針對世界范圍內(nèi)所面臨的能源與環(huán)境問題,產(chǎn)生一種以液氧儲能及液氧高壓直燃碳捕集的新型動力循環(huán),將燃?xì)廨啓C運行需要的壓縮空氣由液氧替代,液氧和LNG高壓燃燒產(chǎn)生CO₂/H₂O混合蒸汽膨脹發(fā)電,膨脹乏汽分離水分后二氧化碳由利用液氧及LNG的冷能液化,實現(xiàn)二氧化碳的全捕集封存或利用。由于現(xiàn)有的燃燒器都無法滿足此新型動力循環(huán)的要求,本文基于此開展超高壓燃燒器的初步設(shè)計。首先,根據(jù)經(jīng)驗給出燃燒器的設(shè)計方案與設(shè)計步驟。利用狀態(tài)方程計算高壓下熱力學(xué)參數(shù)和傳輸參數(shù),包括有密度、粘性系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)和定壓比熱,擬合出物性參數(shù)關(guān)于溫度的關(guān)聯(lián)式,建立適應(yīng)于超臨界壓力非預(yù)混湍流燃燒的數(shù)值模型。其次,探討了燃燒器啟動過程的壓力對超臨界湍流燃燒過程的影響,為燃燒器總體尺寸以及噴嘴尺寸的定義提供參考數(shù)據(jù)和指導(dǎo)方向。著重探索不同氧燃速度比（分別為0.5、1、2）下工作壓力（0.1、5、10、20MPa）對甲烷—液氧湍流燃燒過程的影響。結(jié)果顯示:火焰的溫度分布和火焰長度、擴(kuò)角在不同壓力下受氧燃速度比不同產(chǎn)生的變化不大。在氧燃速度比為2、1、0.5情況下,隨著壓力的增加,火焰變短... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 燃燒器基本類型簡介
        1.2.1 電廠燃?xì)廨啓C燃燒器基本類型
        1.2.2 航空燃?xì)廨啓C燃燒器基本類型
        1.2.3 典型燃?xì)廨啓C燃燒器的特點
    1.3 燃燒器的基本研究方法
        1.3.1 部件實驗法
        1.3.2 模擬實驗法
        1.3.3 數(shù)字計算法
    1.4 超臨界壓力燃燒和燃燒器冷卻的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 液氧直燃動力系統(tǒng)及數(shù)值模擬方法
    2.1 液氧直燃動力循環(huán)系統(tǒng)概述
        2.1.1 系統(tǒng)工作原理
        2.1.2 系統(tǒng)工作流程簡介
        2.1.3 系統(tǒng)相關(guān)特性
        2.1.4 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定
    2.2 燃燒器設(shè)計方法
    2.3 燃燒器初步設(shè)計和理論計算
        2.3.1 燃燒器總體結(jié)構(gòu)方案
        2.3.2 理論燃燒溫度計算
        2.3.3 初步設(shè)計主要尺寸
    2.4 物性參數(shù)計算
        2.4.1 密度計算
        2.4.2 粘性系數(shù)計算
        2.4.3 熱傳導(dǎo)系數(shù)計算
        2.4.4 定壓比熱計算
    2.5 數(shù)值模擬研究方法
        2.5.1 湍流流動的基本方程及湍流模型方程
        2.5.2 壁面函數(shù)
        2.5.3 燃燒模型
        2.5.4 輻射傳熱模型
        2.5.5 邊界條件
    2.6 本章小結(jié)
第三章 燃燒器啟動過程壓力對燃燒的影響
    3.1 參數(shù)設(shè)置
    3.2 壓力為0.1MPa時氧燃速度比不同對燃燒的影響
        3.2.1 計算條件
        3.2.2 結(jié)果與討論
    3.3 壓力為5MPa時氧燃速度比不同對燃燒的影響
        3.3.1 計算條件
        3.3.2 結(jié)果與討論
    3.4 壓力為10MPa時氧燃速度比不同對燃燒的影響
        3.4.1 計算條件
        3.4.2 結(jié)果與討論
    3.5 壓力為20MPa時氧燃速度比不同對燃燒的影響
        3.5.1 計算條件
        3.5.2 結(jié)果與討論
    3.6 本章小結(jié)
第四章 燃燒器高溫區(qū)材料的冷卻孔徑對冷卻的影響
    4.1 火焰筒材料和參數(shù)設(shè)定
        4.1.1 火焰筒典型材料
        4.1.2 參數(shù)設(shè)定
    4.2 材料為SiO_2陶瓷涂層不同孔徑對冷卻的影響
        4.2.1 計算條件
        4.2.2 結(jié)果與討論
    4.3 材料為Si_3N_4高溫陶瓷不同孔徑對冷卻的影響
        4.3.1 計算條件
        4.3.2 結(jié)果與討論
    4.4 材料為增強碳-碳復(fù)合材料不同孔徑對冷卻的影響
        4.4.1 計算條件
        4.4.2 結(jié)果與討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]中國二氧化碳減排及利用技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 羅金玲,高冉,黃文輝,霍達(dá),王彥寧.  資源與產(chǎn)業(yè). 2011(01)

博士論文
[1]能源結(jié)構(gòu)與粗放型經(jīng)濟(jì)增長[D]. 霍宗杰.蘭州大學(xué) 2010

碩士論文
[1]微型燃?xì)廨啓C富氧燃燒室研究[D]. 王能.華北電力大學(xué) 2014



本文編號：3723590