反扩散推举火焰稳定性及自由基辐射特性研究

发布时间：2021-05-08 08:33

　　气态烃类包括天然气、焦炉气、页岩气等。当前国内外以气态烃为原料的合成气制备工艺已发展得较为成熟。以合成气为原料制备的下游产品种类众多,且经济效益较高,目前已实现工业化。反扩散推举火焰是一种重要的射流扩散火焰形式,在天然气非催化制合成气等工业领域中应用广泛。火焰光谱诊断可确定火焰的位置、当量比等宏观性质,并反映火焰自身的特征及稳定性等。通过光谱诊断的方法可以更加全面地了解火焰氧化还原反应过程,从而更好地对火焰进行监控,为工业装置稳定运行提供基础。本文以CH4/O2反扩散推举火焰作为研究对象,对反扩散推举火焰的推举特性进行研究,考察不同工况条件对火焰OH*和CH*自由基辐射特性、推举高度以及形态转变（附着、推举、吹熄）的影响。应用ANSYS模拟软件,建立二维模型模拟反扩散推举火焰实验工况,对火焰不同位置的OH*自由基的生成路径和反应机理进行详细分析,为火焰诊断奠定理论基础。结果表明:（1）在甲烷/氧气反扩散推举火焰中,火焰根部位置上方3mm处反应最为强烈。随气速的增大,OH*自由基辐射强度峰值逐渐减小,火焰高度逐渐降低,同时OH*径向尺寸减小,火焰的氧化还原反应区整体向下移动,而主反应区逐... 

【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 火焰光谱诊断技术现状
        1.2.1 化学发光反应机理
        1.2.2 火焰光谱诊断技术的应用
    1.3 反扩散火焰稳定特性研究现状
        1.3.1 推举火焰燃烧特性的研究进展
        1.3.2 不同燃烧器喷嘴结构对反扩散火焰稳定性影响
    1.4 课题研究内容
第二章 反扩散推举火焰稳定性与光谱辐射特性研究
    2.1 实验装置及条件
        2.1.1 实验装置
        2.1.2 实验条件
    2.2 反扩散推举火焰光谱辐射特性研究
        2.2.1 氧气气速对反扩散推举火焰光谱辐射特性的影响
        2.2.2 反扩散推举火焰的火焰特性变化规律
    2.3 反扩散推举火焰模型及数值条件
        2.3.1 几何模型
        2.3.2 模型及数值求解条件
        2.3.3 边界条件设定
        2.3.4 模型校验
    2.4 反扩散推举火焰OH~*生成机理
    2.5 本章小结
第三章 燃烧器喷嘴结构对反扩散火焰影响
    3.1 实验装置及条件
        3.1.1 实验装置
        3.1.2 实验条件
    3.2 喷嘴端面厚度对反扩散火焰稳定性影响
        3.2.1 喷嘴厚度对火焰稳定特性的影响
        3.2.2 喷嘴厚度对火焰OH~*辐射特性的影响
    3.3 喷嘴入射角对反扩散火焰稳定性影响
        3.3.1 喷嘴入射角对火焰稳定特性的影响
        3.3.2 喷嘴入射角对火焰OH~*辐射特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
硕士在读期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]CH4/CO2非预混射流火焰燃烧特性实验研究[J]. 陈钰方,张孝春,李星,张京,汪小憨,赵黛青.  燃烧科学与技术. 2019(06)
[2]合成气综合利用分析[J]. 谢卫东.  当代石油石化. 2018(09)
[3]烃类燃料燃烧过程中中间产物的光谱测量[J]. 李金义,魏莹莹,杨森,王伟峰,侯艳霞.  激光杂志. 2018(03)
[4]基于炉口火焰辐射测温的转炉终温预测研究[J]. 邵艳明,陈延如,赵琦,周木春,窦晓宇.  光谱学与光谱分析. 2015(11)
[5]甲烷/氧气层流反扩散火焰形态及滞后特性研究[J]. 李新宇,代正华,徐月亭,李超,王辅臣.  物理学报. 2015(02)
[6]天然气催化部分氧化制合成气工艺模拟及中试放大[J]. 庄志国,董振,魏伟胜,徐建.  石化技术与应用. 2013(05)
[7]气态烃转化制合成气技术分析[J]. 代正华,胡敏,徐月亭,王辅臣.  化学世界. 2012(S1)
[8]当量比和初始混合模式对无焰燃烧的影响[J]. 李鹏飞,王飞飞,米建春,梅振锋.  工程热物理学报. 2011(09)
[9]天然气非催化部分氧化反应机理模拟[J]. 周新文,陈彩霞,王辅臣.  华东理工大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]扩散燃烧流场的PIV测试方法探讨[J]. 杨浩林,赵黛青,杨卫斌.  工程热物理学报. 2007(S2)



本文编号：3175014