微燃烧器的热特性优化研究
发布时间：2021-02-08 11:09
具有均匀的外表面高温分布的微燃烧器在许多方面有着重要的应用,例如在微型热光电系统中微燃烧器是该系统最重要的部件。而氢能作为21世纪最具发展潜力的清洁能源,燃烧的能量密度可以达到锂电池的300倍左右、燃烧效率非常高。微燃烧器的燃烧和传热性能的提高是目前提高微能源供给系统的能量密度和能量转换效率的主要手段。在本文的研究中,以微燃烧器作为研究对象,利用数值模拟的方法在燃烧有效的基础上,使传热更加高效的原则,开展燃烧器的结构优化研究,来提高燃烧室外表面温度分布的均温性与高温性。首先,针对圆管型微燃烧器提出两种优化的微燃烧器结构——对冲型结构和带有环形挡板结构。针对化学反应区域导致的温度分布先升高后降低且有高温区存在的情况,利用数值模拟的方法对比分析对冲型结构与带有环形挡板的圆管型结构微燃烧器的热特性。其次,针对平板型燃烧器提出渐缩渐扩平板型燃烧器和带有挡板的平板型燃烧器两种优化的结构。通过数值模拟的手段分析优化后的微燃烧器结构对燃烧器外表面温度分布的影响,并分析氢气/空气混合物入口速度以及当量比对燃烧器热特性的影响。最后,提出一种新的平板型微燃烧器构型——四角入口式的平板型微燃烧器。结果表明与...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无燃烧器的MTPV系统和无散热片的MTPV系统示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文物体的加热效果和电加热的效果相似 一公斤液化气的功率相当于方天然气的功率相当于 10 度电，根据各个省份的电价和气价比较射加热技术相比燃气红外加热技术节约 30%左右的能量 图 1-3 加热器[18]，该加热器长宽约 0.6m×0.6m，由 30 个微型燃烧器组成差大亦会导致辐射加热不均匀，影响产品质量，因此辐射加热所需烧器外表面温度分布的均匀性有很高的需求
图 1-4 文献[19]实验中微型燃烧室以及光电池[19]大学的左威[20-25]对微热光电系统中微燃烧器的几计的几何构型分别如图 1-5,1-6,1-7 所示 改进了结构 提出在微燃烧室中插入矩形肋的结构，如图区强化了燃烧室壁面与火焰间的传热 提出了椭燃烧和传热性能使得燃烧室辐射表面具有更高和通道 四通道的组合式微燃烧室，增加了微燃烧器的实用性，如图 1-7 所示 通过以上几种对燃烧度特性与传热性能 图 1-5 带有矩形肋的燃烧室结构[23]
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速对流加热技术及其在锻造炉中的应用[J]. 董芳尧,王道安. 工业炉. 2011(02)
[2]燃气辐射加热技术在耐火材料干燥的应用[J]. 申海波,任勍生,杨俊杰,付浩卡,彭世尼,廖雄. 煤气与热力. 2010(11)
[3]燃气定向辐照器经济性分析[J]. 路义萍,李炳熙,钟永明,冯大小. 哈尔滨理工大学学报. 2008(04)
[4]辐射管加热技术综述[J]. 涂卫国,刘赟赟,冯俊小,余凯. 工业炉. 2007(03)
[5]微型燃烧器热电转化实验研究[J]. 张永生,周俊虎,杨卫娟,刘茂省,岑可法. 中国电机工程学报. 2006(21)
[6]红外辐射技术在农副产品加工中的应用与进展[J]. 夏朝勇,朱文学,张仲欣. 农机化研究. 2006(01)
[7]正交设计在滑坡敏感性分析中的应用[J]. 倪恒,刘佑荣,龙治国. 岩石力学与工程学报. 2002(07)
博士论文
[1]微小型凹腔燃烧器中贫燃H2/空气火焰尖端分裂的形成机理研究[D]. 杨巍.华中科技大学 2018
[2]微热光电系统管式微燃烧器性能影响及优化研究[D]. 左威.湖南大学 2018
[3]微型燃烧器内燃烧与传热特性研究[D]. 李艳霞.北京工业大学 2012
[4]平板式微热光电系统能量转换过程的研究[D]. 唐爱坤.江苏大学 2011
[5]吉林省国有林区经济社会环境系统协调发展评价研究[D]. 李秀娟.北京林业大学 2008
[6]微尺度燃烧及其热电转化基础研究[D]. 张永生.浙江大学 2006
硕士论文
[1]新型回热燃烧器内甲烷/空气预混催化燃烧特性的数值研究[D]. 潘文丽.重庆大学 2015
[2]三阶突扩形微燃烧器燃烧特性研究及场协同分析[D]. 张振.湖南大学 2015
[3]甲烷微燃烧器预混燃烧过程场协同优化研究[D]. 刘豪杰.湖南大学 2015
[4]微型燃烧器燃烧特性优化及数值模拟[D]. 程义.河南科技大学 2014
[5]微型热光电系统的燃烧及辐射特性研究[D]. 李博.河南科技大学 2013
[6]微型热光电系统研究及基于灰色系统理论的优化分析[D]. 吴军.河南科技大学 2012
[7]微热光电系统中光电池、隔热管及燃烧管的研究[D]. 何振良.江苏大学 2008
本文编号：3023827
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无燃烧器的MTPV系统和无散热片的MTPV系统示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文物体的加热效果和电加热的效果相似 一公斤液化气的功率相当于方天然气的功率相当于 10 度电，根据各个省份的电价和气价比较射加热技术相比燃气红外加热技术节约 30%左右的能量 图 1-3 加热器[18]，该加热器长宽约 0.6m×0.6m，由 30 个微型燃烧器组成差大亦会导致辐射加热不均匀，影响产品质量，因此辐射加热所需烧器外表面温度分布的均匀性有很高的需求
图 1-4 文献[19]实验中微型燃烧室以及光电池[19]大学的左威[20-25]对微热光电系统中微燃烧器的几计的几何构型分别如图 1-5,1-6,1-7 所示 改进了结构 提出在微燃烧室中插入矩形肋的结构，如图区强化了燃烧室壁面与火焰间的传热 提出了椭燃烧和传热性能使得燃烧室辐射表面具有更高和通道 四通道的组合式微燃烧室，增加了微燃烧器的实用性，如图 1-7 所示 通过以上几种对燃烧度特性与传热性能 图 1-5 带有矩形肋的燃烧室结构[23]
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速对流加热技术及其在锻造炉中的应用[J]. 董芳尧,王道安. 工业炉. 2011(02)
[2]燃气辐射加热技术在耐火材料干燥的应用[J]. 申海波,任勍生,杨俊杰,付浩卡,彭世尼,廖雄. 煤气与热力. 2010(11)
[3]燃气定向辐照器经济性分析[J]. 路义萍,李炳熙,钟永明,冯大小. 哈尔滨理工大学学报. 2008(04)
[4]辐射管加热技术综述[J]. 涂卫国,刘赟赟,冯俊小,余凯. 工业炉. 2007(03)
[5]微型燃烧器热电转化实验研究[J]. 张永生,周俊虎,杨卫娟,刘茂省,岑可法. 中国电机工程学报. 2006(21)
[6]红外辐射技术在农副产品加工中的应用与进展[J]. 夏朝勇,朱文学,张仲欣. 农机化研究. 2006(01)
[7]正交设计在滑坡敏感性分析中的应用[J]. 倪恒,刘佑荣,龙治国. 岩石力学与工程学报. 2002(07)
博士论文
[1]微小型凹腔燃烧器中贫燃H2/空气火焰尖端分裂的形成机理研究[D]. 杨巍.华中科技大学 2018
[2]微热光电系统管式微燃烧器性能影响及优化研究[D]. 左威.湖南大学 2018
[3]微型燃烧器内燃烧与传热特性研究[D]. 李艳霞.北京工业大学 2012
[4]平板式微热光电系统能量转换过程的研究[D]. 唐爱坤.江苏大学 2011
[5]吉林省国有林区经济社会环境系统协调发展评价研究[D]. 李秀娟.北京林业大学 2008
[6]微尺度燃烧及其热电转化基础研究[D]. 张永生.浙江大学 2006
硕士论文
[1]新型回热燃烧器内甲烷/空气预混催化燃烧特性的数值研究[D]. 潘文丽.重庆大学 2015
[2]三阶突扩形微燃烧器燃烧特性研究及场协同分析[D]. 张振.湖南大学 2015
[3]甲烷微燃烧器预混燃烧过程场协同优化研究[D]. 刘豪杰.湖南大学 2015
[4]微型燃烧器燃烧特性优化及数值模拟[D]. 程义.河南科技大学 2014
[5]微型热光电系统的燃烧及辐射特性研究[D]. 李博.河南科技大学 2013
[6]微型热光电系统研究及基于灰色系统理论的优化分析[D]. 吴军.河南科技大学 2012
[7]微热光电系统中光电池、隔热管及燃烧管的研究[D]. 何振良.江苏大学 2008
本文编号：3023827
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