工業(yè)上存在著大量0.1-5%濃度范圍內(nèi)的低濃度瓦斯，這些低濃度的瓦斯由于可燃成分稀薄，難以被常規(guī)燃燒技術(shù)所利用，通常被直接排空。將瓦斯直接排放到大氣中，一方面造成了有限的不可再生資源的巨大浪費(fèi)；另一方面由于甲烷的強(qiáng)烈溫室效應(yīng)以及對(duì)大氣臭氧層的破壞，加劇了大氣污染。因此，合理利用低濃度瓦斯具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。低濃度瓦斯燃燒的化學(xué)動(dòng)力學(xué)及穩(wěn)定性是低濃度瓦斯利用的兩個(gè)核心問題，本文圍繞這兩方面問題進(jìn)行研究，主要工作和結(jié)論如下：首先，基于激波理論以及甲烷燃燒機(jī)理GRI3.0，對(duì)激波誘導(dǎo)低濃度瓦斯燃燒進(jìn)行了理論分析，并在此基礎(chǔ)上采用大型燃燒軟件Chemkin對(duì)激波誘導(dǎo)下煤礦低濃度瓦斯的點(diǎn)火延遲時(shí)間進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過基元反應(yīng)敏感性分析、自由基的峰值分布以及CH₃峰值時(shí)刻與溫度梯度最大值時(shí)刻的吻合性三方面進(jìn)行分析，定義了CH₃峰值出現(xiàn)時(shí)刻為超低濃度瓦斯點(diǎn)火延遲時(shí)間。并研究了激波速度、瓦斯?jié)舛�、初始溫度、初始�(jí)毫?duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響。研究結(jié)果表明增加激波速度、瓦斯初始溫度、初始?jí)毫?huì)導(dǎo)致點(diǎn)火延遲時(shí)間縮短，而瓦斯的濃度變化對(duì)其點(diǎn)火延遲時(shí)間影響較小。其次，... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源、瓦斯排放與安全
        1.1.2 低濃度瓦斯利用技術(shù)
    1.2 低濃度瓦斯燃燒技術(shù)概述
        1.2.1 激波技術(shù)與甲烷燃燒機(jī)理
        1.2.2 甲烷/空氣燃燒的穩(wěn)定性
        1.2.3 瑞士卷燃燒器
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容、研究方法和技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術(shù)路線
2 低濃度瓦斯燃燒的化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究
    2.1 引言
    2.2 激波模型與甲烷燃燒機(jī)理
        2.2.1 激波突躍關(guān)系
        2.2.2 激波耦合燃燒
        2.2.3 甲烷燃燒機(jī)理
    2.3 求解方法與求解過程
        2.3.1 Chemkin 簡(jiǎn)介
        2.3.2 Tecplot 簡(jiǎn)介
        2.3.3 求解過程
    2.4 點(diǎn)火延遲時(shí)間的確定
        2.4.1 自由基的濃度
        2.4.2 敏感性分析
    2.5 低濃度瓦斯點(diǎn)火延遲時(shí)間的數(shù)值模擬
        2.5.1 物理模型
        2.5.2 瓦斯?jié)舛葘?duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
        2.5.3 入射激波速度對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
        2.5.4 初始溫度對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
        2.5.5 初始?jí)毫?duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
    2.6 小結(jié)
3 低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的數(shù)值模擬
    3.1 回火、火焰推舉和熄火
    3.2 低濃度瓦斯燃燒反應(yīng)器模型
        3.2.1 全混流反應(yīng)器
        3.2.2 柱塞流反應(yīng)器
    3.3 低濃度瓦斯在全混流反應(yīng)器中燃燒的穩(wěn)定性模擬
        3.3.1 駐留時(shí)間對(duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.3.2 瓦斯?jié)舛葘?duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.3.3 預(yù)熱溫度對(duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.3.4 熱損失對(duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
    3.4 低濃度瓦斯在柱塞流反應(yīng)器中燃燒穩(wěn)定性模擬
        3.4.1 瓦斯流量對(duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.4.2 瓦斯?jié)舛葘?duì)燃燒室穩(wěn)定燃燒長(zhǎng)度的影響
        3.4.3 熱損失對(duì)燃燒室穩(wěn)定燃燒長(zhǎng)度的影響
    3.5 小結(jié)
4 低濃度瓦斯燃燒的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
    4.1 引言
    4.2 瑞士卷燃燒器設(shè)計(jì)
        4.2.1 超焓燃燒理論
        4.2.2 內(nèi)置多孔介質(zhì)的瑞士卷燃燒器設(shè)計(jì)
    4.3 燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
        4.3.1 燃料與氧化劑流量的精確供給系統(tǒng)
        4.3.2 測(cè)試儀器及設(shè)備
        4.3.3 計(jì)算機(jī)集成顯示記錄系統(tǒng)
    4.4 點(diǎn)火啟動(dòng)設(shè)計(jì)
        4.4.1 點(diǎn)火啟動(dòng)方案分析
        4.4.2 點(diǎn)火啟動(dòng)過程
    4.5 低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 流量對(duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        4.5.2 瓦斯?jié)舛葘?duì)低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        4.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比分析
    4.6 小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]內(nèi)置多孔介質(zhì)Swiss-roll燃燒器的點(diǎn)火啟動(dòng)和熱能利用研究[D]. 何賢釗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]外置瑞士卷多孔介質(zhì)燃燒器特性研究[D]. 馬培勇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]用于煤礦通風(fēng)甲烷的Swiss-roll燃燒器特性研究[D]. 扈鵬飛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]基于激波管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的甲烷燃燒化學(xué)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究[D]. 王高峰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高壓瓦斯泄放自燃實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙萬里.河南理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2992947