进气参数对微燃烧室内甲烷/空气预混燃烧特性的影响
发布时间：2021-07-14 08:25
微尺度燃烧的研究对于提高微型动力系统的性能具有重要意义,同时也将丰富燃烧学基础理论。本文基于对国内外相关研究动态的分析,针对预热后的预混气体在微燃烧室内的燃烧过程进行研究,对燃烧室内部的CH4/Air预混合燃烧进行了相关测试,分析了不同入口参数下甲烷和空气预混合燃烧特性,并获得了预热作用对燃烧过程的影响规律。论文的主要工作和成果如下:（1）搭建了可对入口预混气体进行预热的可视化微燃烧实验测试平台,并加工了不同通道高度的燃烧室,针对不同入口参数下的燃烧室内预混火焰燃烧过程、可燃界限和外壁面温度进行了实验测试。同时,建立了微尺度下甲烷空气预混燃烧的数值计算三维模型,并进行了实验验证。（2）通过实验测试分析了提高入口混合气温度对燃烧室的可燃界限以及外壁面温度分布的影响。结果表明:提高进气温度后通道高度为3.0 mm的燃烧室内火焰稳定燃烧的范围较常温时明显扩大,说明预热有助于增强燃烧的稳定性。且预热后的甲烷/空气预混火焰可稳定燃烧时的最小通道高度由常温下的2.5mm降低至2.0 mm。在通道高度为2.0 mm的燃烧室内,低流量下的富燃和贫燃极限范围较高流量时缩小较为显著,...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳氢燃料与现有电池能量密度的对比
图 1.2 微型燃气轮机示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of micro gas turbine微型燃气轮机实现了燃料的化学能向机械能的转化，图 1.2 为微型燃气计图样。它的工作原理是空气经压缩机压缩后与燃料先进行混合，随后微型燃烧器内点火燃烧，混合燃气温度升高后膨胀，进而推动涡轮机的高速旋转。法国航空航天研究院 Dessornes 等人[3]一直致力于从事 Deca，旨在实现微型燃气轮机的输出功率能够达到 50 W～100 W。他们设计径为 22.0 mm，高度为 32.0 mm 的微型燃气轮机（如图 1.3（a）所示）在相同的子午面上设有 24 个空气喷射器和 24 个燃料喷射器，实验测试安装如图 1.3（b）所示。该发动机基于 Brayton-Joule 循环，包括了直0 mm 的离心式压缩机（及其测试台如图 1.3（c）所示），径向汽轮机和室。该燃气轮机在额定速率工作时燃料转化为电能的总效率为 5%～1出功率预计高达 200W/kg。初步测试的结果表明，微型发电机的转速
（c）微型压缩机及其测试台图 1.3 法国航空航天研究院[3]研制的微型燃气轮机Fig. 1.3 Micro gas-turbine engine made by ONERA[3]型三角转子发动机04 年英国伯明翰大学[4]研发出了一种微型转子式发动机，该类发动机采形的转子，以替代传统的活塞来压缩特殊形状燃烧室中的预混合气体计中三角形转子的材料是镍，其熔点高达 1455℃，足够承受燃烧过程过程中的高温。为了避免发动机尺寸减小导致热损失过大引起燃烧不稳，三角形转子的每一边都设计了凹腔，目的是扩大燃烧室的容积使得燃热量增加。凹腔将转子分成了四层，其中两层保持原始的凸形状，而原则被凹腔直接分割成中间的两层，如图 1.4（a）所示。这些凹腔改善了形状，且使得燃烧室的体积增加了 1.432 mm3。该发动机的总设计尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]入口温度对微型凹腔燃烧器中H2/air燃烧效率的影响[J]. 杨巍,范爱武. 工程热物理学报. 2016(07)
[2]微小型凹腔燃烧器内甲烷/空气预混火焰特性[J]. 万建龙,刘毅,范爱武,皮博明,杜一庆. 化工学报. 2014(09)
[3]肋片对微小燃烧室内甲烷燃烧与传热特性影响[J]. 李艳霞,刘中良,宫小龙,桑丽霞. 陶瓷学报. 2012(02)
[4]微尺度燃烧过程中传热准则数分析[J]. 潘剑锋,周俊,唐爱坤,邵霞,薛宏. 农业机械学报. 2011(12)
[5]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)
[6]燃料气体预热温度对微燃烧器性能影响的分析[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 农业机械学报. 2010(08)
[7]微细直管内预热气体燃烧的数值模拟[J]. 崔强,杨卫娟,汪洋,周俊虎,黄镇宇,岑可法. 中国科技论文在线. 2010(08)
[8]提升反应温度对微尺度火焰稳定性的改善[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 燃烧科学与技术. 2010(03)
[9]微热光电系统中多孔介质燃烧室性能试验[J]. 潘剑锋,张会峰,唐爱坤,李德桃,丁建宁,薛宏. 农业机械学报. 2010(05)
[10]微热光电系统原型的设计制造和测试[J]. 潘剑锋,杨文明,李德桃,黄俊. 工程热物理学报. 2005(05)
硕士论文
[1]微通道内腔体结构对甲烷催化燃烧特性影响的数值研究[D]. 李立亚.重庆大学 2015
本文编号：3283783
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳氢燃料与现有电池能量密度的对比
图 1.2 微型燃气轮机示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of micro gas turbine微型燃气轮机实现了燃料的化学能向机械能的转化，图 1.2 为微型燃气计图样。它的工作原理是空气经压缩机压缩后与燃料先进行混合，随后微型燃烧器内点火燃烧，混合燃气温度升高后膨胀，进而推动涡轮机的高速旋转。法国航空航天研究院 Dessornes 等人[3]一直致力于从事 Deca，旨在实现微型燃气轮机的输出功率能够达到 50 W～100 W。他们设计径为 22.0 mm，高度为 32.0 mm 的微型燃气轮机（如图 1.3（a）所示）在相同的子午面上设有 24 个空气喷射器和 24 个燃料喷射器，实验测试安装如图 1.3（b）所示。该发动机基于 Brayton-Joule 循环，包括了直0 mm 的离心式压缩机（及其测试台如图 1.3（c）所示），径向汽轮机和室。该燃气轮机在额定速率工作时燃料转化为电能的总效率为 5%～1出功率预计高达 200W/kg。初步测试的结果表明，微型发电机的转速
（c）微型压缩机及其测试台图 1.3 法国航空航天研究院[3]研制的微型燃气轮机Fig. 1.3 Micro gas-turbine engine made by ONERA[3]型三角转子发动机04 年英国伯明翰大学[4]研发出了一种微型转子式发动机，该类发动机采形的转子，以替代传统的活塞来压缩特殊形状燃烧室中的预混合气体计中三角形转子的材料是镍，其熔点高达 1455℃，足够承受燃烧过程过程中的高温。为了避免发动机尺寸减小导致热损失过大引起燃烧不稳，三角形转子的每一边都设计了凹腔，目的是扩大燃烧室的容积使得燃热量增加。凹腔将转子分成了四层，其中两层保持原始的凸形状，而原则被凹腔直接分割成中间的两层，如图 1.4（a）所示。这些凹腔改善了形状，且使得燃烧室的体积增加了 1.432 mm3。该发动机的总设计尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]入口温度对微型凹腔燃烧器中H2/air燃烧效率的影响[J]. 杨巍,范爱武. 工程热物理学报. 2016(07)
[2]微小型凹腔燃烧器内甲烷/空气预混火焰特性[J]. 万建龙,刘毅,范爱武,皮博明,杜一庆. 化工学报. 2014(09)
[3]肋片对微小燃烧室内甲烷燃烧与传热特性影响[J]. 李艳霞,刘中良,宫小龙,桑丽霞. 陶瓷学报. 2012(02)
[4]微尺度燃烧过程中传热准则数分析[J]. 潘剑锋,周俊,唐爱坤,邵霞,薛宏. 农业机械学报. 2011(12)
[5]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)
[6]燃料气体预热温度对微燃烧器性能影响的分析[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 农业机械学报. 2010(08)
[7]微细直管内预热气体燃烧的数值模拟[J]. 崔强,杨卫娟,汪洋,周俊虎,黄镇宇,岑可法. 中国科技论文在线. 2010(08)
[8]提升反应温度对微尺度火焰稳定性的改善[J]. 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法. 燃烧科学与技术. 2010(03)
[9]微热光电系统中多孔介质燃烧室性能试验[J]. 潘剑锋,张会峰,唐爱坤,李德桃,丁建宁,薛宏. 农业机械学报. 2010(05)
[10]微热光电系统原型的设计制造和测试[J]. 潘剑锋,杨文明,李德桃,黄俊. 工程热物理学报. 2005(05)
硕士论文
[1]微通道内腔体结构对甲烷催化燃烧特性影响的数值研究[D]. 李立亚.重庆大学 2015
本文编号：3283783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3283783.html
