微尺度燃燒器為我國汽車、機電、航空和軍事等領(lǐng)域的微動力機電系統(tǒng)的發(fā)展提供了先決條件,其具有高能量密度和長壽命的特點。微尺度燃燒特性的研究作為微燃燒器高效、穩(wěn)定持續(xù)燃燒的研究基礎(chǔ)。近年來,研究學(xué)者對微尺度燃燒方向做了大量研究,尤其是甲烷的微尺度催化燃燒,但是至今還有許多科學(xué)和技術(shù)難題需要去解決。本文研究主要圍繞微尺度燃燒器內(nèi)甲烷/空氣預(yù)混燃燒特性和穩(wěn)燃特性展開的,主要對甲烷的催化燃燒進行了數(shù)值模擬。首先回顧了微尺度燃燒的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析和總結(jié)了開展微尺度燃燒研究所需要面臨的問題,同時提出并確定本文主要的研究方向。比較系統(tǒng)地研究了壁面反應(yīng)、流動速度、壁面參數(shù)以及幾何參數(shù)等因素對甲烷催化反應(yīng)過程的影響,對直通道燃燒器提出了“回?zé)岢式Y(jié)構(gòu)”的改進方案,并采用三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬進行研究。通過選擇合適的燃燒器幾何形狀、壁面材料、初始條件和較好地控制散熱損失來實現(xiàn)甲烷穩(wěn)定燃燒,對進一步設(shè)計和優(yōu)化微尺度燃燒提供一定理論依據(jù)和參考價值。首先,對常規(guī)微燃燒器和回?zé)峤Y(jié)構(gòu)微燃燒器中的甲烷催化燃燒進行了數(shù)值模擬,比較系統(tǒng)地研究了相關(guān)因素對催化過程的影響,得出:回?zé)峤Y(jié)構(gòu)有利于甲烷催化燃燒,且有效地將燃燒釋放的熱... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要符號表
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 回?zé)岢嗜紵鞯难芯楷F(xiàn)狀
        1.2.2 燃燒器壁面屬性的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 燃燒器結(jié)構(gòu)屬性的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 甲烷催化燃燒研究中存在的主要問題
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 物理、數(shù)學(xué)模型及計算方法
    2.1 模型的建立
        2.1.1 物理模型
        2.1.2 數(shù)學(xué)模型
    2.2 催化反應(yīng)機理及計算方法
        2.2.1 催化反應(yīng)機理
        2.2.2 計算方法
    2.3 數(shù)值計算驗證
        2.3.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.3.2 數(shù)值方法可行性分析
    2.4 本章小結(jié)
3 常規(guī)平板燃燒器與回?zé)岢嗜紵鲀?nèi)甲烷催化穩(wěn)燃特性的對比數(shù)值研究
    3.1 進氣速度的影響
    3.2 進氣溫度的影響
    3.3 當(dāng)量比的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 回?zé)岢嗜紵鲀?nèi)壁面參數(shù)對甲烷催化燃燒特性的影響
    4.1 壁面材料的影響
        4.1.1 壁面材料對穩(wěn)燃極限的影響
        4.1.2 壁面材料對溫度的影響
        4.1.3 壁面材料對自由基的影響
    4.2 壁面對流換熱系數(shù)的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 回?zé)岢嗜紵鲀?nèi)幾何參數(shù)對甲烷催化燃燒特性的影響
    5.1 隔板長度的影響
    5.2 隔板與水平方向上夾角的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 后續(xù)研究工作的展望
致謝
參考文獻
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]傳熱對微型發(fā)動機預(yù)混催化燃燒特性影響的研究[J]. 陳俊杰,閆龍飛,宋穩(wěn)亞,劉志超.  推進技術(shù). 2014(10)
[2]微小型凹腔燃燒器內(nèi)甲烷/空氣預(yù)混火焰特性[J]. 萬建龍,劉毅,范愛武,皮博明,杜一慶.  化工學(xué)報. 2014(09)
[3]阻塞比對微型鈍體燃燒器吹熄極限的影響[J]. 萬建龍,劉毅,范愛武,皮博明.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)
[4]Effects of synthesis methods on the performance of Pt + Rh/Ce0.6Zr0.4O2 three-way catalysts[J]. Zongcheng Zhan,Liyun Song,Xiaojun Liu,Jiao Jiao,Jinzhou Li,Hong He.  Journal of Environmental Sciences. 2014(03)
[5]瑞士卷燃燒器中火焰位置影響因素的研究[J]. 李艷霞,劉中良,宮小龍,桑麗霞.  工程熱物理學(xué)報. 2013(12)
[6]微型縮放噴管中氫氣/空氣預(yù)混燃燒實驗研究[J]. 鄧塵,楊衛(wèi)娟,王威,周俊虎,劉建忠,岑可法.  中國電機工程學(xué)報. 2014(02)
[7]固體材料對微型鈍體燃燒器吹熄極限的影響[J]. 萬建龍,范愛武,劉毅,皮博明,姚洪.  化工學(xué)報. 2014(03)
[8]等溫壁面條件壁面反應(yīng)對微小通道內(nèi)H2/空氣預(yù)混火焰的影響[J]. 馮耀勛,楊浩林,趙黛青.  中國電機工程學(xué)報. 2013(23)
[9]燃燒室結(jié)構(gòu)對微燃燒器內(nèi)甲烷燃燒的影響[J]. 劉偉,陳琪.  小型內(nèi)燃機與摩托車. 2013(02)
[10]微型凹腔燃燒器內(nèi)氫氣/空氣的預(yù)混燃燒特性[J]. 萬建龍,程哲,范愛武,劉偉.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)

博士論文
[1]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

碩士論文
[1]多孔介質(zhì)回?zé)嵛⑿∪紵魅紵匦匝芯縖D]. 張凱.鄭州大學(xué) 2012



本文編號：3459271