乙醇在微圆管内催化点火及燃烧特性研究
发布时间：2021-07-10 11:32
随着微型机电装置的迅速普及,微型燃烧系统的易于携带、能量密度高等优点逐渐被关注。目前大多数学者主要研究氢气、甲烷等气体燃料,与气体燃料相比,液体燃料具有易于携带,能量密度高等优点,而乙醇作为一种可持续发展的可再生液体燃料,具有腐蚀性小,能量密度较高,H/C比高等优点,而且乙醇是一种氧化燃料,含有近35%的氧,可减少燃烧产生的微粒和氮氧化物排放,是一种前景乐观的汽油替代燃料。目前对于乙醇的微尺度燃烧这方面的研究很少。本文主要以乙醇为研究对象,围绕乙醇的氧化动力学特性、催化点火和燃烧特性等方面进行实验和数值模拟研究,为乙醇在微型动力系统的应用提供实验理论基础和实验参考数据。在内径为4mm的石英管燃烧器中进行了富氧条件下乙醇在Pt/ZSM-5上的催化完全氧化动力学实验,建立了Power-rate law模型和Langmuir-Hinshelwood模型来表征乙醇的低温深度氧化反应,获得了乙醇催化氧化动力学参数,发现乙醇在催化剂表面的吸附能力比氧气强。在壁面加热点火的方式下,研究不同当量比、进口流速等操作条件下对乙醇的着火温度、稳燃温度、着火位置和峰值反应区域、转化率和散热损失等特性。研究显示...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池、几种碳氢（碳氢氧）化合物燃料能量密度的对比
浙江大学硕士学位论文1绪论3图1.2MIT制作的双推进剂微型火箭发动机Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研发了电极电解硝酸羟胺微型推进器，如图1.3所示，该推进器分为三层陶瓷片，体积为25.4mm*12.7mm*1mm，燃烧室的体积约为0.82mm3，最大产生约为197mN推力，可以产生3.1mNs的冲量，但是点火过程有延迟。Tang[8]制作出3600g，能够携带600g的丙烷的卫星推动器，该推动器以丙烷为燃料，能够产生50mN的推力，启动时间小于10ms。图1.3Yetter制作的电解式微型推进器及性能测试Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型内燃机微型内燃机主要作用是输出动量，比如微型燃气轮机、转子发动机、活塞发动机等。最早的微尺度内燃机是由MIT制作的[9]，结构如图1.4，整个装置由离心式压缩机、燃烧室和嵌入式发电机组成，设计功率为10-50W。
浙江大学硕士学位论文1绪论3图1.2MIT制作的双推进剂微型火箭发动机Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研发了电极电解硝酸羟胺微型推进器，如图1.3所示，该推进器分为三层陶瓷片，体积为25.4mm*12.7mm*1mm，燃烧室的体积约为0.82mm3，最大产生约为197mN推力，可以产生3.1mNs的冲量，但是点火过程有延迟。Tang[8]制作出3600g，能够携带600g的丙烷的卫星推动器，该推动器以丙烷为燃料，能够产生50mN的推力，启动时间小于10ms。图1.3Yetter制作的电解式微型推进器及性能测试Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型内燃机微型内燃机主要作用是输出动量，比如微型燃气轮机、转子发动机、活塞发动机等。最早的微尺度内燃机是由MIT制作的[9]，结构如图1.4，整个装置由离心式压缩机、燃烧室和嵌入式发电机组成，设计功率为10-50W。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙醇在Pt/ZSM-5上催化氧化动力学[J]. 苏佳乐,周俊虎,张兴,赵庆辰,王业峰,杨卫娟. 化工学报. 2018(10)
[2]微小圆管内正丁醇催化燃烧及动力学特性[J]. 赵庆辰,周俊虎,王业峰,龙宇,李欣婷,杨卫娟. 浙江大学学报(工学版). 2018(01)
[3]FTH-2催化剂上重芳烃烷基转移反应动力学研究[J]. 王延军,于继侗,曲亚辉,张傑. 工业催化. 2017(11)
[4]固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯动力学[J]. 周梦,孙晓红,王军峰,陈秀娜,李学坤,李稳宏. 化学反应工程与工艺. 2017(02)
[5]氢气辅助正丁烷催化着火特性[J]. 于亚薇. 燃烧科学与技术. 2015(04)
[6]高压反应釜中氢化蒽醌的氧化动力学研究[J]. 马知遥,方向晨,刘全杰,贾立明. 当代化工. 2015(06)
[7]C1-C4在Pt催化剂上的多相反应机理[J]. 熊鹏飞,钟北京,杨帆. 物理化学学报. 2011(09)
[8]不同外部风温对微尺度火焰的影响[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2011(01)
[9]负载型贵金属催化剂对乙醇汽油车排放的净化研究[J]. 朱玲,於俊杰,王学中. 车用发动机. 2009(02)
[10]乙醇均质压燃燃烧的化学反应动力学模拟[J]. 刘发发,谷艳华,彭亚平,李华,郭英男. 吉林大学学报(工学版). 2009(01)
博士论文
[1]微小圆管中碳氢及含氧燃料的催化燃烧和强化机制[D]. 邓尘.浙江大学 2016
硕士论文
[1]丙烷在燃烧器内的催化辅助点火及其燃烧特性研究[D]. 沈扬.浙江大学 2018
[2]微圆管内正丁醇催化燃烧特性研究[D]. 赵庆辰.浙江大学 2018
[3]微型圆管中正庚烷/空气预混催化燃烧特性实验研究[D]. 黄眺.浙江大学 2017
[4]低浓度甲烷催化燃烧泡沫碳化硅整体式催化剂制备及本征动力学研究[D]. 李默君.北京化工大学 2013
本文编号：3275834
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池、几种碳氢（碳氢氧）化合物燃料能量密度的对比
浙江大学硕士学位论文1绪论3图1.2MIT制作的双推进剂微型火箭发动机Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研发了电极电解硝酸羟胺微型推进器，如图1.3所示，该推进器分为三层陶瓷片，体积为25.4mm*12.7mm*1mm，燃烧室的体积约为0.82mm3，最大产生约为197mN推力，可以产生3.1mNs的冲量，但是点火过程有延迟。Tang[8]制作出3600g，能够携带600g的丙烷的卫星推动器，该推动器以丙烷为燃料，能够产生50mN的推力，启动时间小于10ms。图1.3Yetter制作的电解式微型推进器及性能测试Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型内燃机微型内燃机主要作用是输出动量，比如微型燃气轮机、转子发动机、活塞发动机等。最早的微尺度内燃机是由MIT制作的[9]，结构如图1.4，整个装置由离心式压缩机、燃烧室和嵌入式发电机组成，设计功率为10-50W。
浙江大学硕士学位论文1绪论3图1.2MIT制作的双推进剂微型火箭发动机Fig1.2Thebipropellantmicro-thrusterdevelopedbyMITYetter[7]等人研发了电极电解硝酸羟胺微型推进器，如图1.3所示，该推进器分为三层陶瓷片，体积为25.4mm*12.7mm*1mm，燃烧室的体积约为0.82mm3，最大产生约为197mN推力，可以产生3.1mNs的冲量，但是点火过程有延迟。Tang[8]制作出3600g，能够携带600g的丙烷的卫星推动器，该推动器以丙烷为燃料，能够产生50mN的推力，启动时间小于10ms。图1.3Yetter制作的电解式微型推进器及性能测试Fig1.3Schematicoftheelectrolyticmicro-thrusterandperformancetestbyYetter（2）微型内燃机微型内燃机主要作用是输出动量，比如微型燃气轮机、转子发动机、活塞发动机等。最早的微尺度内燃机是由MIT制作的[9]，结构如图1.4，整个装置由离心式压缩机、燃烧室和嵌入式发电机组成，设计功率为10-50W。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙醇在Pt/ZSM-5上催化氧化动力学[J]. 苏佳乐,周俊虎,张兴,赵庆辰,王业峰,杨卫娟. 化工学报. 2018(10)
[2]微小圆管内正丁醇催化燃烧及动力学特性[J]. 赵庆辰,周俊虎,王业峰,龙宇,李欣婷,杨卫娟. 浙江大学学报(工学版). 2018(01)
[3]FTH-2催化剂上重芳烃烷基转移反应动力学研究[J]. 王延军,于继侗,曲亚辉,张傑. 工业催化. 2017(11)
[4]固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯动力学[J]. 周梦,孙晓红,王军峰,陈秀娜,李学坤,李稳宏. 化学反应工程与工艺. 2017(02)
[5]氢气辅助正丁烷催化着火特性[J]. 于亚薇. 燃烧科学与技术. 2015(04)
[6]高压反应釜中氢化蒽醌的氧化动力学研究[J]. 马知遥,方向晨,刘全杰,贾立明. 当代化工. 2015(06)
[7]C1-C4在Pt催化剂上的多相反应机理[J]. 熊鹏飞,钟北京,杨帆. 物理化学学报. 2011(09)
[8]不同外部风温对微尺度火焰的影响[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2011(01)
[9]负载型贵金属催化剂对乙醇汽油车排放的净化研究[J]. 朱玲,於俊杰,王学中. 车用发动机. 2009(02)
[10]乙醇均质压燃燃烧的化学反应动力学模拟[J]. 刘发发,谷艳华,彭亚平,李华,郭英男. 吉林大学学报(工学版). 2009(01)
博士论文
[1]微小圆管中碳氢及含氧燃料的催化燃烧和强化机制[D]. 邓尘.浙江大学 2016
硕士论文
[1]丙烷在燃烧器内的催化辅助点火及其燃烧特性研究[D]. 沈扬.浙江大学 2018
[2]微圆管内正丁醇催化燃烧特性研究[D]. 赵庆辰.浙江大学 2018
[3]微型圆管中正庚烷/空气预混催化燃烧特性实验研究[D]. 黄眺.浙江大学 2017
[4]低浓度甲烷催化燃烧泡沫碳化硅整体式催化剂制备及本征动力学研究[D]. 李默君.北京化工大学 2013
本文编号：3275834
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