室内涡流强度，促进油气的混合，在一定程度上改善了性能和排放。另外，它的结构简单、易于制造、动力性好。但是仍然存在着噪声大、烟度高的缺点。 ?缩口型,缩口的作用是相对无缩口型增强了绕气缸中心线旋转的进气涡流和压缩涡流，在燃烧室内形成了沿z轴竖直平面内的挤压涡流(上止点前)和逆挤压涡流(上止点后)，加快了油气的混合，亦加快了燃烧速度它的缺点是结构工艺性差，缩口处的热负荷大，容易产生烧蚀和热裂。 ?对于W型燃烧室，主要的结构参数有：燃烧室口径比、径深比、是否缩口及凹坑位置，中央凸台高度等。 1、口径比D/DB：燃烧室吼口直径与汽缸直径之比。该值要取得合适，太大太小都不好， 要与油束射程配合。 2、径深比（D/H）：燃烧室吼口直径与燃烧室深度值之比。 3、缩口率d/D：燃烧室最大腔径直径d与吼口直径D之比 4、面容比A/V：燃烧室表面积A与燃烧室容积V之比， 5、相对容积比V/VC:燃烧室容积与压缩容积之比。 浅盆型W型燃烧室缸内并不组织涡流，混合气形成主要依靠燃油的喷散雾化，对喷雾要求高，为此采用多嘴喷孔，一般为6—12个，喷孔直径很小（最小达0.12mm），针阀开启压力高（20-40MPa），喷孔小容易堵塞。要求油束与燃烧室形状相配合，燃油要尽可能分布到整个燃烧空间，避免油束直接接触缸壁。（D/DB为0.72-0.88，D/H为5-7，V/VC 为0.60-0.68） 深坑型燃烧室，燃烧室内存在涡流运动，与浅盆型燃烧室相比，其在活塞顶上的凹
三元相图的绘制详解
三元相图的绘制 本实验是综合性实验。其综合性体现在以下几个方面： 1.实验内容以及相关知识的综合 本实验涉及到多个基本概念，例如相律、相图、溶解度曲线、连接线、等边三角形坐标等，尤其是在一般的实验中（比如分析化学实验、无机化学实验等）作图都是用的直角坐标体系，几乎没有用过三角坐标体系，因此该实验中的等边三角形作图法就具有独特的作用。这类相图的绘制不仅在相平衡的理论课中有重要意义，而且对化学实验室和化工厂中经常用到的萃取分离中具有重要的指导作用。 2.运用实验方法和操作的综合 本实验中涉及到多种基本实验操作和实验仪器（如电子天平、滴定管等）的使用。本实验中滴定终点的判断，不同于分析化学中的大多数滴定。本实验的滴定终点，是在本来可以互溶的澄清透明的单相液体体系中逐渐滴加试剂，使其互溶度逐渐减小而变成两相，即“由清变浑”来判断终点。准确地掌握滴定的终点，有助于学生掌握多种操作，例如取样的准确、滴定的准确、终点的判断准确等。 一.实验目的 1. 掌握相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2. 掌握用溶解度法绘制三组分相图的基本原理和实验方法。 二.实验原理 三组分体系K = 3，根据相律： f = K–φ+2 = 5–ф 式中ф为相数。恒定温度和压力时： f = 3–φ 当φ= 1，则f = 2 因此，恒温恒压下可以用平面图形来表示体系的状态与组成之间的关系，称为三元相图。一般用等边三角形的方法表示三元相图。 在萃取时，具有一对共轭溶液的三组分相图对确定合理的萃取条件极为重要。在定温定压下，三组分体系的状态和组分之间的关系通常可用等边三角形坐标表示，如图1所示：
图1 图2 等边三角形三顶点分别表示三个纯物质A，B，C。AB，BC，CA，三边表示A和B，B和C，C和A所组成的二组分体系的组成。三角形内任一点则表示三组分体系的组成。如点P 的组成为：A%＝Cb B%=Ac C%=Ba 具有一对共轭溶液的三组分体系的相图如图2所示。该三液系中，A和B，及A和C 完全互溶，而B和C部分互溶。曲线DEFHIJKL为溶解度曲线。EI和DJ是连接线。溶解度曲线内（ABDEFHIJKLCA）为单相区，曲线外为两相区。物系点落在两相区内，即分为两相。 图3（A醋，B水，C氯仿）绘制溶解度曲线的方法有许多种，本实验采用的方法是：将将完全互溶的两组分（如氯仿和醋酸）按照一定的比例配制成均相溶液（图中N点），再向清亮溶液中滴加另一组分（如水），则系统点沿BN线移动，到K点时系统由清变浑。再往体系里加入醋酸，系统点则沿AK上升至N’点而变清亮。再加入水，系统点又沿BN’由N’点移至J点而再次变浑，再滴加醋酸使之变清……如此往复，最后连接K、J、I……即可得到互溶度曲线，如图3所示。 三. 实验准备 1. 仪器：具塞磨口锥形瓶，酸式滴定管，碱式滴定管，移液管，分析天平。 2. 药品：冰醋酸，氯仿，NaOH溶液（0.2mol·mol–3），酚酞指示剂。
第8章 三元相图 笔记及课后习题详解(已整理 袁圆 2014.8.7)
第8章三元相图 8.1 复习笔记 一、三元相图的基础 三元相图的基本特点：完整的三元相图是三维的立体模型；三元系中的最大平衡相数为四。三元相图中的四相平衡区是恒温水平面；三元系中三相平衡时存在一个自由度，所以三相平衡转变是变温过程，反应在相图上，三相平衡区必将占有一定空间。 1．三元相图成分表示方法 （ 1）等边成分三角形 图8-1 用等边成分三角形表示三元合金的成分 三角形内的任一点S都代表三元系的某一成分点。 （2） 等边成分三角形中的特殊线 ①等含量规则：平行于三角形任一边的直线上所有合金中有一组元含量相同，此组元为所对顶角上的元素。
②等比例规则：通过三角形定点的任何一直线上的所有合金，其直线两边的组元含量之比为定值。 ③背向规则：从任一组元合金中不断取出某一组元，那么合金浓度三角形位置将沿背离此元素的方向发展，这样满足此元素含量不断减少，而其他元素含量的比例不变。 ④直线定律：在一确定的温度下，当某三元合金处于两相平衡时，合金的成分点和两平衡相的成分点必定位于成分三角形中的同一条直线上。 （3）成分的其他表示方法： ①等腰成分三角形：两组元多，一组元少。 ②直角成分坐标：一组元多，两组元少。 ③局部图形表示法：一定成分范围内的合金。 2．三元相图的空间模型 图8-2 三元匀晶相图及合金的凝固（a）相图（b）冷却曲线
3．三元相图的截面图和投影图 （ 1）等温截面 定义： 等温截面图又称水平截面图，它是以某一恒定温度所作的水平面与三元相图立体模型相截的图形在成分三角形上的投影。 作用：①表示在某温度下三元系中各种合金所存在的相态； ②表示平衡相的成分，并可以应用杠杆定律计算平衡相的相对含量。 图8-3 三元合金相图的水平截面图 （2）垂直截面 定义：固定一个成分变量并保留温度变量的截面，必定与浓度三角形垂直，所以称为垂直截面，或称为变温截面。 常用的垂直截面有两种： ①通过浓度三角形的顶角，使其他两组元的含量比固定不变； ②固定一个组元的成分，其他两组元的成分可相对变动。 图8-4 三元相图的垂直截面图 （3）三元相图的投影图 定义：把三元立体相图中所有相区的交线都垂直投影到浓度三角形中，就得到了三元相图的投影图。
柴油机燃烧室的特点
柴油机燃烧室的特点? 柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。 柴油在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后燃油以雾状喷入高温空气中，与空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。 1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。 柴油机可按不同特征分类：按转速分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。 柴油机燃料主要是柴油，通常高速柴油机用轻柴油；中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将燃油以高压喷入气缸，喷入的燃油呈雾状，与空气混合燃烧。因此柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料，如原油和渣油等。 在燃用原油和渣油时，除须滤除杂质和水分外，还要对供油系统进行预热保温，降低粘度，以便输送和喷射。柴油机如采用某种合适的燃烧室也可燃用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性，可加入添加剂提高十六烷值，或与柴油混合使用。一些气体燃料，如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料，但这时通常以气体燃料为主，以少量柴油引燃，这种发动机称为双燃料内燃机。 柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。 着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。 在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快。 缓燃期阶段中燃料的燃烧取决于混合的速度。因此，加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合，对保证燃料在上止点附近迅速而完全地燃烧有重要作用。 柴油机的混合和燃烧时间很短，以致有些燃料不能在上止点附近及时烧完，而拖到膨胀行程的后期放出的热量不能得到充分利用，因此应尽量避免燃料在后燃期燃烧。 燃烧室的优劣对柴油机的性能有决定性的作用，因此是柴油机设计的关键。燃烧室按组织燃烧过程的特点和结构不同分为开式、半开式、预燃室式和涡流室式四类。前两类属于直接喷
微油点火设计方案
太仓港协鑫发电有限公司微油改造工程 设计方案 浙大天元 ZHEDATIANYUAN 杭州浙大天元科技有限公司 二零一零年九月
目录 目录 (2) 1、前言 (3) 2、工程概况 (4) 2.1煤质情况 (4) 2.2主机情况 (5) 4.1 微油点火气化燃烧原理 (6) 3.2 微油点火燃烧器工作原理 (7) 5、微油点火系统设计方案 (8) 5.1微油点火系统总体方案 (8) 5.2煤粉燃烧器设计 (11) 5.3高能气化微油枪 (16) 5.4燃油系统 (17) 5.5微油点火压力冷风系统设计说明 (19) 5.6气膜冷却风系统 (20) 5.7送粉系统设计说明 (21) 5.8一次风加热系统 (21) 5.9控制系统 (22) 5.10过程控制系统 (23) 5.11 微油点火系统的启动及逻辑保护 (23) 5.12 I/O清单 (25) 6、环保效益 (27) 7、供货清单 (28)
1、前言 采用微油点火燃烧技术，实现锅炉冷炉启动时用微量的燃油直接点燃煤粉，在停炉、低负荷稳燃时用微量的油稳定锅炉燃烧，并且在冷态点火和停炉期间即可投入电除尘系统，经济效益和环保效益非常明显。 我公司从事微油点火技术研发和工程实践达6年多时间，我们不但实现了微油点火技术的成功应用，更在很多技术细节上进行强化、优化，使得我们的微油点火系统在安全可靠性、节油率方面表现尤为突出，得到了所有电厂用户的一致好评！ 我公司核心优势： ⑴微油点火及稳燃技术的核心是燃烧器设计和制造技术，我公司池作和教授拥有二十多 燃烧及低负荷稳燃年、上百台锅炉浓淡燃烧器设计、改造的经验。其“可调煤粉低NO X 技术”获国家科技进步二等奖，CAT辅助解决大型电站锅炉结焦问题的试验研究，获国家科技进步三等奖，这些优秀的科研成果都将全面应用在微油煤粉燃烧器的设计中。 ⑵我公司在长期的科研与工程实践中与锅炉厂建立了紧密的合作关系，对各家锅 炉厂产品的技术特性非常熟悉。截至目前，我公司已经完成60多台锅炉微油点火改造项目，也是国内第一家将成套技术与设备出口海外，并成功完成微油点火改造的公司。因此对于贵厂锅炉的微油点火改造，我公司在技术、施工经验和团队方面拥有得天独厚的优势。 ⑶力求系统简单可靠，减少系统故障率是我公司一贯的设计理念，在微油点火技术领域， 我公司的微油点火系统结构最简单，对外界条件（设备）依赖最少，故障率低，运行非常稳定可靠。 ⑷是国内唯一使用FLUENT大型仿真计算软件进行微油燃烧器设计的公司。利用该技术， 确保每个微油改造项目的设计方案、设计参数最优化，是为用户创造最大效益的可靠保障。
微油点火燃烧器材料参数
附1 燃烧器本体材料的技术参数1．1 材料牌号 ZG60Cr25Ni5Mn4NRe 1．2 最高使用温度；1200℃ 1．3 力学性能： 抗拉强度≥539Mpa 屈服强度≥340MPa 延伸率≥10% 使用寿命≥50000小时 附2 燃烧器喷口材料的技术参数2．1 材料牌号： ZGCr33Ni5NNbRe 2．2 化学成分： 2．3 机械性能： 1 室温机械性能： 2 抗氧化性能：
3．材料特点 本钢号是在美国ASTMA297标准HL钢号的基础上加入（C+N+Nb）进行复合强化，复合碳氮化物在固溶温度1100℃以上不溶解，提高了该钢的红硬性，提高了高温强度和高温耐磨性，可以在1250℃长期工作，本钢种铬含量超过30%，特别适用于燃烧腐蚀，其铬当量与镍当量比设计合理，并且实施了固溶强化，第二相强化，晶界强化，1200℃高温强度50Mpa，1200℃经过400小时氧化增重为1.9825克性能大大超过了美国材料Haynes556合金，由于铌、稀土元素的加入，细化了晶粒，强化了晶界，提高了钢的强韧性，降低了碳当量，改善了焊接性能。 附3 燃烧器本体及喷口铸造要求 1．所有本体、喷口均用铜膜树脂砂一次成型整体铸造 2．铸件的几何形状和尺寸偏差在±2mm。 3．铸件的内外表面应清理干净达到光泽平整，局部凹陷深度不得超过壁厚的十分之一，否则应进行补焊并修复平整。 5.件表面不得有裂纹、蜂窝状气孔以及其他影响使用的各种外观缺陷（机
械加工后除去的缺陷除外），对这类缺陷按规定进行焊补修复，但每处 的焊补面积不大于30x30mm2。 6.铸件R角处不能有超过5mm长的拉裂，不超过的可焊补，超过者不得焊 补。 7.铸件的切削加工处无气孔和夹渣等缺陷。 8.铸件具有良好的可焊性，焊条采用奥312，焊前焊条按规定烘干。 附4 燃烧器迎风易损面耐磨处理 燃烧器迎风易损面采用高能离子技术，在稀土耐磨合金及钢基体上注入碳化钨抗磨梯度材料，此材料表面硬化层>1mm，其中WC富积硬化层厚度>0.25mm，硬度≥62，硬化层与基体材料是冶金结合，耐冲击性好，此材料硬度、强度、韧性兼蓄。其耐磨性能为高速钢的3—10倍，确保燃烧器寿命与大修同步。
材料科学基础重点知识知识讲解
精品文档 第5章 纯金属的凝固 1、金属结晶的必要条件：过冷度-理论结晶温度与实际结晶温度的差；结构起伏-大小不一的近程有序排列的此起彼伏；能量起伏-温度不变时原子的平均能量一定，但原子的热振动能量高低起伏的现象；成分起伏-材料内微区中因原子的热运动引起瞬时偏离熔液的平均成分，出现此起彼伏的现象。 结晶过程：形核和长大过程交替重叠在一起进行 2、过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?=0时临界晶核半径R * 为无穷大，临界形 核功（2 1 T G ?∝?）也为无穷大，无法形核，所以液态金属不能结 晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 孕育期：过冷至实际结晶温度，晶核并未立即产生，结晶开始前的这段停留时间 3、均匀形核和非均匀形核 均匀形核：以液态金属本身具有的能够稳定存在的晶胚为结晶核心直接成核的过程。 非均匀形核：液态金属原子依附于固态杂质颗粒上形核的方式。 临界晶核半径：ΔG 达到最大值时的晶核半径r *=-2γ/ΔGv 物理意义： r
柴油机复习重点总结
柴油机复习重点 1.什么是柴油机 P1 将一种能量转变为机械能的机器称为发动机，按照转变能量的不同，发动机可以分为热力发动机、电力发动机、水力发动机、风力发动机和原子能发动机。燃料在发动机内部燃烧的热力发动机叫做内燃机。 柴油机即是一种以柴油为燃料，并在发动机内部燃烧的活塞式热力发动机。 2.压缩比 P3 气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，用符号ε表示，即 c h c h c c a V V V V V V V +=+==1ε 压缩比表示了活塞从下止点移动到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。压缩比越大，表示气体在气缸内受压缩的程度越高，压缩终点气体的压力和温度就越高。柴油机压缩比一般为11~16. 3.多缸柴油机曲柄排列与发火顺序 P9 假设四冲程多缸柴油机有i 个气缸，则各做功冲程的间隔角度应为 i ?=720ξ（发火间隔角） ①四冲程偶数缸（两缸除外）柴油机发火顺序，不仅与曲柄排列有关，而且与配气相位有关，曲柄图出现重叠现象；②四冲程奇数缸无曲柄重叠现象，曲柄排列确定后，发火顺序仅一种。 5.活塞材料 P20 制造活塞的材料主要有三类：铝合金、铸铁（球墨铸铁）和耐热钢 要求：（1）有足够的刚度和强度（2）有足够的耐热性导热性（3）重量要轻（4）有良好的减磨性 6.活塞顶部 P22 活塞顶面的形状与选用的燃烧室形式有关。柴油机活塞的顶面一般有各种各样的凹坑，凹坑的形状是根据柴油机燃烧室的特点、混合气的形成方式、喷油器和气门的位置等要求而设计的。 通常活塞顶部设计成随半径的加大而增厚，使顶面吸入热量中的大部分能够较容易的传到各活塞环，并由它们传导给气缸壁，由流过气缸外壁的冷却介质带走。一些强化程度高、热负荷高的柴油机活塞，在顶部有冷却油道或冷却油腔，使通过连杆杆身油道来的压力机油强制进入活塞内部循环，从而带走一部分进入活塞内的热量。这种活塞叫做油冷活塞。机车柴油机是热负荷较高的柴油机，其活塞一般都采用机油冷却。 7.柴油机的型号编制规则 P18 2,5 ? =120?1,6 3,4 ω 四冲程6缸柴油机曲柄图 发火次序： ①1—5—3—6—2—4—1√ ②1—2—3—6—5—4—1 ③1—5—4—6—2—3—1 ④1—2—4—6—5—3—1 发火间隔角：?ξ =?=120 可见曲柄数：2 3i q ==
(详细)NH3——CO2——H2O三元体系相图
NH3-CO2-H2O三元体系相图 所谓的相图就是相平衡图，是物系在平衡时各组成条件（温度、浓度、压力）之间的关系图。图2-22中的纵坐标代表CO2的质量分数，横坐标代表NH3的质量分数，坐标原点代表纯水。纵轴100处代表纯CO2，横轴100处代表纯NH3。图中每种化合物（或混合物）的总碳量均以CO2来表示，总氮量均以NH3表示。 在CO2 -NH3连线以下的区域中的化合物（或混合物）由CO2、NH3和H2O构成，把这类化合物称为亲水化合物。在CO2-NH3连线以上的区域的化合物（或混合物），则是NH3和CO2及负水（脱水）构成的，把它称为憎水化合物。在CO2-NH3连线上的化合物（或混合物）则是只由NH3和CO2构成的。 由此可知，凡在CO2-NH3连线以上区域的组成点，其CO2和NH3的质量分数之和均超过100%。 图中标有温度的组线是等温溶解度曲线，它代表一种盐与液相平衡。该线经过转折后表示与液相呈平衡的是另外一种盐。转折点代表同一温度下两条溶解曲线的交点，因此在该点与液相呈平衡的是两种盐。图中的粗线就是这类转折点的连线，也就是多温图上的两种盐共饱和线。将各条粗线描绘出来就将图2-22分成各个区域。各区中的化合物就代表在该区内与液相呈平衡的盐。右边有一分层区，在该区内，任何等温线上的一个组成点，都分为两个界线分明的液体层，它们的组成分别为该等温线与分层区域界线的两个交点所代表。
一、CO2 -NH3 -H2O体系（Ⅰ）恒温相图 图2-23为20℃时CO2-NH3-H2O体系的恒温相图。图中有四条溶解度曲线：E'E1是NH4HCO3(组成点为C)的溶解度曲线，E1E2是复盐2NH4HCO3?(NH4)2CO3?H2O（组成点为P）的溶解度曲线，E2E3是一水碳酸盐(NH4)2CO3?H2O(组成点为S)的溶解度曲线，E3F'是氨基甲酸铵（组成点为A）的溶解度曲线。因为E'E1和E3 F'两条曲线未能在图上完全表示出来，因此E'和F'分别为两条曲线上的一个点。 1．与四条溶解度曲线对应的四个两相区 面积CE'E1代表NH4HCO3结晶区，面积PE1E2代表P盐结晶区，面积SE2E3代表(NH4)2CO3?H2O盐结晶区，面积AE3F'A代表NH4COONH2结晶区。E1、E2和E3是三个两盐共饱点：E1是C、P两盐共饱点，E2是P、S两盐共饱点，E3是S、A两盐共饱点。 2．与三个两盐共饱点相对应的有三个两盐共同结晶区 三角形E1PC是P、C两盐共晶区，三角形E2SP是S、P两盐共晶区，三角形E3AS是A、S两盐共晶区。饱和曲线E'E1E2E3F'以下是不饱和区。由图2-23可知，四种盐均为不相称盐，因为A、C、P、S各点分别与O点的连线都不与本身溶解度曲线相交。如果用组成为a的氨水进行碳化，则系统点将沿着CO2 - a 连线移动。先生成(NH4)2CO3?H2O结晶，后又转变为2NH4HCO3?(NH4)2 CO3?H2O结晶，继续碳化则变为NH4HCO3结晶。
微油点火装置运行的安全措施
微油点火装置运行的安 全措施 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
微油点火装置运行的安全措施微油点火装置是通过装在一次风管内的小油枪来点燃一次风管浓相煤粉，浓相煤粉着火后，进而在喷燃器出口处点燃其余稀相部分煤粉。使煤粉在炉温较低的情况下能稳定地着火燃烧。从而实现少油点火，节约燃油。 采用微油点火装置点火的燃烧器与普通煤粉燃烧器相比较，其最大特点是煤粉在一次风管（内套筒）内已经着火燃烧。所以，运行中要特别注意燃烧器（内套筒）内和燃烧器出口处的结焦问题。一旦发生结焦，必将影响该燃烧器的一次风射流方向及射流速度，从而影响该燃烧器正常运行。进而影响到整个炉膛燃烧的稳定性和经济性（因为微油点火装置安装在炉膛最下层燃烧器内）。结焦严重时还可能造成一次风管堵塞和锅炉灭火。另外，若燃烧器内结焦而使煤粉气流向外侧偏斜，则会导致火焰冲刷水冷壁造成水冷壁结焦，同样会威胁锅炉的安全运行。所以，微油点火装置运行中预防喷燃器结焦是一个非常重要的问题。 此外，在利用微油点火装置进行冷炉点火时，还应特别注意煤粉燃尽度的问题。因为该阶段炉温低，煤粉燃烧时间短，故燃尽程度差。若未燃尽或未燃烧的煤粉沉积在尾部受热面（特别是空预器）上，极易发生二次燃烧。
为预防微油点火装置运行中发生喷燃器结焦和尾部烟道二次燃烧，特拟订以下措施，确保锅炉安全运行。 1.利用微油点火装置进行冷炉点火前，首先应投入锅炉底部加热，将汽包水温尽量提高。并投入A磨暖风器将A磨出口风温尽量提高（暂定不超120℃）。 2．除AA和AB层二次风保留一定开度外，其余二次风（包括燃尽风）挡板全部关闭。二次风总量≯300kNm3/h。 3．点火过程中应有专人就地通过看火孔进行监视，并加强与集控室的联系。当发现点火不正常时，应及时撤除油枪及煤粉。 4．微油点火装置运行中一次风速原则上保持在23-25m/s，燃烧不稳时可适当降低，但任何情况下均不能低于18m/s。煤粉浓度保持在0.35kg/kg 以上。 5．微油点火装置运行中应强对燃烧器壁温进行监视，发现温度异常升高时应通过增加一次风速和周界风挡板开度来进行调整，确保壁温不超过450℃。
近几年考研之材料科学基础考研真题
2011年 一、解释以下概念与术语（每小题10分，共50分） 1．扩散相变，切变型相变 2．热脆、冷脆 3．交滑移、攀移 4．直线法则、重心法则 5．过冷度、动态过冷度 6.致密度 7.同素异晶，多晶形 8.晶界内吸附 9.固溶强化，弥散强化 11.枝晶偏析 12.莱氏体、低温莱氏体 13.再结晶、二次再结晶 二、简答 1、何谓上坡扩散，用扩散驱动力加以说明。 2、什么是相？从两个方面回答平衡时、非平衡时。 3、用柯氏气团理论解释低碳钢存在的屈服平台现象/应变时效现象。 4、试述形成置换固溶体的条件和影响置换固溶体溶解度的因素。 5、什么是弥散强化？影响弥散强化的因素，用位错观点解释弥散强化实质机制。 6、影响扩散的因素，渗碳为什么在r-Fe中而不在a-Fe进行？ 7、在浓度三角形中，平行于三角形某一边的的直线有什么意义？通过三角形顶点的任意直线有什么意义？ 三、分析 1、（共30分） C相图(二重)。（7分） 1)．默写Fe-Fe 3 2)．分析1.2%C铁碳合金的结晶过程。（8分） 3)．计算1.2%C铁碳合金室温下，平衡组织组成的相对质量和相组成的相对重量。（10分） 4)．绘出1.2%C铁碳合金室温下的平衡组织。（5分）
2、（共20分）如图1所示俩个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，它们的长度x 相同，且具有相同的柏氏矢量，每个位错都可作为弗兰克-瑞德源。 1)假定俩个位错正在扩大，试问俩个位错环相遇时是形成钉扎还是形成一个更大的位错源？为什么？（10分） 2)如果能形成一个更大的位错源，试问使该位错源运动所需的临界切应力应多大？（10分） 图1 3、什么是公切线法则？推导？ 4、从扩散系数D=D exp(-Q/RT) 分析说明影响扩散的因素有哪些？ 5、影响烧结的因素有哪些？具体展开说，6条。 6. 某面心立方滑移系｛111｝，试画出（111）晶面上的【-110】晶向，给出引起滑移的单位柏氏矢量。如果滑移是刃形位错引起的，指出位错方向和位错滑移方向？假定作用在该位错上的的切应力为。。。。，计算单位位错线受力大小。 7.晶界移动遇到气孔时会出现什么现象？应怎么控制？ 8.润湿的热力学本质，类型。氧化铝陶瓷被银润湿的现象，条件
微油点火系统及运行注意事项
微油点火系统及运行注意事项 唐伟民
一、微油点火技术基本原理 1.1微油气化燃烧原理 微油气化燃烧的工作原理是: 先利用一定的油压进行一级简单机械雾化，将燃料油挤压、撕裂、破碎，形成微小油滴，再利用压缩空气的高速射流将燃料油微小油滴二次直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，产生超细油滴后通过高能点火器引燃，同时巧妙地利用燃烧产生的热量对燃油进行加热、扩容，使燃油在极短的时间内蒸发气化。由于燃油是在气化状态下燃烧，可以大大提高燃油火焰温度，并急剧缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰（图1）传播速度快、火焰呈蓝色，中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃一级煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。 1.2微油点火燃烧器工作原理 冷炉微油点火燃烧器的工作原理是：微油气化油枪与高强度油燃烧室配合，燃烧后形成温度很高的油火焰。高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区，当浓相煤粉通过气化燃烧高温火核时，煤粉温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发份，并迅速着火燃烧；已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧（图2），燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。气膜冷却二次风主要用于保护喷口安全，防止结焦烧损及补充后期燃烧所需氧量。 图1 微油气化燃烧火焰状况图2 煤粉燃烧火焰状况
1.3 微油点火的主要技术参数 燃油压力：0.8～2.0MPa； 主油枪出力：20～40kg/h；辅助油枪出力20~100kg/h； 压缩空气压力：0.3～0.6MPa； 压缩空气流量：0.9Nm3/min左右（单支）； 油枪高压风压力：5000Pa左右； 油枪高压风流量：500m3/h左右（单支）； 气化油枪燃烧火焰中心温度：1500～2000℃； 火焰颜色：蓝色透明； 送粉及燃烧系统：一次风风速：20～30m/s； 可点燃煤粉量：2～10t/h； 燃油：0号轻柴油 二、系统设计 根据现场实际情况,将4套微油点火及稳燃燃烧器替换原锅炉下层A磨对应的四只喷燃器，取代原有的等离子燃烧器，作为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用,可满足锅炉启、停或低负荷稳燃的要求。 微油气化直接点煤粉燃烧系统由微油点火系统、煤粉燃烧系统、控制系统三部分组成。 微油点火系统：由微油气化油枪和辅助油枪、高能点火装置、油火检装置、燃 油系统、压缩空气系统、高压助燃风系统等组成。 煤粉燃烧系统：由点火煤粉燃烧器、煤粉浓缩装置、周界风冷却风系统和送粉 系统（原有系统不变）等组成； 控制系统：由DCS系统和就地控制箱、保护系统和运行参数监测等组成，对微油点火系统和燃烧系统进行控制，保证锅炉安全、稳定、可靠运行； 2.1微油点火系统设计 2.1.1气化小油枪 主油枪：由进油管、喷嘴、进气管及高能点火装置组成，油压：0.8～2.0Mpa；出力：20～40kg/h。