現代便攜式電子設備的迅猛發(fā)展,需要供電時間長的能源系統(tǒng)與之配合。微型能源系統(tǒng)的能量密度顯著提高,可使續(xù)航時間大為延長。微型能源系統(tǒng)的核心在于微尺度燃燒。微尺度燃燒不僅可以在便攜式電子設備上有很好的運用,而且國防方面也是其重要的應用領域。本論文以二甲醚為研究對象,圍繞微圓管內二甲醚催化燃燒特性展開研究,通過CFD模擬的方式,研究了二甲醚在微小尺度內催化燃燒特性、尺寸效應以及催化劑空間密度效應等問題。微型圓管填充床式燃燒器既能實現催化燃燒又能穩(wěn)定內部流場和溫度場,二甲醚燃燒性能較好且污染物排放較低。采用數值模擬這種有效且節(jié)約資源的方法,建立微型圓管填充床式燃燒器中二甲醚在Pt上的催化燃燒的模型,并研究利于引起之后氣相反應的最優(yōu)工況。研究表明,流速在0.2-1m/s,當量比小于1時,利于催化段的燃燒;流速大于3m/s,當量比大于3時,利于之后引起氣相反應。378-380K為二甲醚在Pt上催化燃燒的著火點。驗證了二甲醚在催化劑上的吸附能力比氧氣強,適量提高氧氣的濃度能夠促進催化反應的進行,而過量的二甲醚則會抑制催化反應的發(fā)生。對內徑為1、2、4、8mm的微圓管通道內二甲醚催化燃燒進行數值模擬并... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１微尺度填充床式燃燒器簡圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｃｋｅｄ?ｂｅｄ?ｃｏｍｂｕｓｔｏｒｓ??

２微型填充床燃燒器中二甲醚的鉑催化燃燒數值模擬??轉化率在１０％以上為穩(wěn)燃。通過調節(jié)二甲醚／空氣混合物的入口流速和當量比，??獲得穩(wěn)燃范圍。如圖２．２所示，當量比小于０．３時，隨著當量比的增大，入口流??速上限快速上升，下限陡峭下降，穩(wěn)燃范圍不斷拓寬；當量比在０．３至０．５之間??時，入口流速上下限保持不變，此時穩(wěn)燃范圍也是最寬的；而當量比大于０．５時，??隨著當量比的增大，入口流速上限逐漸下降且變化趨于平緩，下限則維持不變，??穩(wěn)燃范圍趨于變小。說明當量比為０．３－０．５即貧燃條件時，有利于二甲醚在??Ｐｔ／ＺＳＭ－５上催化燃燒反應的進行。這是因為二甲醚在催化劑上的吸附能力比氧??氣強，故適量提高氧氣的濃度能夠促進反應的進行。當量比在０．３至５之間時，??穩(wěn)燃下限維持在０．０２ｍ／ｓ不變，這與Ｚｈｃｍｇ等［２５］發(fā)現的小雷諾數時ＤＭＥ可燃范??圍較寬的現象相符。??１２????１１?一?ｒ＊＊、????１〇「／?＼?上限??Ｉ?＾?＾??＞?０．０８?－??嚤??０．０６?－??０．０４?－??■?＾??０．０２?－?？？？?魯?？魯?魯參??〇．〇〇??．?１?１?１?１?１?１?１?１?１???０?１?２?３?４?５??０??圖２．２穩(wěn)燃范圍??Ｆｉｇ．２．２?Ｌｉｍｉｔ?ｏｆ?ｓｔａｂｌｅ?ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ??２．４．２入口流速的影響??入口流速的改變會引起輸入功率和燃料停留時間的改變，這兩者都會對催化??燃燒反應產生顯著影響

?５??流速Ｖ?（ｍ／ｓ）??圖２．４中心線最高溫度和壁面最高溫度隨入口流速的變化（０＝１，?Ｔｉｎ＝４２３Ｋ）??Ｆｉｇ．２．４?Ｍａｘｉｍｕｍ?ａｘｉｓ?ａｎｄ?ｗａｌｌ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｖｅｒｓｕｓ?ｉｎｌｅｔ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ（０＝ｌ?，Ｔｉｎ＝４２３Ｋ）??２０??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2907117