轻烃混合燃气燃烧的机理及特性研究

发布时间：2023-04-22 12:17

　　轻烃混合燃气是一种新型的城市燃气。对其燃烧机理以及燃烧火焰的理论模拟研究有利于更进一步地开发与推广这种新能源燃气。但是现阶段针对轻烃混合燃气的研究还尚不深入,仅停留在工业试验中的物性测量等方面。这对于新型燃气的完善发展是远远不够的。针对轻烃混合燃气,使用轻烃中的主要成分戊烷作为掺混原料。通过Chemkin模拟计算软件,使用DRGEP法以及敏感性分析法结合的手段,根据掺混燃气的掺混种类以及掺混比例不同,分析轻烃混合燃气燃烧的机理并进行简化,得到了含有80种物质、387个基元反应的简化机理作为理论研究的物理模型。在此基础上,研究了不同氮烃比下(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1)NO的生成情况,判定了此过程中生成的NO为热力型NO。比较不同比例下的模拟结果得到,在保证燃烧温度的前提下,N₂的比例一定程度增加反而使NO的排放减小。将简化得到的C₅H₁₂燃烧机理耦合进入Fluent软件中,在特定旋流燃烧器锅炉额定热负荷的燃烧情况下,改变混合燃气的掺混气种类(air、N₂)以及掺混气的比例(1:1、1:2...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 轻烃混合燃气的研究现状
        1.2.1 轻烃混合燃气的发展
        1.2.2 轻烃混合燃气燃烧所面临的问题
    1.3 燃烧机理简化的研究概况
        1.3.1 国内外对烃类混合燃气的数值模拟研究
        1.3.2 详细反应机理及其简化的研究
        1.3.3 国内外机理简化的研究现状
    1.4 课题的提出及本文研究内容
第二章 计算模型及机理简化方法
    2.1 轻烃混合燃气燃烧反应动力学建模
    2.2 详细反应动力学机理
        2.2.1 利用DRGEP法反应机理简化
        2.2.2 利用敏感性分析法进行反应机理简化
    2.3 Fluent与 Chemkin联合数值模拟
    2.4 计算模拟流程总结
第三章 轻烃混合燃气的燃烧机理及简化
    3.1 轻烃混空燃气的详细机理
    3.2 轻烃混合燃气燃烧机理简化
        3.2.1 基于DRGEP方法的简化结果
        3.2.2 基于敏感性分析法的简化结果分析
    3.3 机理简化结果验证
    3.4 轻烃混氮燃气燃烧的机理以及NOX生成分析
        3.4.1 NOX生成机理及方式
        3.4.2 轻烃混氮燃气NOX产物分析
    3.5 燃烧机理简化总结
第四章 轻烃混合燃气燃烧数值模拟
    4.1 模拟模型简介
        4.1.1 湍流模型的分析选择
        4.1.2 化学反应模型的介绍选择
        4.1.3 辐射换热模型的选择
    4.2 轻烃燃烧反应机理的耦合
    4.3 轻烃混合燃气燃烧模型建立
        4.3.1 轻烃混合燃气的物性参数计算
        4.3.2 燃烧器模型对比及论证
    4.4 数值模拟模型总结
第五章 轻烃混合燃气燃烧模拟结果分析
    5.1 轻烃混空燃气的数值模拟
        5.1.1 混空燃气燃烧的流场分析
        5.1.2 混空燃气燃烧的温场分析
        5.1.3 混空燃气燃烧的产物分析
    5.2 轻烃混氮燃气的数值模拟
        5.2.1 混氮燃气燃烧的流场分析
        5.2.2 混氮燃气燃烧的温场分析
        5.2.3 混氮燃气燃烧的产物分析
    5.3 数值模拟结果总结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果



本文编号：3797622