本文關(guān)鍵詞：基于超低濃度瓦斯的燃?xì)廨啓C(jī)熱力特性研究

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【摘要】：目前,我國礦井乏風(fēng)資源豐富,但其利用技術(shù)成本較高,直接排空浪費(fèi)資源且增大溫室效應(yīng)。通過結(jié)合微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù),將礦井乏風(fēng)用于發(fā)電是當(dāng)前重要的發(fā)展方向,其核心內(nèi)容是研究超低濃度瓦斯和空氣摻混對微型燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響及其煙氣成分的變化�；诖�,本文在Capstone C30實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)了超低濃度瓦斯和空氣的摻混系統(tǒng),用試驗(yàn)驗(yàn)證超低濃度瓦斯可以應(yīng)用于微型燃?xì)廨啓C(jī)。首先,根據(jù)Capstone C30空氣過濾器的尺寸,設(shè)計(jì)摻混系統(tǒng)的形狀及尺寸,為了加強(qiáng)氣流擾動(dòng),設(shè)計(jì)了加擾流子的摻混系統(tǒng)。在ANSYS Workbench中建立兩方案的模型,在Mesh中完成網(wǎng)格劃分。通過將兩種方案導(dǎo)入ANSYS CFX中,模擬系統(tǒng)的流場及甲烷的分布,并進(jìn)行比較,最終確定了不加擾流子的系統(tǒng)作為本文中的摻混系統(tǒng)。其次,在Vista CCD中,完成Capstone C30的離心式壓氣機(jī)一維葉輪的幾何模型設(shè)計(jì),在Blade Gen中對葉輪模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),導(dǎo)入Turbo Grid中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并應(yīng)用ANSYS CFX模擬甲烷和空氣的摻混氣體在壓氣機(jī)中的壓力場、速度場、溫度場以及甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化,找出了最高溫度和最高壓力區(qū)域,分析在溫度壓力同時(shí)增大時(shí)甲烷爆炸極限的變化,并在此基礎(chǔ)上分析了混合氣體流過回?zé)崞骱蟊O限的變化。最后,在Capstone C30原有試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上搭建試驗(yàn)臺(tái),以天然氣作為主燃料及摻混的輔助燃料,分析微型燃?xì)鈾C(jī)進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中摻入0.1%、0.23%、0.3%、0.5%濃度的甲烷,對微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的影響及煙氣成分的變化。通過在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中摻入超低濃度瓦斯,并對摻混風(fēng)筒中混合氣進(jìn)行數(shù)值分析,模擬摻混氣體在壓氣機(jī)中的壓力分布、溫度分布、速度分布以及甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布。本文通過對微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行特性及煙氣成分分析的試驗(yàn)研究,為礦井瓦斯應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)奠定了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：超低濃度瓦斯 微型燃?xì)廨啓C(jī) 離心式壓氣機(jī) 運(yùn)行性能 煙氣排放
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK471
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-20
• 變量注釋表20-22
• 1 緒論22-34
• 1.1 課題研究的背景及意義22-24
• 1.2 系統(tǒng)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀24-32
• 1.3 課題研究內(nèi)容及方法32-33
• 1.4 本章小結(jié)33-34
• 2 微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)概述34-43
• 2.1 微型燃?xì)廨啓C(jī)34-36
• 2.2 壓氣機(jī)概述36-37
• 2.3 離心式壓氣機(jī)的原理及基本理論37-40
• 2.4 甲烷爆炸的相關(guān)理論40-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 3 甲烷和空氣摻混系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論及改進(jìn)43-58
• 3.1 摻混系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43-45
• 3.2 控制方程45
• 3.3 摻混系統(tǒng)的幾何建模45-47
• 3.4 模擬分析參數(shù)的設(shè)置47-49
• 3.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析49-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 4 摻混氣體在離心式壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬58-88
• 4.1 流場的控制方程58-59
• 4.2 湍流模型概述及選擇59-61
• 4.3 離心式壓氣機(jī)葉輪幾何模型的創(chuàng)建61-69
• 4.4 壓氣機(jī)內(nèi)模擬分析參數(shù)的設(shè)置69-71
• 4.5 數(shù)值模擬結(jié)果及分析71-86
• 4.6 甲烷爆炸極限的分析86-87
• 4.7 本章小結(jié)87-88
• 5 C30的試驗(yàn)研究88-108
• 5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)88-94
• 5.2 試驗(yàn)內(nèi)容及步驟94-95
• 5.3 C30運(yùn)行特性分析95-101
• 5.4 煙氣分析101-106
• 5.5 試驗(yàn)結(jié)論106
• 5.6 本章小結(jié)106-108
• 6 結(jié)論與展望108-110
• 6.1 結(jié)論108-109
• 6.2 展望109-110
• 參考文獻(xiàn)110-114
• 作者簡歷114-116
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集116

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本文編號(hào)：803219