微催化燃烧室内氢气/空气预混合燃烧的特性

发布时间：2023-02-05 13:56

　　基于碳氢燃料的微动力系统具有成本低、能量密度高等优点,其应用前景广阔。微燃烧室作为微动力系统的核心部件,对微动力系统的整体性能有着重要的影响。随着燃烧室特征尺寸的减小,燃烧室面容比增大,使热损失增加,且自由基更易在壁面上失活,造成燃烧的不充分和不稳定。而催化燃烧由于具有污染较低、燃烧效率较高、可燃范围较宽、燃烧易稳定等优点,能有效地解决微尺度下燃烧过程中的难题。本文在分析国内外研究现状的基础上,对微催化燃烧室内氢气/空气预混合燃烧过程进行了研究。实验方面,加工了可视化微催化燃烧室,对微催化燃烧室内反应类型的转变过程进行了观测,并分析了当量比、流速和通道高度等因素对燃烧室内反应类型转变过程的影响。模拟方面,建立了微催化燃烧室内燃烧过程的数值模拟计算模型并对其进行了实验验证,计算得到了入口流速和当量比等参数对微催化燃烧室内燃烧特性的影响。论文的主要研究内容和成果如下:(1)成功实现了微催化燃烧室内反应类型的判定并获得反应类型转变所对应的当量比条件,其次分析研究了通道高度和混合气流量对燃烧状态转变特性的影响。采用平面激光诱导荧光技术(PLIF)观察OH自由基在微催化燃烧室内的分布,分别采用红...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微动力系统的应用
        1.2.1 带有运动部件的微动力系统
        1.2.2 不带有运动部件的微动力系统
    1.3 微尺度燃烧面临的挑战
    1.4 微催化燃烧
        1.4.1 催化燃烧的特点
        1.4.2 国内外微催化燃烧的研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第二章 微催化燃烧的实验装置及数值计算模型
    2.1 实验平台
        2.1.1 实验装置总图
        2.1.2 主要实验仪器介绍
        2.1.3 微催化燃烧室的设计
    2.2 数值计算模型
        2.2.1 物理模型
        2.2.2 数学模型
        2.2.3 化学反应动力学模型
        2.2.4 计算方法
        2.2.5 网格无关性验证
        2.2.6 实验验证
    2.3 本章小结
第三章 微尺度下反应类型转变特性的实验研究
    3.1 实验条件
    3.2 反应类型转变的判定
    3.3 通道高度对反应类型的影响
    3.4 混合气流量对反应类型的影响
    3.5 本章小结
第四章 不同类型反应时的燃烧特性
    4.1 不同类型反应时的温度分布
    4.2 不同类型反应时的组分分布
        4.2.1 纯表面催化反应时的组分分布
        4.2.2 发生表面耦合气相反应时的组分分布
        4.2.3 不同类型反应时组分分布的对比分析
    4.3 本章小结
第五章 流速对氢气/空气在微催化燃烧室内燃烧特性的影响
    5.1 流速对微催化燃烧室内反应类型转变的影响
    5.2 流速对微催化燃烧室内温度分布的影响
    5.3 流速对微催化燃烧室内组分分布的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 论文创新点
    6.3 建议及展望
参考文献
致谢
硕士期间的成果



本文编号：3735091