微燃燒器內(nèi)不同碳?xì)淙剂霞皳交烊剂先紵匦缘难芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-08-06 20:13
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更多相關(guān)文章： 微尺度燃燒 燃料適應(yīng)性 十字隔板 摻氫效果 壁面溫度分布
【摘要】：隨著微加工技術(shù)的不斷進(jìn)步,微型機(jī)電系統(tǒng)的開發(fā)得到了持續(xù)的突破。目前大多數(shù)微型設(shè)備仍由傳統(tǒng)化學(xué)電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng),但其較低的能量密度和不能長(zhǎng)時(shí)間供電的缺陷,也逐漸成為該類系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。近年來,得益于功率密度高、供電時(shí)間長(zhǎng)以及體積小等優(yōu)點(diǎn),一些基于碳?xì)淙剂先紵奈⑿蛣?dòng)力系統(tǒng)倍受研究人員的青睞。這些裝置在MEMS動(dòng)力問題的解決上被寄予了厚望,且其潛在應(yīng)用場(chǎng)合也已向便攜式電子器件、無線通訊設(shè)備、無人飛行器等領(lǐng)域迅速拓展。作為微型動(dòng)力系統(tǒng)最重要的部件,微型燃燒器設(shè)計(jì)的好壞對(duì)燃燒過程的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的功率輸出有著很大的影響。微尺度燃燒不僅存在駐留時(shí)間短、熱損失較大等問題,燃料選擇面窄、適應(yīng)性差的缺陷也比較突出。為此,本文采用平板式微型燃燒器,對(duì)三種常見氣體燃料進(jìn)行了對(duì)比分析,針對(duì)碳?xì)淙剂戏�(wěn)燃流速范圍窄的問題,提出了一款新型燃燒器的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)微尺度條件下?lián)交烊紵绞降膶?shí)施效果進(jìn)行了探討。所取得的研究結(jié)論如下:(1)得益于氫氣的易燃性,其火焰較為靠前,且位置比較固定。而甲烷和丙烷工況的火焰位置將隨著進(jìn)氣流量的增長(zhǎng)向出口方向移動(dòng),從而造成穩(wěn)燃流速范圍過窄的問題。甲烷/空氣和丙烷/空氣的可燃通道高度分別為2.5mm和2mm,而氫氣/空氣可以在1mm的通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃燒。在相同化學(xué)能輸入下,甲烷和丙烷工況下燃燒器外壁面的平均溫度明顯高于氫氣工況,且壁面溫度分布均勻性更好。(2)針對(duì)甲烷和丙烷穩(wěn)燃流速范圍窄的問題,設(shè)計(jì)了內(nèi)置十字隔板的平板式微型燃燒器。該種設(shè)計(jì)方法不僅可以起到固定火焰位置增大穩(wěn)燃流速范圍的作用,燃燒器外壁面的平均溫度還能較直通道燃燒器提高90K以上。實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究結(jié)果表明,當(dāng)十字隔板長(zhǎng)度為10mm時(shí),燃燒器的工作效果最佳。(3)在甲烷、丙烷中添加少量氫氣后,OH等重要自由基的生成過程將得到促進(jìn),從而可起到改善火焰穩(wěn)定性的作用,且摻氫比越大,混合燃料的穩(wěn)燃流速范圍提升幅度越明顯,在摻氫比20%的情況下,甲烷、丙烷的穩(wěn)燃流速上限均可達(dá)到1.4m/s左右。氫氣的摻入還實(shí)現(xiàn)了碳?xì)淙剂显诟⊥ǖ纼?nèi)的燃燒,但實(shí)際的工作效果跟摻氫量有關(guān)。此外,在較高流速下,摻氫措施的采用也一定程度上帶來了燃料化學(xué)能利用程度的提高。
【關(guān)鍵詞】：微尺度燃燒 燃料適應(yīng)性 十字隔板 摻氫效果 壁面溫度分布
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】： - 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 微尺度燃燒的研究背景10-12
- 1.2 微尺度燃燒面臨的主要問題12-14
- 1.2.1 駐留時(shí)間的影響12
- 1.2.2 大面容比造成的熱損失12-13
- 1.2.3 火焰淬熄問題13-14
- 1.3 改善微尺度燃燒的措施14-17
- 1.3.1 過量焓燃燒14-15
- 1.3.2 多孔介質(zhì)燃燒15-16
- 1.3.3 催化燃燒16
- 1.3.4 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)16
- 1.3.5 摻混燃料燃燒16-17
- 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容17-19
- 第二章 實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)值模擬方法19-27
- 2.1 實(shí)驗(yàn)方法19-20
- 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹19-20
- 2.1.2 燃燒器的設(shè)計(jì)20
- 2.2 數(shù)值模擬方法20-26
- 2.2.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分20-21
- 2.2.2 計(jì)算工具21-22
- 2.2.3 計(jì)算模型22-24
- 2.2.4 模型驗(yàn)證24-26
- 2.3 小結(jié)26-27
- 第三章 常見氣體的微尺度燃燒特性27-41
- 3.1 火焰形態(tài)與位置的比較27-30
- 3.2 穩(wěn)燃流速范圍的比較30-31
- 3.3 燃料化學(xué)能的利用程度31-35
- 3.4 通道高度的影響35-39
- 3.5 小結(jié)39-41
- 第四章 十字隔板式微型燃燒器的設(shè)計(jì)及效果41-48
- 4.1 新型燃燒器的設(shè)計(jì)41-42
- 4.2 十字隔板對(duì)碳?xì)淙剂瞎ぷ餍阅艿挠绊?/span>42-45
- 4.3 隔板長(zhǎng)度的優(yōu)化45-47
- 4.4 小結(jié)47-48
- 第五章 摻氫對(duì)甲烷與丙烷燃燒特性的影響48-59
- 5.1 摻氫對(duì)混合燃料火焰穩(wěn)定性的影響48-53
- 5.2 摻氫對(duì)可燃通道高度的影響53-54
- 5.3 摻氫對(duì)壁面輻射能輸出的影響54-57
- 5.4 小結(jié)57-59
- 第六章 全文總結(jié)及展望59-61
- 6.1 全文總結(jié)59-60
- 6.2 工作展望60-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65-66
- 碩士期間發(fā)表的論文66
- 碩士期間申請(qǐng)及授權(quán)的專利66-67
- 碩士期間獲得的主要獎(jiǎng)勵(lì)67
【相似文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 潘申生;;燃燒器[J];艦船輔助機(jī)電設(shè)備;1976年04期
2 夏暾;;R型燃燒器目前發(fā)展?fàn)顩r[J];吉林電力技術(shù);1978年01期
3 張平;張群星;;藥條燃燒器的發(fā)展[J];固體火箭技術(shù);1988年04期
4 張肇富;脈動(dòng)燃燒器的研究[J];能源技術(shù);1994年03期
5 閻常峰,林伯川,陳恩鑒;液排渣燃燒器液態(tài)渣膜厚度求解模型及傳熱分析 [J];鍋爐技術(shù);2001年07期
6 刁永發(fā),何伯述,許晉源,陳昌和;四角燃燒器射流向火側(cè)相干結(jié)構(gòu)渦的研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2003年03期
7 王鳳偉;機(jī)械鼓風(fēng)紊流燃燒器的設(shè)計(jì)[J];煤炭技術(shù);2005年04期
8 陳冬林;鄢曉忠;王政允;周旅;;縮放式噴管燃燒器及其數(shù)值模擬[J];長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期
9 徐順生;徐友良;周學(xué)平;楊勁松;;燃燒器出口磨損數(shù)學(xué)模型的建立及其應(yīng)用[J];硅酸鹽通報(bào);2007年04期
10 夏德宏;薛根山;任春曉;敖雯青;;自身蓄熱燃燒器的模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];冶金能源;2009年02期
中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 鄒琳江;翟篤棉;趙志民;鄒得球;;氣燒套筒石灰窯燃燒器的研究[A];第八屆全國(guó)工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年
2 唐麗君;;超臨界爐燃燒器總裝胎具的通用化設(shè)計(jì)[A];2010全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年
3 譚爭(zhēng)鳴;;灶具聚火燃燒器的設(shè)計(jì)[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年
4 李文蛟;宋純龍;周孟;;微油點(diǎn)火燃燒器燃燒過程的數(shù)值研究[A];2010全國(guó)能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年
5 劉鳳國(guó);尤學(xué)一;王啟;劉文博;;平板式預(yù)混燃燒器的污染物排放特性實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年
6 楊春華;唐憲國(guó);;HP型多通道燃燒器的研究開發(fā)及廣泛應(yīng)用[A];2003年水泥技術(shù)交流大會(huì)暨第六屆全國(guó)水泥技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2003年
7 夏德奇;;灶具回火和防回火裝置的探討[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年
8 陳維漢;劉世聚;;球頂式熱風(fēng)爐環(huán)形上噴燃燒器的燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];2008年全國(guó)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵年會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2008年
9 張建良;裴q，
本文編號(hào)：631273
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dongligc/631273.html
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【摘要】：隨著微加工技術(shù)的不斷進(jìn)步,微型機(jī)電系統(tǒng)的開發(fā)得到了持續(xù)的突破。目前大多數(shù)微型設(shè)備仍由傳統(tǒng)化學(xué)電池進(jìn)行驅(qū)動(dòng),但其較低的能量密度和不能長(zhǎng)時(shí)間供電的缺陷,也逐漸成為該類系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。近年來,得益于功率密度高、供電時(shí)間長(zhǎng)以及體積小等優(yōu)點(diǎn),一些基于碳?xì)淙剂先紵奈⑿蛣?dòng)力系統(tǒng)倍受研究人員的青睞。這些裝置在MEMS動(dòng)力問題的解決上被寄予了厚望,且其潛在應(yīng)用場(chǎng)合也已向便攜式電子器件、無線通訊設(shè)備、無人飛行器等領(lǐng)域迅速拓展。作為微型動(dòng)力系統(tǒng)最重要的部件,微型燃燒器設(shè)計(jì)的好壞對(duì)燃燒過程的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的功率輸出有著很大的影響。微尺度燃燒不僅存在駐留時(shí)間短、熱損失較大等問題,燃料選擇面窄、適應(yīng)性差的缺陷也比較突出。為此,本文采用平板式微型燃燒器,對(duì)三種常見氣體燃料進(jìn)行了對(duì)比分析,針對(duì)碳?xì)淙剂戏�(wěn)燃流速范圍窄的問題,提出了一款新型燃燒器的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)微尺度條件下?lián)交烊紵绞降膶?shí)施效果進(jìn)行了探討。所取得的研究結(jié)論如下:(1)得益于氫氣的易燃性,其火焰較為靠前,且位置比較固定。而甲烷和丙烷工況的火焰位置將隨著進(jìn)氣流量的增長(zhǎng)向出口方向移動(dòng),從而造成穩(wěn)燃流速范圍過窄的問題。甲烷/空氣和丙烷/空氣的可燃通道高度分別為2.5mm和2mm,而氫氣/空氣可以在1mm的通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃燒。在相同化學(xué)能輸入下,甲烷和丙烷工況下燃燒器外壁面的平均溫度明顯高于氫氣工況,且壁面溫度分布均勻性更好。(2)針對(duì)甲烷和丙烷穩(wěn)燃流速范圍窄的問題,設(shè)計(jì)了內(nèi)置十字隔板的平板式微型燃燒器。該種設(shè)計(jì)方法不僅可以起到固定火焰位置增大穩(wěn)燃流速范圍的作用,燃燒器外壁面的平均溫度還能較直通道燃燒器提高90K以上。實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究結(jié)果表明,當(dāng)十字隔板長(zhǎng)度為10mm時(shí),燃燒器的工作效果最佳。(3)在甲烷、丙烷中添加少量氫氣后,OH等重要自由基的生成過程將得到促進(jìn),從而可起到改善火焰穩(wěn)定性的作用,且摻氫比越大,混合燃料的穩(wěn)燃流速范圍提升幅度越明顯,在摻氫比20%的情況下,甲烷、丙烷的穩(wěn)燃流速上限均可達(dá)到1.4m/s左右。氫氣的摻入還實(shí)現(xiàn)了碳?xì)淙剂显诟⊥ǖ纼?nèi)的燃燒,但實(shí)際的工作效果跟摻氫量有關(guān)。此外,在較高流速下,摻氫措施的采用也一定程度上帶來了燃料化學(xué)能利用程度的提高。
【關(guān)鍵詞】：微尺度燃燒 燃料適應(yīng)性 十字隔板 摻氫效果 壁面溫度分布
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 微尺度燃燒的研究背景10-12
- 1.2 微尺度燃燒面臨的主要問題12-14
- 1.2.1 駐留時(shí)間的影響12
- 1.2.2 大面容比造成的熱損失12-13
- 1.2.3 火焰淬熄問題13-14
- 1.3 改善微尺度燃燒的措施14-17
- 1.3.1 過量焓燃燒14-15
- 1.3.2 多孔介質(zhì)燃燒15-16
- 1.3.3 催化燃燒16
- 1.3.4 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)16
- 1.3.5 摻混燃料燃燒16-17
- 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容17-19
- 第二章 實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)值模擬方法19-27
- 2.1 實(shí)驗(yàn)方法19-20
- 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹19-20
- 2.1.2 燃燒器的設(shè)計(jì)20
- 2.2 數(shù)值模擬方法20-26
- 2.2.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分20-21
- 2.2.2 計(jì)算工具21-22
- 2.2.3 計(jì)算模型22-24
- 2.2.4 模型驗(yàn)證24-26
- 2.3 小結(jié)26-27
- 第三章 常見氣體的微尺度燃燒特性27-41
- 3.1 火焰形態(tài)與位置的比較27-30
- 3.2 穩(wěn)燃流速范圍的比較30-31
- 3.3 燃料化學(xué)能的利用程度31-35
- 3.4 通道高度的影響35-39
- 3.5 小結(jié)39-41
- 第四章 十字隔板式微型燃燒器的設(shè)計(jì)及效果41-48
- 4.1 新型燃燒器的設(shè)計(jì)41-42
- 4.2 十字隔板對(duì)碳?xì)淙剂瞎ぷ餍阅艿挠绊?/span>42-45
- 4.3 隔板長(zhǎng)度的優(yōu)化45-47
- 4.4 小結(jié)47-48
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- 5.1 摻氫對(duì)混合燃料火焰穩(wěn)定性的影響48-53
- 5.2 摻氫對(duì)可燃通道高度的影響53-54
- 5.3 摻氫對(duì)壁面輻射能輸出的影響54-57
- 5.4 小結(jié)57-59
- 第六章 全文總結(jié)及展望59-61
- 6.1 全文總結(jié)59-60
- 6.2 工作展望60-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65-66
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3 張平;張群星;;藥條燃燒器的發(fā)展[J];固體火箭技術(shù);1988年04期
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5 閻常峰,林伯川,陳恩鑒;液排渣燃燒器液態(tài)渣膜厚度求解模型及傳熱分析 [J];鍋爐技術(shù);2001年07期
6 刁永發(fā),何伯述,許晉源,陳昌和;四角燃燒器射流向火側(cè)相干結(jié)構(gòu)渦的研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2003年03期
7 王鳳偉;機(jī)械鼓風(fēng)紊流燃燒器的設(shè)計(jì)[J];煤炭技術(shù);2005年04期
8 陳冬林;鄢曉忠;王政允;周旅;;縮放式噴管燃燒器及其數(shù)值模擬[J];長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期
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10 夏德宏;薛根山;任春曉;敖雯青;;自身蓄熱燃燒器的模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];冶金能源;2009年02期
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9 張建良;裴q，
本文編號(hào)：631273
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