在可持續(xù)、可靠和經(jīng)濟高效的能源發(fā)展建設中,氫氣以其優(yōu)越的特性在眾多可再生清潔能源中脫穎而出。2020年我國國家發(fā)展改革委、司法部印發(fā)《關(guān)于加快建立綠色生產(chǎn)和消費法規(guī)政策體系的意見》的通知中明確提出,將研究制定氫能等新能源發(fā)展的標準規(guī)范和支持政策。目前學者認為將氫氣混合到現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)中是增加可再生能源系統(tǒng)產(chǎn)量的一種手段。美國國家可再生能源實驗室提出混合20%以內(nèi)（體積分數(shù)）的氫氣到現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)中以存儲和輸運氫氣,既不會增加終端用戶設備的使用風險,又不會危害現(xiàn)有管道的完整性和耐久性。本人參與的國家重點研發(fā)計劃政府間科技創(chuàng)新重點專項（科技部）“氫能利用中安全泄爆研究項目（編號:2016YFE0113400）”,對氫氣與甲烷混合后的安全問題也開展了研究。本文通過對國內(nèi)外摻氫甲烷火的文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外對摻氫甲烷火的研究主要集中在富氫甲烷火的火焰長度、溫度、火焰穩(wěn)定性和污染物排放等方面,而對于摻混不超過20%氫氣時氫氣體積濃度對氫氣-甲烷火災特征參數(shù)的模擬和實驗研究均較少。其中對混合氣體燃燒的模擬研究也需要不斷地研究和改進。因此,為了探究摻混低濃度氫氣對摻氫甲烷火燃燒特性的影響,本文通過實... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 摻氫甲烷火研究現(xiàn)狀
        1.2.2 火焰燃燒模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 FireFOAM研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標及內(nèi)容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 章節(jié)安排
第2章 實驗裝置和測試方法
    2.1 引言
    2.2 實驗裝置介紹
        2.2.1 實驗裝置系統(tǒng)
        2.2.2 燃燒器
        2.2.3 流量計
    2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.3.1 圖像采集系統(tǒng)
        2.3.2 溫度測量系統(tǒng)
        2.3.3 輻射測量系統(tǒng)
    2.4 實驗測試方法
第3章 數(shù)值模型與驗證
    3.1 引言
    3.2 計算模型
        3.2.1 FireFOAM求解器
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 改進的EDC燃燒模型
        3.2.4 PaSR煙顆粒生成模型
        3.2.5 輻射模型
    3.3 數(shù)值計算方法
    3.4 邊界條件和初始條件
    3.5 模型驗證
        3.5.1 模擬工況設置
        3.5.2 網(wǎng)格無關(guān)性分析
        3.5.3 火焰高度
        3.5.4 火焰中心線溫度和速度
第4章 摻氫甲烷池火行為及傳熱規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 氫氣體積濃度對摻氫甲烷池火行為的影響
        4.2.1 工況設置
        4.2.2 火焰形態(tài)
        4.2.3 火焰高度
        4.2.4 火焰中心線溫度和速度
        4.2.5 火焰輻射
        4.2.6 煙顆粒體積分數(shù)
        4.2.7 小結(jié)
    4.3 燃燒器尺寸對摻氫甲烷池火行為的影響
        4.3.1 工況設置
        4.3.2 火焰形態(tài)
        4.3.3 火焰高度
        4.3.4 火焰中心線溫度
        4.3.5 火焰表面發(fā)射功率
        4.3.6 煙顆粒體積分數(shù)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 欠膨脹摻氫甲烷噴射火行為及傳熱規(guī)律研究
    5.1 引言
    5.2 Birch模型
    5.3 工況設置
    5.4 火焰形態(tài)
    5.5 火焰高度
    5.6 火焰中心線溫度
    5.7 輻射分數(shù)
    5.8 煙顆粒體積分數(shù)
    5.9 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究創(chuàng)新點
    6.3 研究工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]貧預混火焰動力學及穩(wěn)定性分析[J]. 王博涵,孫瀟峰,姜磊,胡宏斌,聶超群.  燃氣輪機技術(shù). 2019(03)
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[3]微型動力裝置內(nèi)摻氫甲烷燃燒特性[J]. 禹莉莉,王謙,黃蓉,趙巖,柏金.  河南科技大學學報(自然科學版). 2019(01)
[4]丙烷/氫氣混合燃燒的火焰特征與輻射特性試驗研究[J]. 馬哲,何其澤,楊昀.  消防科學與技術(shù). 2017(09)
[5]摻氫天然氣管道輸送安全技術(shù)[J]. 趙永志,張鑫,鄭津洋,顧超華,張林.  化工機械. 2016(01)
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[8]多孔介質(zhì)鈍體火焰穩(wěn)定性[J]. 劉明侯,許勝,陳靖,陳義良.  燃燒科學與技術(shù). 2012(02)
[9]甲烷摻混氫氣的燃燒特性試驗研究[J]. 張紅光,白小磊,韓雪嬌,孫娜.  兵工學報. 2011(02)
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碩士論文
[1]微尺度條件下純丙烷和摻氫丙烷火焰形態(tài)及轉(zhuǎn)變特性的實驗研究[D]. 鄧江.江蘇大學 2018
[2]摻氫天然氣均質(zhì)壓燃發(fā)動機燃燒特性數(shù)值模擬研究[D]. 戴湘柱.長沙理工大學 2017
[3]天然氣混氫發(fā)動機工作過程分析研究[D]. 曾維銓.廣西科技大學 2015
[4]微細尺度下?lián)綒鋵淄槿紵跋ɑ鹛匦杂绊懙臄?shù)值研究[D]. 唐瑋旻.重慶大學 2015
[5]基于定容燃燒彈的甲烷摻氫燃燒特性研究[D]. 白小磊.北京工業(yè)大學 2011



本文編號：3645104