物理学 > 应用物理
[提交于 2025年9月28日
]
标题: 不同氧化环境中的单个硅颗粒燃烧行为
标题: Combustion Behaviour of Single Silicon Particles in Different Oxidizing Environments
摘要: 尽管硅的丰富性和高能量密度,它作为无碳燃料仍研究不足,关于其燃烧特性的数据有限。在本工作中,使用静电悬浮器和激光点火研究了硅颗粒的燃烧行为。在常压下研究了五种氧化环境:空气、纯氧以及含有40%氧气(摩尔分数)并用氮气、氦气或氩气稀释的混合气体。通过三色测温法测量的燃烧液滴峰值温度,从空气到纯氧增加了337 K。在40%O2-60%He混合气体中的硅液滴峰值温度低于在40%O2-60%Ar混合气体中的峰值温度,这与热力学预测相矛盾,这是由于氦气稀释混合物的Lewis数较高。尽管氦气稀释混合物中的氧气扩散率更高,但观察到的燃烧速率较低,这归因于较低的燃烧温度。高速彩色摄像机观测显示,在每次燃烧过程中,颗粒直径的平方随时间减少,并且在所有氧化环境中都遵循强线性关系(R2 > 0.99)。然而,燃烧寿命与初始颗粒直径的n次方成正比,n的范围从1.69到1.82。这种与预期n = 2的偏差似乎是由于不可避免的测量不确定性以及颗粒尺寸范围有限,而不是燃烧物理差异所致。燃烧过程中硅液滴尺寸的减少归因于气态SiO作为中间燃烧产物的形成。使用紫外相机观察到了SiO物种,显示出从颗粒表面的紫外强度衰减。高速成像和LED吸收信号表明,最终的凝聚产物SiO2纳米颗粒不可见,表明它们具有非常低的发射率。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.