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；另一方面由于甲烷的強烈溫室效應以及對大氣臭氧層的破壞，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動力學及穩(wěn)定性是低濃度瓦斯利用的兩個核心問題，本文圍繞這兩方面問題進行研究，主要工作和結論如下：首先，基于激波理論以及甲烷燃燒機理GRI3.0，對激波誘導低濃度瓦斯燃燒進行了理論分析，并在此基礎上采用大型燃燒軟件Chemkin對激波誘導下煤礦低濃度瓦斯的點火延遲時間進行了數(shù)值模擬。通過基元反應敏感性分析、自由基的峰值分布以及CH₃峰值時刻與溫度梯度最大值時刻的吻合性三方面進行分析，定義了CH₃峰值出現(xiàn)時刻為超低濃度瓦斯點火延遲時間。并研究了激波速度、瓦斯?jié)舛�、初始溫度、初始壓力對點火延遲時間的影響。研究結果表明增加激波速度、瓦斯初始溫度、初始壓力會導致點火延遲時間縮短，而瓦斯的濃度變化對其點火延遲時間影響較小。其次，... 

【文章來源】：河南理工大學河南省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：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
    1.2 低濃度瓦斯燃燒技術概述
        1.2.1 激波技術與甲烷燃燒機理
        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 本文的研究內(nèi)容、研究方法和技術路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術路線
2 低濃度瓦斯燃燒的化學動力學研究
    2.1 引言
    2.2 激波模型與甲烷燃燒機理
        2.2.1 激波突躍關系
        2.2.2 激波耦合燃燒
        2.2.3 甲烷燃燒機理
    2.3 求解方法與求解過程
        2.3.1 Chemkin 簡介
        2.3.2 Tecplot 簡介
        2.3.3 求解過程
    2.4 點火延遲時間的確定
        2.4.1 自由基的濃度
        2.4.2 敏感性分析
    2.5 低濃度瓦斯點火延遲時間的數(shù)值模擬
        2.5.1 物理模型
        2.5.2 瓦斯?jié)舛葘c火延遲時間的影響
        2.5.3 入射激波速度對點火延遲時間的影響
        2.5.4 初始溫度對點火延遲時間的影響
        2.5.5 初始壓力對點火延遲時間的影響
    2.6 小結
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器模型
        3.2.1 全混流反應器
        3.2.2 柱塞流反應器
    3.3 低濃度瓦斯在全混流反應器中燃燒的穩(wěn)定性模擬
        3.3.1 駐留時間對低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.3.2 瓦斯?jié)舛葘Φ蜐舛韧咚谷紵�(wěn)定性的影響
        3.3.3 預熱溫度對低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.3.4 熱損失對低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
    3.4 低濃度瓦斯在柱塞流反應器中燃燒穩(wěn)定性模擬
        3.4.1 瓦斯流量對低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        3.4.2 瓦斯?jié)舛葘θ紵曳�(wěn)定燃燒長度的影響
        3.4.3 熱損失對燃燒室穩(wěn)定燃燒長度的影響
    3.5 小結
4 低濃度瓦斯燃燒的穩(wěn)定性實驗
    4.1 引言
    4.2 瑞士卷燃燒器設計
        4.2.1 超焓燃燒理論
        4.2.2 內(nèi)置多孔介質的瑞士卷燃燒器設計
    4.3 燃燒實驗平臺設計
        4.3.1 燃料與氧化劑流量的精確供給系統(tǒng)
        4.3.2 測試儀器及設備
        4.3.3 計算機集成顯示記錄系統(tǒng)
    4.4 點火啟動設計
        4.4.1 點火啟動方案分析
        4.4.2 點火啟動過程
    4.5 低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性實驗
        4.5.1 流量對低濃度瓦斯燃燒穩(wěn)定性的影響
        4.5.2 瓦斯?jié)舛葘Φ蜐舛韧咚谷紵�(wěn)定性的影響
        4.5.3 實驗結果與模擬結果對比分析
    4.6 小結
5 總結和展望
    5.1 本文工作總結
    5.2 論文創(chuàng)新點
    5.3 下一步工作展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]內(nèi)置多孔介質Swiss-roll燃燒器的點火啟動和熱能利用研究[D]. 何賢釗.中國科學技術大學 2010
[2]外置瑞士卷多孔介質燃燒器特性研究[D]. 馬培勇.中國科學技術大學 2010
[3]用于煤礦通風甲烷的Swiss-roll燃燒器特性研究[D]. 扈鵬飛.中國科學技術大學 2009
[4]基于激波管實驗平臺的甲烷燃燒化學動力學機理研究[D]. 王高峰.中國科學技術大學 2008

碩士論文
[1]高壓瓦斯泄放自燃實驗研究[D]. 趙萬里.河南理工大學 2011



本文編號：2992947