本文關(guān)鍵詞：基于GRI-Mech3.0的脈動燃燒NOx生成機(jī)理簡化方法研究與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著天然氣在能源消費(fèi)中所占的比重越來越高,對于其燃燒過程中產(chǎn)生的NOx排放問題逐漸成為各種研究關(guān)注的重點(diǎn)。在降低天然氣燃燒NOx排放的方法中,低NOx燃燒技術(shù)因?yàn)橥度氤杀旧俣^受歡迎,其中脈動燃燒技術(shù)由于燃燒傳熱效果好、污染物生成相對較低且結(jié)構(gòu)緊湊投資較少,具有很高的應(yīng)用價值,是新型高效低污染燃燒技術(shù)的發(fā)展方向之一。 通過本課題組的研究表明,對于里克型脈動燃燒器,燃燒當(dāng)量比為4時,NOx排放有極小值點(diǎn),因此本文主要研究對象為脈動燃燒下當(dāng)量比為4的甲烷部分預(yù)混火焰。論文分析了脈動燃燒火焰面上的NOx生成機(jī)理,對甲烷部分預(yù)混脈動燃燒化學(xué)動力學(xué)機(jī)理進(jìn)行簡化,并建立了脈動燃燒的層流火焰面模型,耦合了簡化的動力學(xué)機(jī)理,得到了脈動燃燒降低NOx的機(jī)制。本文主要工作和成果如下： 1.利用對沖火焰模型,通過敏感性分析,研究了甲烷脈動燃燒火焰面上NOx生成的影響機(jī)理得出脈動燃燒火焰峰面上NO由瞬態(tài)型NOx機(jī)理與熱力型NOx機(jī)理共同作用生成,其中瞬態(tài)型NOx機(jī)理作用在整個火焰區(qū)域,而熱力型NOx機(jī)理主要作用在外部火焰區(qū)域。脈動速度振幅越大,瞬態(tài)性NOx生成機(jī)理對NO生成的主導(dǎo)作用越明顯。 2.根據(jù)敏感性分析結(jié)果以及生成率分析法,對甲烷脈動燃燒化學(xué)動力學(xué)詳細(xì)機(jī)理(GRI-Mech3.0)進(jìn)行了簡化,并對簡化機(jī)理的準(zhǔn)確性及適用性進(jìn)行了驗(yàn)證。 3.建立了脈動燃燒的層流火焰面模型,并耦合簡化機(jī)理建立小火焰面數(shù)據(jù)庫,對穩(wěn)態(tài)和脈動燃燒進(jìn)行模擬,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較好的吻合,對其溫度分布、NO分布以及中間產(chǎn)物的分布分析,得出脈動燃燒時反應(yīng)物在高溫區(qū)停留時間更短,同時聲場作用增強(qiáng)了燃料混合物與空氣的摻混,使得反應(yīng)發(fā)生的更快速且均勻,因而降低了NOx排放。
【關(guān)鍵詞】：甲烷 脈動燃燒 GRI-Mech3.0 NOx 層流火焰面模型
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 脈動燃燒技術(shù)11-17
• 1.2.1 概述11-14
• 1.2.2 工程價值14-16
• 1.2.3 學(xué)術(shù)意義16-17
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 脈動燃燒NOx產(chǎn)生機(jī)理研究17-18
• 1.3.2 化學(xué)機(jī)理的研究及應(yīng)用18-19
• 1.4 主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 化學(xué)動力學(xué)及計(jì)算軟件20-30
• 2.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)概述20-22
• 2.1.1 反應(yīng)速率20-21
• 2.1.2 基元反應(yīng)概念21
• 2.1.3 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)種類21-22
• 2.2 甲烷燃燒詳細(xì)機(jī)理22-23
• 2.3 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的簡化23-26
• 2.3.1 簡化機(jī)理的意義23
• 2.3.2 簡化機(jī)理的方法23-25
• 2.3.3 敏感性分析方法25-26
• 2.4 計(jì)算軟件26-30
• 2.4.1 CHEMKIN結(jié)構(gòu)26-28
• 2.4.2 SENKIN平臺28-30
• 第三章 甲烷脈動燃燒NOx生成機(jī)理分析30-50
• 3.1 NOx生成機(jī)理30-31
• 3.1.1 熱力型NOx生成機(jī)理30-31
• 3.1.2 瞬態(tài)型NOx生成機(jī)理31
• 3.2 模型介紹31-35
• 3.2.1 物理模型31-33
• 3.2.2 數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3 溫度敏感性分析35-38
• 3.4 NOx敏感性分析38-45
• 3.4.1 NO生成機(jī)理分析38-42
• 3.4.2 NO_2生成機(jī)理分析42-45
• 3.5 不同速度振幅下NOx敏感性分析45-49
• 3.5.1 速度振幅為0.1m/s時NO敏感性分析45-46
• 3.5.2 速度振幅為0.3m/s時NO敏感性分析46-47
• 3.5.3 不同速度振幅NO生成機(jī)理47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 機(jī)理簡化及層流火焰面模型50-62
• 4.1 機(jī)理簡化50-54
• 4.1.1 簡化過程及結(jié)果50-52
• 4.1.2 簡化機(jī)理驗(yàn)證52-54
• 4.2 脈動燃燒層流火焰面模型54-57
• 4.2.1 物理模型54-55
• 4.2.2 數(shù)學(xué)模型55-57
• 4.2.3 化學(xué)動力學(xué)模型57
• 4.3 模擬結(jié)果與分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)和展望62-64
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果68

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于GRI-Mech3.0的脈動燃燒NOx生成機(jī)理簡化方法研究與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：390512