氫氣由于其高可燃性和寬可燃極限近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。其可以作為一種添加組分?jǐn)U展傳統(tǒng)碳?xì)淙剂系呢毴紭O限,實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的燃燒。近些年煤制天然氣、生物質(zhì)合成氣等替代燃料不斷發(fā)展。這些燃料中都含有一定量的氫氣,同時(shí)其燃料組分也不是固定不變的。結(jié)合我國(guó)的能源形勢(shì)以及替代燃料的發(fā)展趨勢(shì),因此,需要發(fā)展燃料靈活性燃?xì)廨啓C(jī),同時(shí)了解氫氣在混合燃料中的作用。通過(guò)將數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,分析了氫氣／天然氣混合燃料旋流貧預(yù)混燃燒特性。首先,利用CHEMKIN計(jì)算了氫氣／天然氣混合燃料的燃燒特性,分析了氫氣對(duì)燃料特性的影響趨勢(shì)以及影響程度；其次,采用數(shù)值計(jì)算的方法計(jì)算了氫含量和值班燃料比例對(duì)冷熱態(tài)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等的影響；最后,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定分析排放和壁面溫度的試驗(yàn)方案。分析了各參數(shù)對(duì)NOx和壁面溫度的影響趨勢(shì)。確定了影響因素的主次以及顯著性因素。采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究的方法分析了空氣入口溫度、空氣入口質(zhì)量流量、當(dāng)量比、值班燃料比例以及氫含量對(duì)熱聲振蕩特性的影響。本文的主要結(jié)論如下：1.氫氣／天然氣混合燃料燃燒特性分析層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葧?huì)隨著氫含量的增加而提高。按照氫含量從低到高的變化,將Sl隨氫含量的變化分... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：102 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 富氫燃料
    1.3 熱聲振蕩
        1.3.1 熱聲振蕩產(chǎn)生機(jī)理
        1.3.2 熱聲振蕩研究進(jìn)展
        1.3.3 燃料組分的變化對(duì)熱聲振蕩特性的影響
    1.4 熱聲振蕩發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)
    1.5 本文關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題
    1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 氫氣/天然氣混合燃料燃燒特性分析
    2.1 層流火焰速度
    2.2 層流火焰厚度和化學(xué)反應(yīng)特征時(shí)間
    2.3 自動(dòng)點(diǎn)火延遲時(shí)間
    2.4 本章小結(jié)
3 氫氣/天然氣混合燃料貧預(yù)混旋流數(shù)值計(jì)算
    3.1 數(shù)值模擬方法和燃燒室模型
        3.1.1 數(shù)值模擬方法
            3.1.1.1 湍流模型
            3.1.1.2 燃燒模型
        3.1.2 模型燃燒室
    3.2 冷態(tài)計(jì)算
        3.2.1 純預(yù)混模式下氫含量的影響
        3.2.2 燃料分配的影響
    3.3 熱態(tài)計(jì)算
        3.3.1 氫含量的影響
            3.3.1.1 氫含量對(duì)流場(chǎng)的影響
            3.3.1.2 氫含量對(duì)溫度場(chǎng)的影響
            3.3.1.3 氫含量對(duì)CO_2以及NO的影響
        3.3.2 燃料分配的影響
            3.3.2.1 燃料分配對(duì)流場(chǎng)的影響
            3.3.2.2 燃料分配對(duì)溫度場(chǎng)的影響
            3.3.2.3 燃料分配對(duì)CO_2和NO的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹
    4.1 燃料系統(tǒng)
    4.2 空氣系統(tǒng)
    4.3 排氣及冷卻系統(tǒng)
    4.4 數(shù)據(jù)采集和測(cè)量系統(tǒng)
    4.5 試驗(yàn)件系統(tǒng)
        4.5.1 模型燃燒室壓力測(cè)點(diǎn)及安裝
        4.5.2 燃燒室溫度測(cè)量點(diǎn)
        4.5.3 冷卻系統(tǒng)連接
    4.6 本章小結(jié)
5 氫氣/天然氣混合燃料燃燒特性的實(shí)驗(yàn)分析
    5.1 數(shù)據(jù)處理方法
        5.1.1 動(dòng)態(tài)壓力的處理
        5.1.2 污染物排放
    5.2 實(shí)驗(yàn)方案
    5.3 正交分析
        5.3.1 NO_x的直觀分析
        5.3.2 NO_x方差分析
        5.3.3 壁面溫度分析
    5.4 熱聲振蕩特性分析
        5.4.1 進(jìn)氣溫度對(duì)熱聲振蕩的影響
        5.4.2 當(dāng)量比的影響
        5.4.3 氫含量的影響
        5.4.4 值班燃料的影響
        5.4.5 空氣質(zhì)量流量的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
        6.1.1 氫氣/甲烷混合燃料燃燒特性分析
        6.1.2 氫氣/甲烷混合燃料的貧預(yù)混燃燒的數(shù)值計(jì)算研究
        6.1.3 氫氣/甲烷混合燃料的貧預(yù)混燃燒的實(shí)驗(yàn)分析
    6.2 創(chuàng)新之處
    6.3 展望
主要符號(hào)說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的文章及所獲獎(jiǎng)項(xiàng)
致謝



本文編號(hào)：3548174