生物质催化气化混合气燃烧特性的PLIF研究
发布时间：2022-01-08 23:47
随着社会的发展能源的日益消耗,能源危机将不仅制约当今世界经济的发展很大程度上也威胁到人类的生存,所以寻求新的能源,实现可持续的绿色清洁的发展,已经成为世界各国的发展的重中之重的大问题。众所周知,化石能源储量有限,且化石能源的利用伴随严重环境污染问题,而生物质催化气化得到的混合气是一种较为清洁的能源形式,能应用于燃气轮机,且我国生物质资源丰富、生物质催化气化制取混合气的技术成熟,因此对此混合气燃烧特性的研究具有实用价值。在此研究背景基础上,本文采用国内外主流的PLIF（Planar laser induced fluorescence）技术对燃烧火焰稳态燃烧场进行高精度测量。主要研究内容:气体组分、CO2稀释率对混合气扩散燃烧火焰的OH基分布和火焰开口的影响;气体组分、CO2稀释率、当量比对混合气预混燃烧火焰的OH基分布和燃烧速率的影响。通过混合气扩散燃烧PLIF实验得出以下结论:⑴混合气扩散火焰尖端出现了火焰开口现象,通过对前锋面上各点拉伸率的计算可知,此现象是由火焰尖端处的负拉伸作用造成的。⑵相同的CO2稀释率的条件下...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
可动塞块旋流器和燃烧示意图
OH 基浓度在中心轴线处的浓度降低，荧光信号也明显的减弱，根部的形状呈 W 型分布。CO 的排放量在湿度不大时变化不大，但当湿度超0%时迅速增加，到达 50%时后排放量变得不稳定且容易出现熄火现象。NOx的则随着湿度增加明显降低，在湿度超过 20%时下降趋势变缓。唐强等[31,32]采用 Fluent 商业模拟软件对煤层气扩散燃烧进行了研究，研究行参数及条件的变化对扩散燃烧的影响，为开发煤层气燃烧器做基础性研究章分别采用 k- 湍流双方程模型、P1 辐射传热模型以及非预混燃烧模型对煤层散燃烧过程进行了模拟。主要研究内容：喷口型式分布、燃气射流角度、空燃气速度比值等对扩散燃烧特性的影响，其中喷口布置形式如图 1.2 所示。结明：喷口样式及布置对煤层气扩散燃烧过程有很大影响，其中燃气喷口与空口为轴对称四喷口均匀布置时其燃烧效果最好，燃烧中能形成稳定回流区，区尺寸随着喷口到中心轴线的距离增大而增大，回流区的形成能加热燃气和，提高燃烧效率。其次燃气向空气的偏转角度为 45°时，燃烧效果好；空气和速度比值为 2 时，燃烧效果较好。
图 2.1 实验系统示意图Fig.2.1 The experimental system 供气系统：供气系统中的气瓶是由重庆朝阳气体公式提供。包括 H4和干空气，其中各瓶气体纯度为 99.99%以上。实验时，按预表成分进行配气，气体流量的控制由从常州市双环公司购置的精度为计控制。同时为了保证气体充分预混后进入燃烧器燃烧，供气系统合室，其示意图如图 2.2 所示。混合室为直径为 7cm高度为 15cm的时间为混合气排空输气管路加混合腔的体积所需要的时间。同时供了气体单向阀和阻火器作为保护，阻火器如图 2.3 所示。阻火器的作在低当量比预混燃烧中为了防止回火时，使火焰熄灭在阻火器中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿度变化对双旋流合成气非预混燃烧特性的影响[J]. 葛冰,田寅申,谢岳生,臧述升. 上海交通大学学报. 2014(06)
[2]N2稀释对双旋流合成气非预混燃烧特性的影响[J]. 葛冰,臧述升,郭培卿,田寅申. 工程热物理学报. 2012(09)
[3]CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响[J]. 王昶,王刚,张相龙,宋扬,郝庆兰. 天津科技大学学报. 2012(02)
[4]燃气轮机的发展及中国的困局[J]. 李孝堂. 航空发动机. 2011(03)
[5]合成气扩散燃烧的OH-PLIF测量[J]. 郭培卿,臧述升,葛冰,田寅申. 航空动力学报. 2011(04)
[6]激光光谱技术在燃烧流场诊断中的应用[J]. 刘晶儒,胡志云,张振荣,关小伟,王晟,陶波,叶景峰,张立荣,黄梅生,赵新艳,叶锡生. 光学精密工程. 2011(02)
[7]中国生物质能利用现状与发展前景[J]. 李景明,薛梅. 农业科技管理. 2010(02)
[8]低浓度煤层气多孔射流扩散燃烧的数值模拟[J]. 唐强,李建雄,王丽朋. 重庆大学学报. 2010(04)
[9]氢含量对氢气/甲烷混合气扩散燃烧特性的影响研究[J]. 武辉,穆克进,王岳,肖云汉. 热能动力工程. 2010(01)
[10]激光燃烧诊断技术及应用研究进展[J]. 胡志云,刘晶儒,张振荣,叶景峰,关小伟,张立荣,王晟,黄梅生,赵新艳,叶锡生. 中国工程科学. 2009(11)
硕士论文
[1]本生灯火焰羟基的平面激光诱导荧光测量方法研究[D]. 贾博阳.哈尔滨工业大学 2013
[2]煤层气扩散燃烧及NOX生成特性数值模拟[D]. 李建雄.重庆大学 2009
本文编号：3577510
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
可动塞块旋流器和燃烧示意图
OH 基浓度在中心轴线处的浓度降低，荧光信号也明显的减弱，根部的形状呈 W 型分布。CO 的排放量在湿度不大时变化不大，但当湿度超0%时迅速增加，到达 50%时后排放量变得不稳定且容易出现熄火现象。NOx的则随着湿度增加明显降低，在湿度超过 20%时下降趋势变缓。唐强等[31,32]采用 Fluent 商业模拟软件对煤层气扩散燃烧进行了研究，研究行参数及条件的变化对扩散燃烧的影响，为开发煤层气燃烧器做基础性研究章分别采用 k- 湍流双方程模型、P1 辐射传热模型以及非预混燃烧模型对煤层散燃烧过程进行了模拟。主要研究内容：喷口型式分布、燃气射流角度、空燃气速度比值等对扩散燃烧特性的影响，其中喷口布置形式如图 1.2 所示。结明：喷口样式及布置对煤层气扩散燃烧过程有很大影响，其中燃气喷口与空口为轴对称四喷口均匀布置时其燃烧效果最好，燃烧中能形成稳定回流区，区尺寸随着喷口到中心轴线的距离增大而增大，回流区的形成能加热燃气和，提高燃烧效率。其次燃气向空气的偏转角度为 45°时，燃烧效果好；空气和速度比值为 2 时，燃烧效果较好。
图 2.1 实验系统示意图Fig.2.1 The experimental system 供气系统：供气系统中的气瓶是由重庆朝阳气体公式提供。包括 H4和干空气，其中各瓶气体纯度为 99.99%以上。实验时，按预表成分进行配气，气体流量的控制由从常州市双环公司购置的精度为计控制。同时为了保证气体充分预混后进入燃烧器燃烧，供气系统合室，其示意图如图 2.2 所示。混合室为直径为 7cm高度为 15cm的时间为混合气排空输气管路加混合腔的体积所需要的时间。同时供了气体单向阀和阻火器作为保护，阻火器如图 2.3 所示。阻火器的作在低当量比预混燃烧中为了防止回火时，使火焰熄灭在阻火器中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]湿度变化对双旋流合成气非预混燃烧特性的影响[J]. 葛冰,田寅申,谢岳生,臧述升. 上海交通大学学报. 2014(06)
[2]N2稀释对双旋流合成气非预混燃烧特性的影响[J]. 葛冰,臧述升,郭培卿,田寅申. 工程热物理学报. 2012(09)
[3]CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响[J]. 王昶,王刚,张相龙,宋扬,郝庆兰. 天津科技大学学报. 2012(02)
[4]燃气轮机的发展及中国的困局[J]. 李孝堂. 航空发动机. 2011(03)
[5]合成气扩散燃烧的OH-PLIF测量[J]. 郭培卿,臧述升,葛冰,田寅申. 航空动力学报. 2011(04)
[6]激光光谱技术在燃烧流场诊断中的应用[J]. 刘晶儒,胡志云,张振荣,关小伟,王晟,陶波,叶景峰,张立荣,黄梅生,赵新艳,叶锡生. 光学精密工程. 2011(02)
[7]中国生物质能利用现状与发展前景[J]. 李景明,薛梅. 农业科技管理. 2010(02)
[8]低浓度煤层气多孔射流扩散燃烧的数值模拟[J]. 唐强,李建雄,王丽朋. 重庆大学学报. 2010(04)
[9]氢含量对氢气/甲烷混合气扩散燃烧特性的影响研究[J]. 武辉,穆克进,王岳,肖云汉. 热能动力工程. 2010(01)
[10]激光燃烧诊断技术及应用研究进展[J]. 胡志云,刘晶儒,张振荣,叶景峰,关小伟,张立荣,王晟,黄梅生,赵新艳,叶锡生. 中国工程科学. 2009(11)
硕士论文
[1]本生灯火焰羟基的平面激光诱导荧光测量方法研究[D]. 贾博阳.哈尔滨工业大学 2013
[2]煤层气扩散燃烧及NOX生成特性数值模拟[D]. 李建雄.重庆大学 2009
本文编号：3577510
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3577510.html
