生物质材料热解失重动力学及其分析方法研究

摘要

生物质的燃烧是火灾安全科学领域的重要研究课题.而热解失重过程,则为引发生物质的着火以及维持随后的火蔓延过程提供必要的挥发性燃料.该文以生物质材料的热解反应失重动力学过程为研究对象,通过对其行为和规律的研究,旨在建立具有一定普遍性和精确性的适用于模拟生物质材料全局热解失重行为的动力学模型,为着火和火蔓延过程的模拟提供可靠的化学动力学;同时在现有方法的基础上发展新的适用于生物质材料的热解失重动力学分析方法,为发展材料的热解失重动力学模型提供更好的手段.该文提出了评价最佳模型的标准,认为所谓最优模型应该满足三个要求:(1)它在用于热解失重过程的方面应该足够精确(精确性);(2)它能够普遍地应用于某一类热解失重过程的模拟(普遍性);(3)相对于其它模型来说,它具有最佳性质(最优性).基于这个标准,该文证明了

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致谢

符号表

图例目录

第一章引言

参考文献

第二章空气气氛下生物质材料非等温热解失重动力学模拟

§2.1引言

§2.2空气气氛下生物质热解实验及失重曲线的特征

§2.3热解失重动力学模型的建立

§2.3.1失重动力学模型的基本方程

§2.3.2本文热解失重动力学模型建立的基本思想

§2.3.3普遍适用于树干和树叶试样的热解失重动力学模型的建立

§2.3.4本文发展的热解失重动力学模型的优点

§2.4双组分分阶段一级反应失重动力学模型的检验

§2.5结论

参考文献

第三章氮气气氛下生物质材料非等温热解失重动力学模拟

§3.1引言

§3.2氮气气氛下林木热解实验及失重曲线的特征

§3.3氮气气氛下双组分分阶段一级反应热解失重动力学模型的适用性

§3.3.1失重动力学模型的基本方程

§3.3.2热解失重动力学模型建立的基本思想

§3.3.3氮气气氛下双组分分阶段一级反应模型的适用性

§3.3.4氮气气氛下双组分分阶段一级反应模型的检验

§3.4氮气气氛下适用于树干和树叶试样的双重分阶段热解失重动力学模型

§3.4.1氮气气氛下双重分阶段热解失重动力学模型的建立

§3.4.2二级反应双重分阶段热解失重动力学模型的检验

§3.5结论

参考文献

第四章Freeman-Carroll热解失重动力学分析方法不稳定性的理论证明及其改进

§4.1引言

§4.2 Freeman-Carroll方法不稳定性的理论分析

§4.3改进型动力学分析方法

§4.4新的动力学分析方法的验证

§4.4.1关于DTG曲线的计算问题

§4.4.2新的动力学分析方法的验证

§4.5结仑

参考文献

第五章生物质材料热解失重动力学参数的补偿效应(KCE)

§5.1引言

§5.2生物质材料试样的不同引起的KCE

§5.3动力学模型的不同引起的KCE

§5.4用lnA～E图线判定KCE关系是否存在的可靠性

§5.5结论

参考文献

第六章本文结论及进一步工作展望

§6.1本文结论

§6.2本文的主要创新点

§6.3进一步工作展望

附录攻读博士学位期间完成论文目录