隨著微型機電裝置的迅速普及,微型燃燒系統(tǒng)的易于攜帶、能量密度高等優(yōu)點逐漸被關注。目前大多數(shù)學者主要研究氫氣、甲烷等氣體燃料,與氣體燃料相比,液體燃料具有易于攜帶,能量密度高等優(yōu)點,而乙醇作為一種可持續(xù)發(fā)展的可再生液體燃料,具有腐蝕性小,能量密度較高,H/C比高等優(yōu)點,而且乙醇是一種氧化燃料,含有近35%的氧,可減少燃燒產(chǎn)生的微粒和氮氧化物排放,是一種前景樂觀的汽油替代燃料。目前對于乙醇的微尺度燃燒這方面的研究很少。本文主要以乙醇為研究對象,圍繞乙醇的氧化動力學特性、催化點火和燃燒特性等方面進行實驗和數(shù)值模擬研究,為乙醇在微型動力系統(tǒng)的應用提供實驗理論基礎和實驗參考數(shù)據(jù)。在內(nèi)徑為4mm的石英管燃燒器中進行了富氧條件下乙醇在Pt/ZSM-5上的催化完全氧化動力學實驗,建立了Power-rate law模型和Langmuir-Hinshelwood模型來表征乙醇的低溫深度氧化反應,獲得了乙醇催化氧化動力學參數(shù),發(fā)現(xiàn)乙醇在催化劑表面的吸附能力比氧氣強。在壁面加熱點火的方式下,研究不同當量比、進口流速等操作條件下對乙醇的著火溫度、穩(wěn)燃溫度、著火位置和峰值反應區(qū)域、轉化率和散熱損失等特性。研究顯示... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池、幾種碳氫（碳氫氧）化合物燃料能量密度的對比

浙江大學碩士學位論文1緒論3圖1.2MIT制作的雙推進劑微型火箭發(fā)動機Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研發(fā)了電極電解硝酸羥胺微型推進器，如圖1.3所示，該推進器分為三層陶瓷片，體積為25.4mm*12.7mm*1mm，燃燒室的體積約為0.82mm3，最大產(chǎn)生約為197mN推力，可以產(chǎn)生3.1mNs的沖量，但是點火過程有延遲。Tang[8]制作出3600g，能夠攜帶600g的丙烷的衛(wèi)星推動器，該推動器以丙烷為燃料，能夠產(chǎn)生50mN的推力，啟動時間小于10ms。圖1.3Yetter制作的電解式微型推進器及性能測試Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型內(nèi)燃機微型內(nèi)燃機主要作用是輸出動量，比如微型燃氣輪機、轉子發(fā)動機、活塞發(fā)動機等。最早的微尺度內(nèi)燃機是由MIT制作的[9]，結構如圖1.4，整個裝置由離心式壓縮機、燃燒室和嵌入式發(fā)電機組成，設計功率為10-50W。

浙江大學碩士學位論文1緒論3圖1.2MIT制作的雙推進劑微型火箭發(fā)動機Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研發(fā)了電極電解硝酸羥胺微型推進器，如圖1.3所示，該推進器分為三層陶瓷片，體積為25.4mm*12.7mm*1mm，燃燒室的體積約為0.82mm3，最大產(chǎn)生約為197mN推力，可以產(chǎn)生3.1mNs的沖量，但是點火過程有延遲。Tang[8]制作出3600g，能夠攜帶600g的丙烷的衛(wèi)星推動器，該推動器以丙烷為燃料，能夠產(chǎn)生50mN的推力，啟動時間小于10ms。圖1.3Yetter制作的電解式微型推進器及性能測試Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型內(nèi)燃機微型內(nèi)燃機主要作用是輸出動量，比如微型燃氣輪機、轉子發(fā)動機、活塞發(fā)動機等。最早的微尺度內(nèi)燃機是由MIT制作的[9]，結構如圖1.4，整個裝置由離心式壓縮機、燃燒室和嵌入式發(fā)電機組成，設計功率為10-50W。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]乙醇在Pt/ZSM-5上催化氧化動力學[J]. 蘇佳樂,周俊虎,張興,趙慶辰,王業(yè)峰,楊衛(wèi)娟.  化工學報. 2018(10)
[2]微小圓管內(nèi)正丁醇催化燃燒及動力學特性[J]. 趙慶辰,周俊虎,王業(yè)峰,龍宇,李欣婷,楊衛(wèi)娟.  浙江大學學報(工學版). 2018(01)
[3]FTH-2催化劑上重芳烴烷基轉移反應動力學研究[J]. 王延軍,于繼侗,曲亞輝,張傑.  工業(yè)催化. 2017(11)
[4]固體酸催化合成丙烯酸異冰片酯動力學[J]. 周夢,孫曉紅,王軍峰,陳秀娜,李學坤,李穩(wěn)宏.  化學反應工程與工藝. 2017(02)
[5]氫氣輔助正丁烷催化著火特性[J]. 于亞薇.  燃燒科學與技術. 2015(04)
[6]高壓反應釜中氫化蒽醌的氧化動力學研究[J]. 馬知遙,方向晨,劉全杰,賈立明.  當代化工. 2015(06)
[7]C1-C4在Pt催化劑上的多相反應機理[J]. 熊鵬飛,鐘北京,楊帆.  物理化學學報. 2011(09)
[8]不同外部風溫對微尺度火焰的影響[J]. 周俊虎,汪洋,楊衛(wèi)娟,劉建忠,王智化,岑可法.  浙江大學學報(工學版). 2011(01)
[9]負載型貴金屬催化劑對乙醇汽油車排放的凈化研究[J]. 朱玲,於俊杰,王學中.  車用發(fā)動機. 2009(02)
[10]乙醇均質壓燃燃燒的化學反應動力學模擬[J]. 劉發(fā)發(fā),谷艷華,彭亞平,李華,郭英男.  吉林大學學報(工學版). 2009(01)

博士論文
[1]微小圓管中碳氫及含氧燃料的催化燃燒和強化機制[D]. 鄧塵.浙江大學 2016

碩士論文
[1]丙烷在燃燒器內(nèi)的催化輔助點火及其燃燒特性研究[D]. 沈揚.浙江大學 2018
[2]微圓管內(nèi)正丁醇催化燃燒特性研究[D]. 趙慶辰.浙江大學 2018
[3]微型圓管中正庚烷/空氣預混催化燃燒特性實驗研究[D]. 黃眺.浙江大學 2017
[4]低濃度甲烷催化燃燒泡沫碳化硅整體式催化劑制備及本征動力學研究[D]. 李默君.北京化工大學 2013



本文編號：3275834