基于實(shí)踐十號(hào)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(guó)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(duì)我國(guó)的節(jié)能減排工作具有十分重要的意義。長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)者對(duì)煤炭的燃燒過(guò)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(shí)常常難以排除重力和浮力對(duì)燃燒過(guò)程的干擾，許多科學(xué)參數(shù)不能得到準(zhǔn)確的測(cè)量，從而影響了我們對(duì)煤燃燃燒機(jī)理深入、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。有部分煤燃燃燒實(shí)驗(yàn)通過(guò)短暫的落塔進(jìn)行，因其產(chǎn)生微重力時(shí)間的限制，實(shí)驗(yàn)樣品種類(lèi)和燃燒時(shí)間受到限制。無(wú)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(tái)，有助于深入理解煤燃燒過(guò)程，提高我國(guó)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(hào)”衛(wèi)星的太空煤燃燒項(xiàng)目為我們提供了研究無(wú)重力干擾下煤燃燒過(guò)程的途徑，本文也是基于此項(xiàng)目工作，針對(duì)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(duì)國(guó)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(duì)“實(shí)踐十號(hào)”項(xiàng)目對(duì)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(xiǎn)分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作。其次，利用數(shù)值模擬對(duì)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(guò)對(duì)加熱爐加熱過(guò)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(shí)間，同時(shí)降低總能耗；對(duì)無(wú)重力下的煤粉均勻化過(guò)程進(jìn)行了模擬，初步研究了煤粉的無(wú)重力均勻化過(guò)程，為上天實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及均勻化時(shí)間的確定提供了依據(jù)，模擬表明20分鐘左右的均勻化時(shí)間有助于得到良好的煤粉顆粒群，從而有助于進(jìn)行良