均温燃气炉设计及其特性研究
发布时间：2021-06-28 15:26
目前我国某企业第一批太阳能斯特林发动机已经完成试制,为了保证实用阶段的可靠性,急需设计出一套试验台来对它的性能以及寿命进行评定。本文以验证斯特林发动机性能的燃气式加热炉为研究对象,采用改变结构和数值模拟的研究方法,重点研究燃气炉的加热效率及均温性。在结构设计方面,根据发动机的尺寸和经验,设计了一种平焰式燃气燃烧器,利用空气和燃气管道设置形成环形火焰,选用了多孔结构的平焰燃烧器,该燃烧器能够提供均匀的面状火焰,8个均布燃气进口,每个燃气进口周围6个均布空气进口,燃气和空气直射入炉膛内,在炉膛内进行混合后燃烧。通过改变燃烧器的燃气和空气进气口的数量、回气管的位置和数量以及增加辐射板等,研究加热炉内部的流场规律。在数值模拟方面,对加热炉的结构进行优化,并对次结构的加热炉进行流场分析及特性研究。通过改变燃烧器的燃气和空气进气口的数量、回气管的位置和数量以及辐射板等结构参数,对比分析不同的模拟结果,最终确定8个燃气且每个燃气进口分布6个空气进口,12个回气管对称布置的加热炉结构,满足对斯特林发动机热腔端口的加热要求。为了对所设计加热炉的加热效果进行验证,对加热炉用三维建模软件Solidworks...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碟式斯特林太阳能集光器
抗冲击能力弱。电加热和燃气加热两种加热方式进行分析时，主要考虑的因热的稳定性、加热功率、加热设备寿命等，最终确定选择燃气热炉的加热方案。目前国内还没有针对斯特林发动机性能验证料，只能靠经验进行设计，然后不断的摸索，所以本次设计的论分析与仿真分析相结合的方法[40]。炉的总体结构炉中传热方法主要有对流和辐射两种方法，通过前期资料的查和辐射任意一种加热方法，热效率都很低，达不到斯特林发动能使其稳定长期的工作，因此，本次采用对流加辐射混合的设计的燃气炉包括炉体、平焰燃烧器、辐射板、回气管、集热成，其中集热腔用于连接燃气炉和发动机，并保护发动机。本构简图如图 2.1 所示。
、检测部分、控制部分等。燃气炉结构如图 2.1 所示，燃气燃烧器能产满足加热均匀性的受热要求，高温焰气经过辐射板，将部分对流热转热，用于增强热流密度。高温烟气经回气管进入换热装置，加热鼓入的了能源利用效率。燃气和空气经过比例阀调节输出，实现输出最大功率
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃煤锅炉改造中的燃气燃烧器设计研究[J]. 李雪晨,肖俊生,祁皓宽. 科技风. 2018(26)
[2]加热炉换热器实验与数值模拟研究[J]. 吕志超,韩仁志,刘坤,邱佳文,马光宇,李卫东,刘常鹏. 冶金能源. 2017(S2)
[3]斯特林式空间无线能量传输系统设计与仿真[J]. 钟铭亮,李运泽,刘佳,田少平,张红生. 太阳能学报. 2017(01)
[4]原粮风选机气固两相流数值模拟的研究[J]. 许爱荣,马帅. 山东工业技术. 2016(04)
[5]低NOx燃气燃烧器结构设计及性能试验[J]. 姬海民,李红智,姚明宇,聂剑平. 热力发电. 2015(02)
[6]小型斯特林发电测试系统的设计[J]. 陈凯. 能源与节能. 2014(06)
[7]浅析苏里格烃类污油处理厂加热炉运行分析[J]. 高立斌,石凯,何小平,贺庆庆. 中国石油和化工标准与质量. 2014(10)
[8]斯特林发动机用燃气燃烧器设计研究[J]. 来跃深,高慧岭,刘建设. 科技视界. 2014(01)
[9]斯特林热机的可行性分析与展望[J]. 姜昱祥,张营,冯允茹. 山东工业技术. 2013(15)
[10]节能环保型燃烧器技术特点分析及应用[J]. 韩春雨. 油气田环境保护. 2012(06)
博士论文
[1]低NOx排放微型燃气轮机燃烧室的数值模拟及实验研究[D]. 汪凤山.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009
[2]采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析[D]. 汪海贵.哈尔滨工程大学 2004
[3]高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究[D]. 欧俭平.中南大学 2004
硕士论文
[1]a型斯特林发动机热效率的数值算法与优化[D]. 郑天轶.华中科技大学 2016
[2]燃煤锅炉燃高焦炉煤气的改造与应用研究[D]. 齐金龙.哈尔滨工业大学 2016
[3]开窗对具有辐射冷顶板空调系统的室内热环境的影响分析[D]. 钱佳炜.湖南大学 2015
[4]回转式空气预热器作为SCR反应器的数值模拟研究[D]. 宋彦美.山东大学 2015
[5]微通道中高浓度悬浮液流动及颗粒分布的CFD模拟[D]. 李俊宏.重庆大学 2014
[6]某发动机用燃气燃烧器设计与性能仿真[D]. 高慧岭.西安工业大学 2014
[7]油田加热炉几何结构的优化[D]. 司马英杰.东北石油大学 2013
[8]生物质气化模拟与生物燃气特性分析[D]. 刘宗攀.天津大学 2012
[9]水泥回转窑劣质煤富氧燃烧器设计及数值模拟研究[D]. 宗滇.北京工业大学 2012
[10]管壳式换热器内部三维流场数值模拟[D]. 张之东.河北科技大学 2012
本文编号：3254573
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碟式斯特林太阳能集光器
抗冲击能力弱。电加热和燃气加热两种加热方式进行分析时，主要考虑的因热的稳定性、加热功率、加热设备寿命等，最终确定选择燃气热炉的加热方案。目前国内还没有针对斯特林发动机性能验证料，只能靠经验进行设计，然后不断的摸索，所以本次设计的论分析与仿真分析相结合的方法[40]。炉的总体结构炉中传热方法主要有对流和辐射两种方法，通过前期资料的查和辐射任意一种加热方法，热效率都很低，达不到斯特林发动能使其稳定长期的工作，因此，本次采用对流加辐射混合的设计的燃气炉包括炉体、平焰燃烧器、辐射板、回气管、集热成，其中集热腔用于连接燃气炉和发动机，并保护发动机。本构简图如图 2.1 所示。
、检测部分、控制部分等。燃气炉结构如图 2.1 所示，燃气燃烧器能产满足加热均匀性的受热要求，高温焰气经过辐射板，将部分对流热转热，用于增强热流密度。高温烟气经回气管进入换热装置，加热鼓入的了能源利用效率。燃气和空气经过比例阀调节输出，实现输出最大功率
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃煤锅炉改造中的燃气燃烧器设计研究[J]. 李雪晨,肖俊生,祁皓宽. 科技风. 2018(26)
[2]加热炉换热器实验与数值模拟研究[J]. 吕志超,韩仁志,刘坤,邱佳文,马光宇,李卫东,刘常鹏. 冶金能源. 2017(S2)
[3]斯特林式空间无线能量传输系统设计与仿真[J]. 钟铭亮,李运泽,刘佳,田少平,张红生. 太阳能学报. 2017(01)
[4]原粮风选机气固两相流数值模拟的研究[J]. 许爱荣,马帅. 山东工业技术. 2016(04)
[5]低NOx燃气燃烧器结构设计及性能试验[J]. 姬海民,李红智,姚明宇,聂剑平. 热力发电. 2015(02)
[6]小型斯特林发电测试系统的设计[J]. 陈凯. 能源与节能. 2014(06)
[7]浅析苏里格烃类污油处理厂加热炉运行分析[J]. 高立斌,石凯,何小平,贺庆庆. 中国石油和化工标准与质量. 2014(10)
[8]斯特林发动机用燃气燃烧器设计研究[J]. 来跃深,高慧岭,刘建设. 科技视界. 2014(01)
[9]斯特林热机的可行性分析与展望[J]. 姜昱祥,张营,冯允茹. 山东工业技术. 2013(15)
[10]节能环保型燃烧器技术特点分析及应用[J]. 韩春雨. 油气田环境保护. 2012(06)
博士论文
[1]低NOx排放微型燃气轮机燃烧室的数值模拟及实验研究[D]. 汪凤山.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009
[2]采用天然气的小型斯特林冷热电三联供关键技术研究和应用分析[D]. 汪海贵.哈尔滨工程大学 2004
[3]高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究[D]. 欧俭平.中南大学 2004
硕士论文
[1]a型斯特林发动机热效率的数值算法与优化[D]. 郑天轶.华中科技大学 2016
[2]燃煤锅炉燃高焦炉煤气的改造与应用研究[D]. 齐金龙.哈尔滨工业大学 2016
[3]开窗对具有辐射冷顶板空调系统的室内热环境的影响分析[D]. 钱佳炜.湖南大学 2015
[4]回转式空气预热器作为SCR反应器的数值模拟研究[D]. 宋彦美.山东大学 2015
[5]微通道中高浓度悬浮液流动及颗粒分布的CFD模拟[D]. 李俊宏.重庆大学 2014
[6]某发动机用燃气燃烧器设计与性能仿真[D]. 高慧岭.西安工业大学 2014
[7]油田加热炉几何结构的优化[D]. 司马英杰.东北石油大学 2013
[8]生物质气化模拟与生物燃气特性分析[D]. 刘宗攀.天津大学 2012
[9]水泥回转窑劣质煤富氧燃烧器设计及数值模拟研究[D]. 宗滇.北京工业大学 2012
[10]管壳式换热器内部三维流场数值模拟[D]. 张之东.河北科技大学 2012
本文编号：3254573
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