隨著微機電系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,微燃燒器作為一種新型的便攜式動力裝置得到日益廣泛的應用。微燃燒動力裝置具有體積小、質(zhì)量輕、能量密度大等優(yōu)點,在國防、軍事和航空領域應用前景廣闊,但燃燒空間較小、面容比較大、熱量損失嚴重、燃燒不穩(wěn)定、效率不高。如何保證微燃燒室內(nèi)的高效、穩(wěn)定燃燒,已成為微燃燒領域急需解決的關鍵問題和研究熱點。研究表明,碳氫燃料的能源密度比當前階段的鋰電池高幾十倍,所以,借助于碳氫燃料的燃燒為微動力裝置提供能量是一種可行的方式。本文在深入分析了當前階段的微通道穩(wěn)燃技術的優(yōu)缺點之后,采用鈍體加入的方式來改善微尺度燃燒器的燃燒特性。本文基于FLUENT軟件,同時考慮甲烷/氧氣的詳細化學反應機理,對平板型微燃燒器、三棱錐型鈍體微燃燒器和空心半球形鈍體微燃燒器的燃燒特性進行了詳細的數(shù)值模擬分析。數(shù)值研究結果表明,因為三棱錐型鈍體和空心半球型鈍體的存在,三棱錐型鈍體微燃燒器和空心半球形鈍體微燃燒器的熄火極限相對于平板型微燃燒器擴大2.3倍和2.5倍左右,當量比1.0時對應的熄火極限分別為22.6m/s和24.5m/s。空心半球型鈍體對于平板型微燃燒器燃燒特性的提升效果更佳。平板型微燃燒器和三...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微尺度燃燒所面臨的問題
        1.2.2 現(xiàn)階段穩(wěn)燃方法
    1.3 目前研究的不足
    1.4 本課題的提出、研究目的、內(nèi)容、技術路線
        1.4.1 課題的提出
        1.4.2 研究目的
        1.4.3 研究內(nèi)容
        1.4.4 技術路線
2 物理、數(shù)學模型及計算方法
    2.1 模型的建立
        2.1.1 物理模型
        2.1.2 數(shù)學模型
    2.2 催化反應機理及計算方法
        2.2.1 催化反應機理
        2.2.2 計算方法
    2.3 數(shù)值計算驗證
        2.3.1 網(wǎng)格無關性驗證
        2.3.2 數(shù)值方法可行性分析
    2.4 小結
3 三棱錐型鈍體微燃燒器燃燒特性分析
    3.1 平板型燃燒器和三棱錐型鈍體微燃燒器燃燒特性對比
        3.1.1 當量比對三棱錐型鈍體微燃燒器和平板型鈍體微燃燒器的影響
        3.1.2 入口速度對三棱錐型鈍體微燃燒器和平板型鈍體微燃燒器的影響
    3.2 操作條件的影響
        3.2.1 當量比的影響
        3.2.2 進口速度的影響
        3.2.3 阻塞比的影響
    3.3 添氫的影響
    3.4 小結
4 空心半球形鈍體微燃燒器燃燒特性分析
    4.1 空心半球形鈍體微燃燒器和三棱錐型鈍體微燃燒器燃燒特性對比
    4.2 甲烷質(zhì)量分數(shù)沿空心半球形鈍體微燃燒器軸向分布
    4.3 操作條件的影響
        4.3.1 當量比的影響
        4.3.2 進口速度的影響
        4.3.3 阻塞比的影響
    4.4 添氫的影響
    4.5 小結
5 結論與展望
    5.1 主要結論
    5.2 后續(xù)研究工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與專利目錄
    B. 作者在攻讀學位期間參加的科研項目



本文編號：3866958