本文關(guān)鍵詞：平板型微燃燒器鈍體穩(wěn)燃作用數(shù)值模擬分析

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【摘要】：基于微尺度燃燒的元器件對(duì)許多領(lǐng)域具有重大影響作用,裝置的微型化與微型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)前研究的重要課題。然而微動(dòng)力能源系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)面臨諸多問(wèn)題,其主要表現(xiàn)在散熱損失大、氣體混合物停留時(shí)間短、材料方面的限制和化學(xué)基元的壁面淬熄。從而造成了較大的熱量損失和傳熱損失,導(dǎo)致了燃燒的不穩(wěn)定和燃燒效率的低下。延長(zhǎng)燃料的駐留時(shí)間,穩(wěn)定燃燒器火焰,是解決微尺度燃燒的核心問(wèn)題。只有解決這一核心問(wèn)題,才能確保微能源動(dòng)力系統(tǒng)盡快在工程上得到應(yīng)用。本文在綜合國(guó)內(nèi)外對(duì)微燃燒研究的基礎(chǔ)上,以國(guó)家自然科學(xué)基金(51176045)和國(guó)家留學(xué)基金(201208430262)為依托,對(duì)熱光電微燃燒器的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和研究。利用回流區(qū)穩(wěn)燃原理,在微尺度的燃燒室中采用了常規(guī)燃燒室使用的鈍體穩(wěn)燃技術(shù)和突擴(kuò)臺(tái)階穩(wěn)燃原理,使用FLUENT軟件對(duì)有、無(wú)鈍體的平板型微燃燒室進(jìn)行了模擬計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,探究了鈍體形狀對(duì)微燃燒室的影響,設(shè)計(jì)了一款將突擴(kuò)臺(tái)階與鈍體相結(jié)合的平板型微燃燒室。論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和研究工作如下:(1)建立了平板型微燃燒器模型,并對(duì)有、無(wú)鈍體情況進(jìn)行了對(duì)比模擬分析,得出了有、無(wú)鈍體的平板型微燃燒室內(nèi)溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、燃燒效率和吹熄極限的分布規(guī)律,試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模擬的有效性。(2)研究了不同形狀鈍體的平板型微燃燒室內(nèi)流場(chǎng)與燃燒特性,揭示了燃燒室內(nèi)溫度場(chǎng)分布、燃燒效率、流場(chǎng)、反應(yīng)區(qū)域和燃燒極限隨著進(jìn)氣速度、當(dāng)量比和鈍體形狀的變化規(guī)律。(3)設(shè)計(jì)了帶有突擴(kuò)臺(tái)階和鈍體協(xié)同作用的平板型微燃燒器,得到了進(jìn)氣速度、當(dāng)量比和阻塞比對(duì)燃燒室穩(wěn)定燃燒的影響規(guī)律。結(jié)果表明,鈍體有助于突擴(kuò)平板型微燃燒室的穩(wěn)定燃燒。
【關(guān)鍵詞】：微燃燒器 穩(wěn)定燃燒 鈍體 突擴(kuò)臺(tái)階 模擬分析
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-29
• 1.1 研究背景與研究意義13-21
• 1.1.1 研究背景13-18
• 1.1.2 研究意義18-19
• 1.1.3 微尺度燃燒面臨的挑戰(zhàn)19-21
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-26
• 1.3 課題的提出26
• 1.4 本文的研究方法與內(nèi)容26-29
• 1.4.1 研究目標(biāo)26-27
• 1.4.2 研究方法27
• 1.4.3 研究?jī)?nèi)容27-29
• 第2章 燃燒室內(nèi)鈍體穩(wěn)燃作用對(duì)比分析29-42
• 2.1 數(shù)值模擬計(jì)算29-32
• 2.1.1 物理模型和網(wǎng)格劃分29-30
• 2.1.2 基本控制方程30-31
• 2.1.3 計(jì)算方案31-32
• 2.2 結(jié)果與討論32-41
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證32-34
• 2.2.2 溫度場(chǎng)分布34-36
• 2.2.3 壓力分布36-37
• 2.2.4 燃燒效率37-39
• 2.2.5 吹熄極限39-41
• 2.3 本章小結(jié)41-42
• 第3章 不同形狀鈍體穩(wěn)燃效果模擬分析42-53
• 3.1 數(shù)值模擬42-43
• 3.2 結(jié)果與討論43-52
• 3.2.1 溫度場(chǎng)分析43-45
• 3.2.2 鈍體形狀對(duì)燃燒效率的影響45-47
• 3.2.3 流場(chǎng)和反應(yīng)區(qū)域47-50
• 3.2.4 吹熄極限50-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第4章 鈍體與突擴(kuò)臺(tái)階協(xié)同穩(wěn)燃模擬分析53-61
• 4.1 數(shù)值模擬53-54
• 4.1.1 物理模型53
• 4.1.2 數(shù)學(xué)模型53-54
• 4.1.3 計(jì)算方案54
• 4.2 結(jié)果和討論54-60
• 4.2.1 入口速度對(duì)燃燒特性的影響54-57
• 4.2.2 阻塞比的影響57-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 總結(jié)與展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和參與課題68-69
• 致謝69

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本文編號(hào)：627898