等離子體強(qiáng)化低熱值氣體燃料燃燒技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-30 01:52
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)能源的需求量越來越大,因此有必要提高一次能源的利用率,高爐煉鐵時(shí)產(chǎn)生的大量高爐煤氣能夠解決上述問題。但高爐煤氣是低熱值氣體,點(diǎn)火困難、燃燒穩(wěn)定性差、容易發(fā)生熄火現(xiàn)象。等離子體的點(diǎn)火助燃強(qiáng)化燃燒技術(shù)具有點(diǎn)火延遲時(shí)間短、點(diǎn)火能量高及活化助燃等優(yōu)點(diǎn),能夠提高低熱值氣點(diǎn)火可靠性和燃燒穩(wěn)定性。本文首先在一維反應(yīng)器中分析等離子體助燃條件下的高爐煤氣燃燒過程并簡(jiǎn)化反應(yīng)機(jī)理。再以100kW微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室為研究對(duì)象,根據(jù)燃料燃燒特性運(yùn)用數(shù)值模擬對(duì)燃燒室結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,并研究不同邊界條件下等離子助燃和點(diǎn)火的燃燒室燃燒性能。本文的主要工作內(nèi)容為:(1)借助化學(xué)動(dòng)力學(xué)軟件CHEMKIN中密閉、均勻、完全混合反應(yīng)器模型對(duì)低熱值氣體高爐煤氣進(jìn)行等離子體點(diǎn)火助燃燃燒特性分析,結(jié)果顯示添加活性粒子氧原子后,點(diǎn)火延遲時(shí)間縮短,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程加快;通過敏感性分析簡(jiǎn)化GRI3.0機(jī)理為19步反應(yīng)機(jī)理,并驗(yàn)證了簡(jiǎn)化機(jī)理的可靠性。(2)以100kW微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室為研究對(duì)象,根據(jù)燃料燃燒特性對(duì)燃燒室進(jìn)行結(jié)構(gòu)改型。然后采用數(shù)值模擬的方法對(duì)原型及改進(jìn)后的燃燒室的燃燒流場(chǎng)進(jìn)行了研究,確定燃料進(jìn)口的邊...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高壓脈沖后OH基熒光分布圖
混合氣放電過程中活性基團(tuán)生成速率隨時(shí)間的變化 和 Fridman[18]等對(duì)磁驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)弧非平衡等離發(fā)現(xiàn) NO 在縮短點(diǎn)火延遲期上的作用非常明為燃料,對(duì)低壓條件下等離子體脈沖納秒表明:在放電初始等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì) 原子的離解,并使反應(yīng)溫度有較大程度的提對(duì)加快鏈?zhǔn)椒磻?yīng)起到了關(guān)鍵作用。iy 等[20]研究表明,氣體放電等離子體強(qiáng)化燃種。兩種強(qiáng)化效應(yīng)單獨(dú)或者聯(lián)合作用于燃料作用。同時(shí),SUN 等[21]也對(duì)等離子體強(qiáng)化,并將研究結(jié)果總結(jié)為熱力學(xué)強(qiáng)化、化學(xué)輸]分別進(jìn)行等離子體助燃低溫條件下的甲醚-空驗(yàn)顯示,非平衡等離子體可以有效地促進(jìn)燃
圖 1.3 低熱值氣熄火極限和等離子不同放電功率下火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?)常壓下等離子體助燃作用(H2:CO:N2=1:4:5,6.1MJ/Nm3,化學(xué)當(dāng)量比 0要為溫升效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。OH 基的活性和濃度是主要作用?哲姽こ檀髮W(xué)的何立明等[25-31]結(jié)合我國的研究現(xiàn)狀,基于試驗(yàn)與數(shù)值模擬情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]同熱值不同組分中低熱值燃料燃燒特性的模擬[J]. 孫丹,徐微,辛欣,佟顯義. 沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]等離子體強(qiáng)化燃燒的目前研究進(jìn)展[J]. 何立明,劉興建,趙兵兵,金濤,于錦祿,曾昊. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]我國鋼鐵產(chǎn)量影響因素的計(jì)量分析[J]. 郭剛剛. 經(jīng)貿(mào)實(shí)踐. 2016(08)
[4]傳統(tǒng)燃燒與等離子體助燃的燃燒室數(shù)值仿真[J]. 劉興建,何立明,宋振興,蘇建勇,王景杰,于錦祿. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2015(02)
[5]介質(zhì)阻擋放電等離子體的化學(xué)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)研究[J]. 張鵬,洪延姬,沈雙晏,丁小雨,馬第. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(03)
[6]合成氣微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[J]. 曹常青,付忠廣,盧可. 中國電力. 2014(02)
[7]非平衡等離子體對(duì)甲烷點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑ビ绊懙臋C(jī)理分析[J]. 李勇,沈懷榮. 推進(jìn)技術(shù). 2013(11)
[8]多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)中低熱值燃料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張銳,廖青華. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[9]同熱值不同成分低熱值燃料燃燒特性試驗(yàn)研究[J]. 何敏,馮大強(qiáng),楊靈,吉洪湖. 燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2013(01)
[10]數(shù)值研究低熱值燃料環(huán)管燃燒室燃燒流場(chǎng)[J]. 何敏,蔡文祥,趙堅(jiān)行,吉洪湖. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(02)
博士論文
[1]環(huán)管型燃燒室點(diǎn)火及熄火特性研究[D]. 李雅軍.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]非平衡等離子體助燃低熱值氣體燃料的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡宏斌.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]等離子點(diǎn)火器燃燒流場(chǎng)數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 冀光.哈爾濱工程大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于非平衡等離子體的甲醇燃料燃燒過程模擬研究[D]. 王康.吉林大學(xué) 2016
[2]飛秒激光等離子體助燃CH4/O2/N2燃燒的實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)理分析[D]. 楊鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]雙燃料噴嘴設(shè)計(jì)與燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 楊洪磊.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[4]雙燃料燃燒室燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 賀紅娟.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[5]燃料裂解氣燃燒技術(shù)研究[D]. 李金英.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[6]等離子發(fā)生器化學(xué)反應(yīng)流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 李智明.哈爾濱工程大學(xué) 2003
本文編號(hào):3414886
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高壓脈沖后OH基熒光分布圖
混合氣放電過程中活性基團(tuán)生成速率隨時(shí)間的變化 和 Fridman[18]等對(duì)磁驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)弧非平衡等離發(fā)現(xiàn) NO 在縮短點(diǎn)火延遲期上的作用非常明為燃料,對(duì)低壓條件下等離子體脈沖納秒表明:在放電初始等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì) 原子的離解,并使反應(yīng)溫度有較大程度的提對(duì)加快鏈?zhǔn)椒磻?yīng)起到了關(guān)鍵作用。iy 等[20]研究表明,氣體放電等離子體強(qiáng)化燃種。兩種強(qiáng)化效應(yīng)單獨(dú)或者聯(lián)合作用于燃料作用。同時(shí),SUN 等[21]也對(duì)等離子體強(qiáng)化,并將研究結(jié)果總結(jié)為熱力學(xué)強(qiáng)化、化學(xué)輸]分別進(jìn)行等離子體助燃低溫條件下的甲醚-空驗(yàn)顯示,非平衡等離子體可以有效地促進(jìn)燃
圖 1.3 低熱值氣熄火極限和等離子不同放電功率下火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?)常壓下等離子體助燃作用(H2:CO:N2=1:4:5,6.1MJ/Nm3,化學(xué)當(dāng)量比 0要為溫升效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。OH 基的活性和濃度是主要作用?哲姽こ檀髮W(xué)的何立明等[25-31]結(jié)合我國的研究現(xiàn)狀,基于試驗(yàn)與數(shù)值模擬情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]同熱值不同組分中低熱值燃料燃燒特性的模擬[J]. 孫丹,徐微,辛欣,佟顯義. 沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]等離子體強(qiáng)化燃燒的目前研究進(jìn)展[J]. 何立明,劉興建,趙兵兵,金濤,于錦祿,曾昊. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]我國鋼鐵產(chǎn)量影響因素的計(jì)量分析[J]. 郭剛剛. 經(jīng)貿(mào)實(shí)踐. 2016(08)
[4]傳統(tǒng)燃燒與等離子體助燃的燃燒室數(shù)值仿真[J]. 劉興建,何立明,宋振興,蘇建勇,王景杰,于錦祿. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2015(02)
[5]介質(zhì)阻擋放電等離子體的化學(xué)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)研究[J]. 張鵬,洪延姬,沈雙晏,丁小雨,馬第. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(03)
[6]合成氣微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[J]. 曹常青,付忠廣,盧可. 中國電力. 2014(02)
[7]非平衡等離子體對(duì)甲烷點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑ビ绊懙臋C(jī)理分析[J]. 李勇,沈懷榮. 推進(jìn)技術(shù). 2013(11)
[8]多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)中低熱值燃料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張銳,廖青華. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[9]同熱值不同成分低熱值燃料燃燒特性試驗(yàn)研究[J]. 何敏,馮大強(qiáng),楊靈,吉洪湖. 燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2013(01)
[10]數(shù)值研究低熱值燃料環(huán)管燃燒室燃燒流場(chǎng)[J]. 何敏,蔡文祥,趙堅(jiān)行,吉洪湖. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(02)
博士論文
[1]環(huán)管型燃燒室點(diǎn)火及熄火特性研究[D]. 李雅軍.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]非平衡等離子體助燃低熱值氣體燃料的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡宏斌.中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2011
[3]等離子點(diǎn)火器燃燒流場(chǎng)數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 冀光.哈爾濱工程大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于非平衡等離子體的甲醇燃料燃燒過程模擬研究[D]. 王康.吉林大學(xué) 2016
[2]飛秒激光等離子體助燃CH4/O2/N2燃燒的實(shí)驗(yàn)研究和機(jī)理分析[D]. 楊鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]雙燃料噴嘴設(shè)計(jì)與燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 楊洪磊.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[4]雙燃料燃燒室燃燒流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 賀紅娟.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[5]燃料裂解氣燃燒技術(shù)研究[D]. 李金英.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[6]等離子發(fā)生器化學(xué)反應(yīng)流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 李智明.哈爾濱工程大學(xué) 2003
本文編號(hào):3414886
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