微小圆管中碳氢及含氧燃料的催化燃烧和强化机制

发布时间：2021-11-04 06:16

　　为提高微燃烧系统的能量密度和品质,碳氢燃料及含氧替代燃料的微尺度燃烧成为微型能源系统发展的突破方向之一。然而目前国内外关于液体燃料微尺度燃烧的研究尚未形成完整的理论体系。碳氢燃料和含氧燃料在微尺度环境下的催化燃烧性能,燃料理化特性和分子结构特性与其微尺度催化燃烧特性的关联,以及微型缩放喷管结构强化燃烧的机理,这些问题仍待求解。围绕以上科学问题,本文通过实验和CFD模拟的方式对氢气、甲烷、甲醇、乙醇、二甲醚等燃料在微圆管填充式催化燃烧器和微型缩放喷管中的燃烧开展了以下研究：探讨了甲烷微尺度催化燃烧空间尺度和时间尺度的协同作用；获取了甲烷、甲醇、乙醇、二甲醚的微尺度催化燃烧特性,并对比了燃料分子中OH官能团、碳链差异和醚键与催化燃烧特性差异的关联；分析了乙醇和二甲醚这对同分异构燃料导致催化剂失活的作用机制；揭示了微尺度缩放喷管强化燃烧的机理。对比了甲烷在有效活性位密度分别为1.47×10-8、2.94×10-8、5.88×10-8molsite/mm3的40、20、10 mm长度催化床上的燃烧。流量较小时,40 mm催化床的稳燃范围最小,因为活性位空间密度低,热量被分散；流量较大时,10 ... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３微尺度燃烧器能量利用路径Ｗ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｐａｔｈｓ?ｏｆ?化ｅｒｍａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｌｅａｓｅｄ?ｏｎ?ｍｉｃｒｏ??

南加州大学燃烧物理实验室制造的环形3D瑞士卷微尺度燃烧器Fig.1.4HeatrecirculatingburnerfabricatedatiJSCphysicslaboratory

Federici等人的微尺度燃烧一热电装置示意图Oz7Fig.1.5Schematicofthemicroburner-thermoelectriccoupleddeviceof}}Z}

【参考文献】：
期刊论文
[1]载体性质对Pt催化剂H2选择催化还原NOx活性和选择性的影响（英文）[J]. 李新燕,张肖肖,徐永贞,柳叶,王新平.  催化学报. 2015(02)
[2]CFD modeling using heterogeneous reaction kinetics for catalytic dehydrogenation syngas reactions in a fixed-bed reactor[J]. Xiaomin Chen,Jiu Dai,Zhenghong Luo.  Particuology. 2013(06)
[3]C1-C4在Pt催化剂上的多相反应机理[J]. 熊鹏飞,钟北京,杨帆.  物理化学学报. 2011(09)
[4]喉部不对称对微喷管性能影响[J]. 童军杰,徐进良,岑继文.  航空动力学报. 2010(04)
[5]Catalytic performance and kinetics of Au/γ-Al2O3 catalysts for low-temperature combustion of light alcohols[J]. 邓谦,李小梅,彭振山,龙云飞,相龙明,蔡铁军.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(03)
[6]Partial oxidation of dimethyl ether to H2/syngas over supported Pt catalyst[J]. Yazhong Chen Zongping Shao Nanping Xu State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,Jiangsu,China.  Journal of Natural Gas Chemistry. 2008(01)
[7]微燃烧稳定性分析和微细管道燃烧实验研究[J]. 张永生,周俊虎,杨卫娟,刘茂省,岑可法.  浙江大学学报(工学版). 2006(07)
[8]微小尺度下氢气预混燃烧的实验研究[J]. 曹海亮,徐进良,张永立,赵黛青.  力学学报. 2006(03)



本文编号：3475164