氨气预混火焰NO生成特性实验与模拟

发布时间：2023-02-27 19:08

　　为满足化学储能需求,NH₃作为H₂的替代物而受到了重视。NH₃具有较高能量密度和辛烷值、易于压缩储运、燃烧不产生CO2等优点,是一种应用前景广泛的高功率燃料。对于氨气燃烧利用,一个非常重要的问题是燃烧生成NO的污染物排放问题。本文从实验和数值模拟两个方面对氨气预混火焰NO生成特性开展了研究。设计建设了氨气预混火焰实验台,针对氨气火焰传播速度低、热值较低等燃料特点设计了能够实现点燃的燃烧器结构以及点火流程,通过本实验台,能够获得稳定可重复的氨气预混火焰。以此实验台开展了氨气燃烧污染物生成规律的研究,获得了不同条件下排放的规律以及原因。本文对氨气预混燃烧进行了研究,主要关注于其污染物NO生成。通过自主设计的实验台,对当量比0.7-1.0,氧气浓度24%/26%/28%的氨气空气预混火焰进行了产物测量以及模拟计算。实验中利用MRU Vario Plus烟气分析仪对烟气产物NO以及剩余O2浓度进行了测量,文章对比了两种最为常见的氨气燃烧研究使用的机理,以及两种比较氨气常压燃烧专用机理,通过不同机理计算评价预测的准确程度。根据本文...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 氨气燃烧与反应相关研究的发展概况
        1.2.1 氨气燃烧反应机理研究
        1.2.2 氨气层流火焰传播与反应特性研究
        1.2.3 氨气复杂火焰传播与反应特性研究
        1.2.4 本论文研究内容
第二章 实验台介绍与测量结果分析
    2.1 本生灯实验台设计
    2.2 烟气产物检测系统
    2.3 实验步骤
        2.3.1 实验气体与流量控制
        2.3.2 实验点火过程
        2.3.3 实验产物收集与测量
        2.3.4 实验数据处理
    2.4 本章小结
第三章 燃烧产物模拟计算与实验对比
    3.1 计算模型分析
        3.1.1 模型理论介绍
        3.1.2 实验模型换热系数设置讨论
    3.2 模拟计算结果与实验数据比对分析
        3.2.1 实验火焰物理模型简化
        3.2.2 模型具体参数设置讨论
        3.2.3 当量比变化对产物的影响
        3.2.4 氧气浓度变化对产物的影响
        3.2.5 换热系数影响分析
    3.3 本章小结
第四章 氨气-空气燃烧反应机理分析
    4.1 CHEMKIN层流预混火焰计算模型
        4.1.1 模型理论介绍
        4.1.2 模型计算过程
    4.2 敏感性分析与ROP产率积分分析
    4.3 常见氨燃烧机理分析比较
        4.3.1 燃烧反应机理
        4.3.2 模型设置
        4.3.3 GRI机理反应路径分析
        4.3.4 Konnov机理反应路径分析
        4.3.5 M&G scheme机理分析
        4.3.6 比较与分析
    4.4 氨气燃烧过程分析
        4.4.1 不同氧气含量对反应路径的影响
        4.4.2 不同当量比对反应路径的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3751283