微型圆管中正庚烷/空气预混催化燃烧特性实验研究

发布时间：2024-03-20 05:41

　　随着微型推进器、微型传感技术、微电子机械及微加工技术的逐渐发展,毫瓦到瓦级动力源的要求越来越高。传统的充电式电源受限于能量密度和充电时间,并不是最佳的选择,基于燃烧的微型燃烧系统具有体积小、能量密度高、持续时间长以及补充燃料方便快捷等优势,逐渐受到人们的关注。随着尺度减小,燃烧器面积/体积比急剧增大,燃烧稳定性和燃烧效率随之发生变化;探究催化燃烧的尺度效应对微尺度能源系统的影响成为微尺度能源系统的重要问题之一。本文围绕这个科学问题,开展了正庚烷在微型燃烧器内燃烧特性和尺度效应的实验研究,获得了不同当量比及入口流速下正庚烷催化燃烧特性和尺度效应对正庚烷催化燃烧的影响。在微型石英玻璃圆管内进行正庚烷/空气预混催化燃烧特性实验,采用填充床布置Pt催化剂,Ce0.8Zr0.202为载体,主要研究了催化活性、燃烧器壁温、最高温度、转化率、壁面散热等特性。催化活性实验测得正庚烷在Φ = 0.5的条件下的着火温度为452K,且稳定的催化燃烧可以在低于500K温度下发生。自稳燃烧中,随着雷诺数增大,壁面最高温度逐渐向下游移动,且高温区扩大,Φ = 0.5和Φ=1两种条件下燃烧器外壁最高温度均在Re= ...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１不同能源系统的能量密度??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅｎｅｒｇｙ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?出ｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｙｓｔｅｍｓ??

酵等ｐ’４］，随着研究的深入，有必要对这些燃料在微尺度条件下燃燒进行详细研??究。相比常规的化学电池，碳氨燃料质量轻、燃烧产物污染小且其能量密度可Ｗ??巧到当前最先进的可充电电池的几十倍，如图１所示，常见的甲烧、乙醇和柴油??等燃料的能量密度是键电池能量密度的几个量级，研究表明：....

图１．４正庚烧分子结构??

ｌｏｗ?Ｔ??ｂｒａｎｃｈｉｎｇ??图１．３正庚焼＾相燃烧机理??Ｆｉｇ．１．３?Ｇａｓｐｈａｓｅ?ｃｏｍｂｕ巧ｉｏｎ?ｏｆ?ｎ－ｈｅｐｔａｎｅ??１０??

图２．１懼化剂和载体形态??

（Ｈ２ＰｔＣｋ．６Ｈ２〇）溶液中，随后在ｌＯＯ’Ｃ的烘箱中烘干１２小时，得到固体粉末，将??围体粉末放在Ｈ２氛困为３－５％的还原气中还原３小时即可得到实验要求的傕化??剂。图２．１是实验室制Ｐｔ／得的Ｃｅ〇．ｓＺｒ〇．２〇２和Ｃｅ〇．ｓＺｒ〇．２〇２外观形态对比。表２．１??是采....

图２．３燃烧器结构示意图??

图２．３燃烧器结构示意图??Ｆｉｇ．２．３?Ｍｉｃｒｏｓｃａｌｅ?ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??实验室所用的注射冢由保定兰格恒流系有限公司生产，如图２．４所示，型号??为Ｌ沈０１－１ＢＨ，流量范围为０．０９ｍｌ／ｎｉｉｎ－?１２４．３６ｍｌ／ｍｍ，每微步推进距离为??....

本文编号：3933045