本文關(guān)鍵詞：傳熱對(duì)脈動(dòng)燃燒穩(wěn)定性影響的研究　出處：《天津科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：微燃燒器是微型動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件,但現(xiàn)有微燃燒器都是基于連續(xù)燃燒的方式工作,在微尺度效應(yīng)的作用下,燃燒器內(nèi)易出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、燃燒不完全、燃燒效率和熱效率低、污染物排放濃度高等問(wèn)題。脈動(dòng)燃燒具有燃燒效率高、燃燒強(qiáng)度大、熱效率高、污染物排放低等優(yōu)點(diǎn),或可克服現(xiàn)有微燃燒技術(shù)難題。課題組提出了一種微脈動(dòng)燃燒技術(shù)的概念,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證微脈動(dòng)燃燒的可行性�；诖吮疚膶�(duì)微小管徑的Rijke型脈動(dòng)燃燒器在不同的換熱條件下運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)不同工況下運(yùn)行頻率、穩(wěn)定性、信噪比以及傳熱特性的分析,得到了如下研究結(jié)果：1. Rijke型脈動(dòng)燃燒器中產(chǎn)生脈動(dòng)燃燒需要滿足以下幾個(gè)條件：燃燒位置位于管子下半部的某個(gè)區(qū)域,管內(nèi)需要達(dá)到一定的氣體流速,燃燒放熱必須達(dá)到一定強(qiáng)度。2.脈動(dòng)燃燒器運(yùn)行過(guò)程中存在頻率跳變現(xiàn)象,并且尾管外的換熱增強(qiáng)會(huì)豐富燃燒器內(nèi)的頻率含量。按照頻率特性,其運(yùn)行工況可分為四個(gè)區(qū)域：低頻區(qū)、高頻區(qū)、高次諧波區(qū)和湍動(dòng)區(qū),石英管脈動(dòng)燃燒器在湍動(dòng)區(qū)易出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象,而不銹鋼管脈動(dòng)燃燒器沒(méi)有出現(xiàn)類似的現(xiàn)象。3.繪制了不同管徑不同燒嘴高度不同換熱條件下的脈動(dòng)燃燒運(yùn)行穩(wěn)定性圖。發(fā)現(xiàn)管徑越小,燃燒位置越低,燃燒器內(nèi)能夠產(chǎn)生脈動(dòng)的氣體流量范圍越大,運(yùn)行也越穩(wěn)定。隨著Rijke管外換熱的增強(qiáng),燃燒器內(nèi)起振所需的最小丙烷流量增加,頻率跳變時(shí)的丙烷流量增加,脈動(dòng)停止時(shí)的丙烷最大流量也有所增加,燃燒器的穩(wěn)定性更好。4.對(duì)信噪比的研究發(fā)現(xiàn),信噪比并不是隨著丙烷流量(功率)的增大而簡(jiǎn)單的增大,而是隨著丙烷流量的增大先增大后減小,在中間某個(gè)丙烷流量下達(dá)到最大值,出現(xiàn)了熱源功率“飽和”現(xiàn)象。并且隨著Rijke管外換熱的增強(qiáng),燒嘴位置的升高,信噪比是逐漸降低的。5.在燃燒器的換熱效率研究方面,換熱效率與脈動(dòng)頻率、振動(dòng)強(qiáng)度是成正比的,空氣流量和丙烷流量的增大,會(huì)減弱頻率和振動(dòng)強(qiáng)度減小對(duì)熱效率的負(fù)面影響。
[Abstract]:Micro combustor is the core component of micro power system, but the existing micro burner are continuous combustion based on the way, in the micro scale effect, burner prone to instability, incomplete combustion, combustion efficiency and thermal efficiency, low pollutant emission concentration is high. Pulsating combustion has the advantages of high combustion efficiency, high burning intensity, high thermal efficiency and low emission of pollutants, and can overcome the existing micro combustion technology problems. A concept of micro pulsating combustion technology is proposed by the project team, and the feasibility of micro pulsating combustion is verified by experiments. In this paper, the Rijke type pulsating combustor for small diameter operation stability in heat exchanger under different conditions has been studied based on the analysis, through the frequency, stability, noise and heat transfer characteristics of different conditions, the results were shown as follows: pulse combustion need to meet the following conditions to produce 1. Rijke type pulse combustor a regional position is located in the lower part of the combustion tube, pipe to gas flow rate of combustion must reach a certain strength. The frequency hopping phenomenon exists during the operation of 2. pulsating burners, and the increase of heat transfer outside the tail tube will enrich the frequency content in the burner. According to the frequency characteristics, the operation conditions can be divided into four parts: low frequency area, high frequency region, high harmonic area and turbulent area. The quartz tube pulsating combustor is prone to extinguish in turbulent area, while the stainless steel tube pulsating burner has no similar phenomenon. 3. the stability diagram of pulsating combustion in different heat transfer conditions of different nozzle height and different burner height was drawn. It is found that the smaller the diameter of the tube and the lower the combustion position, the larger the flow range of the pulsating gas in the burner, the more stable the operation is. With the increase of heat transfer outside the Rijke tube, the minimum propane discharge required in the burner increases, the propane flow rate increases during the frequency jump, and the maximum propane flow rate increases when the pulsation stops, and the stability of the burner is better. 4., the study of SNR shows that SNR does not increase simply with the increase of propane flow rate (power), but increases with the increase of propane flow, and then reaches the maximum value at a propane flow in the middle, which results in the phenomenon of "saturation" of heat source power. The signal to noise ratio is gradually reduced with the increase of the heat transfer outside the Rijke tube and the increase of the burner position. 5., in terms of the research of the heat transfer efficiency of the burner, the heat transfer efficiency is directly proportional to the pulsating frequency and the vibration intensity. The increase of air flow rate and propane flow will weaken the negative effect of frequency and vibration intensity on the thermal efficiency.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK16

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本文編號(hào)：1346849