本文關(guān)鍵詞：基于局部非熱平衡低濃度瓦斯在多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒過程數(shù)值模擬

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【摘要】：多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)是一種新型燃燒技術(shù),其在能源回收利用、擴展可燃極限、降低污染排放、提高燃燒效率等方面有著極強的優(yōu)越性。使用多孔介質(zhì)燃燒器燃燒利用從礦井抽采的低濃度瓦斯氣是一種行之有效的方法。本文以低濃度煤礦瓦斯的有效利用目的,基于局部非熱平衡低濃度煤礦瓦斯在泡沫陶瓷內(nèi)的預(yù)混燃燒特性展開了數(shù)值模擬研究。首先根據(jù)設(shè)計的一種低濃度瓦斯多孔介質(zhì)燃燒器,建立相對應(yīng)的物理及數(shù)學(xué)模型,列出控制方程,并對參數(shù)進行了設(shè)置。本文模擬了分別為不帶內(nèi)熱源和帶內(nèi)熱源時燃燒室內(nèi)的燃燒情況,模擬結(jié)果表明:對比不帶內(nèi)熱源和帶內(nèi)熱源時燃燒情況,帶內(nèi)熱源時燃燒情況明顯優(yōu)于不帶內(nèi)熱源時,且初始條件相同下,帶內(nèi)熱源100KW/m3的燃燒器燃燒火焰溫度變大,貧燃極限達到0.24,穩(wěn)定燃燒速度范圍變寬并且貧燃極限擴展了。同時帶內(nèi)熱源時,組分發(fā)生反應(yīng)位置向燃燒器前部移動,化學(xué)反應(yīng)速率更快。在初始條件相同下,增大內(nèi)熱源的熱量,穩(wěn)定燃燒的速度范圍變寬。運用數(shù)值模擬預(yù)測了混合氣在不同預(yù)熱溫度和不同初始壓力下燃燒器中火焰的燃燒溫度。數(shù)值模擬顯示,隨著混合氣體初始溫度增大,燃燒溫度最大溫度上升,燃燒區(qū)有向多孔介質(zhì)上游移動的趨勢。增加預(yù)混氣初始壓力時,氣體初始壓力越大,最大燃燒溫度也有所增加但增加幅度較小,且火焰有向下游移動的趨勢,但是隨著壓力的增大火焰變得更加穩(wěn)定,溫度分布更加均勻,與自由空間燃燒規(guī)律相反。
【關(guān)鍵詞】：局部非熱平衡 多孔介質(zhì) 增壓 預(yù)熱 內(nèi)熱源 低濃度瓦斯 燃燒
【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】：TQ038.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 變量注釋表15-17
• 1 緒論17-28
• 1.1 背景及意義17-18
• 1.2 多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒技術(shù)概述18-20
• 1.3 多孔介質(zhì)燃燒器概述20-22
• 1.4 多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒技術(shù)的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5 預(yù)混氣預(yù)熱增壓燃燒理論分析24-26
• 1.6 本文的研究內(nèi)容和方法26-27
• 1.7 本章小結(jié)27-28
• 2 數(shù)學(xué)模型28-42
• 2.1 燃燒物理模型簡化28
• 2.2 模型假設(shè)28-29
• 2.3 控制方程29-30
• 2.4 輻射換熱的計算方法30-34
• 2.5 泡沫陶瓷傳熱性能計算方法34-38
• 2.6 多孔介質(zhì)的透過性能38-41
• 2.7 本章小結(jié)41-42
• 3 數(shù)值模擬及求解方法42-48
• 3.1 FLUENT軟件42-43
• 3.2 數(shù)值模擬條件設(shè)定43-46
• 3.3 參數(shù)說明46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 局部非熱平衡狀態(tài)下中溫度和壓力的研究48-56
• 4.1 數(shù)值模擬驗證48
• 4.2 燃燒器中預(yù)熱溫度不同時燃燒火焰的分布48-52
• 4.3 燃燒器內(nèi)壓力不同時火焰的分布52-54
• 4.4 當(dāng)量比影響54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 5 帶內(nèi)熱源對瓦斯燃燒的影響56-67
• 5.1 帶內(nèi)熱源對瓦斯燃燒的影響56-58
• 5.2 帶內(nèi)熱源對燃燒流速范圍的影響58-60
• 5.3 帶內(nèi)熱源對貧燃極限的影響60-61
• 5.4 帶內(nèi)熱源對組分的影響61-64
• 5.5 內(nèi)熱源不同時對燃燒流速范圍的影響64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 6 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻69-72
• 作者簡歷72-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

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