环形驻涡燃烧室燃烧与污染物排放特性研究

发布时间：2017-11-02 16:05

  本文关键词：环形驻涡燃烧室燃烧与污染物排放特性研究

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【摘要】：驻涡燃烧室(Trapped vortex combustor, TVC)技术是近几年内引起广泛关注的一项新型燃烧技术,它具有燃烧效率高、火焰稳定性好以及污染物排放低等特点。气流绕过阻碍物时会因流体的惯性和粘性作用而形成驻涡,燃气和空气在此区域先引燃,高温燃气再将下游气体点燃从而达到火焰稳定的目的。详细的燃烧反应机理规模庞大,难以应用于复杂的燃烧计算中,因此大部分数值模拟并没有包含对化学机理的深入考虑,往往不能全面、精确地描述火焰特征,尤其是对污染物排放情况的预报方面。因此,有必要在保证精度的前提下对详细机理进行简化,再应用于实际的燃烧模拟。本文以甲烷为燃料,首先将甲烷Gri-Mech3.0详细机理通过敏感性分析法简化为17组分23步的简化机理,并验证了该简化机理在预测燃烧和污染物排放特性方面与详细机理的一致性。其次,导入简化机理进行数值模拟,探究不同当量比和质量入口条件下环形TVC燃烧及污染物排放特性,结论如下：当量比在0.6-0.85范围内,环形TVC都能稳定燃烧,且随着当量比增加,总压损失增大,出口温度递增,出口温度分布更均匀,污染物排放加剧；进口质量流量在0.45-0.65kg/s范围内,燃烧火焰稳定,且随进口质量流量增加,出口温度略降低,出口温度不均匀度增加,污染物排放有所减少。
【关键词】：环形驻涡燃烧室 简化机理 燃烧特性 污染物排放
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V231.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 驻涡燃烧室发展进程及研究现状10-18
• 1.2.1 驻涡燃烧室发展进程10-15
• 1.2.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 基础理论介绍18-21
• 1.3.1 计算流体力学概述18-19
• 1.3.2 Chemkin软件介绍19-20
• 1.3.3 Fluent软件介绍20-21
• 1.4 研究目的和研究的主要内容21-22
• 第2章 化学反应动力学及机理简化22-36
• 2.1 化学反应动力学概述22-23
• 2.2 化学反应机理的简化23-26
• 2.2.1 机理简化的意义23-24
• 2.2.2 机理简化的方法24-26
• 2.2.3 敏感性分析方法原理介绍26
• 2.3 简化过程及结果26-32
• 2.3.1 计算条件26-27
• 2.3.2 简化过程27-31
• 2.3.3 简化结果31-32
• 2.4 简化机理的验证32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 数值计算模型及方法36-49
• 3.1 环形驻涡燃烧室物理模型36-37
• 3.2 基本控制方程37-40
• 3.3 湍流模型40-43
• 3.3.1 湍流模型介绍40
• 3.3.2 k-ε模型选择40-42
• 3.3.3 近壁面处理42-43
• 3.4 燃烧模型43-44
• 3.5 NOx生成模型44-46
• 3.6 计算有效验证46-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第4章 环形驻涡燃烧室的数值模拟研究49-63
• 4.1 计算模型及方法49-50
• 4.2 当量比变化对环形TVC燃烧特性的影响50-57
• 4.2.1 流线分布分析50-52
• 4.2.2 温度分布分析52-54
• 4.2.3 污染物排放分析54-57
• 4.3 进口质量流量变化对环形TVC燃烧特性的影响57-62
• 4.3.1 流线分布分析57-58
• 4.3.2 温度分布分析58-60
• 4.3.3 污染物排放分析60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 结论63-64
• 参考文献64-67
• 攻读学位期间公开发表论文67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 何小民;许金生;苏俊卿;;驻涡燃烧室燃烧性能试验[J];航空动力学报;2009年02期

2 徐晓光,徐明厚,乔瑜;反应动力学机理简化的研究现状及进展[J];煤炭转化;2004年04期

3 邓洋波;孙海涛;王玉龙;严春吉;;氢燃料先进旋涡燃烧室流动和燃烧特性[J];航空动力学报;2013年01期

4 何小民;秦伟林;朱志新;牛志刚;费立群;彭力;杨承宇;;冲压发动机驻涡燃烧室燃烧性能试验[J];航空动力学报;2015年01期

5 肖合林;姜涛;宋秀萍;;液化石油气HCCI燃烧反应机理简化与分析[J];武汉理工大学学报;2012年08期

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1 张敏;环形驻涡燃烧室冷态流动特性的数值研究[D];大连海事大学;2013年

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本文编号：1132243