基于實踐十號衛(wèi)星微重力煤燃燒實驗系統(tǒng)的設計及優(yōu)化.pdf

1、中國能源結構以煤炭為主，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，學者對煤炭的燃燒過程進行了大量的研究。但是這些研究絕大多數是在地面有重力的情況下進行，地面研究時常常難以排除重力和浮力對燃燒過程的干擾，許多科學參數不能得到準確的測量，從而影響了我們對煤燃燃燒機理深入、準確的認識。有部分煤燃燃燒實驗通過短暫的落塔進行，因其產生微重力時間的限制，實驗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，更好實現節(jié)能減排和減少霧霾。
　　“實踐十號”衛(wèi)星的太空煤燃燒項目為我們提供了研究無重力干擾下煤燃燒過程的途徑，本文也是基于此項目工作，針對上天微重力實驗進行了相關設計工作和研究。
　　首先，本文對國內外進行的微重力下煤燃燒實驗研究進行了概述。在之前學者研究的基礎上，針對“實踐十號”項目對上天微重力實驗系統(tǒng)進行了方案設計

3、、風險分析和設計驗證工作。其次，利用數值模擬對微重力實驗系統(tǒng)的加熱爐保溫性能進行了模擬和設計優(yōu)化，并給出合理建議；通過對加熱爐加熱過程模擬，確定了上天實驗的加熱功率，結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行了模擬，初步研究了煤粉的無重力均勻化過程，為上天實驗現象及均勻化時間的確定提供了依據，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，從而有助于進行良