O 2 /H 2 O条件下CO/H 2 层流同轴射流火焰结构实验与数值研究
发布时间：2022-01-01 06:31
温室效应日益严重,CO2的减排已成为缓解全球变暖的必然。零排放燃烧技术是实现化石燃料高效率低排放利用的最有效手段之一。课题组提出的煤基燃料-氧-水蒸气燃烧的近零排放发电系统（OCCSS）,其原理是将原煤气化或脱灰分别获得合成气或超净煤,处理后的清洁燃料在燃烧室内与纯氧进行燃烧,利用水蒸气调节火焰温度,产生高温高压的烟气直接推动先进透平做功,通过简单冷凝烟气,获得高浓度CO2,实现低成本碳捕集。OCCSS系统的应用,有望同时实现煤高效率利用及发电过程污染零排放。OCCSS系统的燃烧环境具有高温、高压、高氧、高水蒸气浓度特点,针对该燃烧环境,本文研究了O2/H2O气氛下CO/H2层流同轴射流扩散火焰结构。实验方面,设计了同轴射流燃烧器,改造了火焰特性试验台,实现了O2/H2O条件下合成气的稳定燃烧。利用CCD/ICCD拍摄火焰亮度/OH*信号,用以分析火焰形状;利用B型热电偶测量火焰中心轴线温度分布;借助数码相机记录了不同燃烧条件下的火焰形态。数值计算方面,优...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 CO_2近零排放发电系统简介
1.3 OCCSS零排放发电技术
1.4 合成气燃烧研究现状
1.4.1 合成气成分
1.4.2 合成气燃烧研究热点
1.5 同轴射流扩散火焰研究现状
1.5.1 扩散火焰燃烧形式
1.5.2 同轴射流扩散火焰实验测量研究现状
1.5.3 同轴射流扩散火焰数值计算研究现状
1.5.4 预热作用对同轴射流扩散火焰的影响
1.5.5 层流同轴射流扩散火焰的研究现状分析
1.6 层流同轴射流火焰结构
1.7 本文的课题来源和主要研究内容
第2章 实验测量系统及数值计算方法
2.1 引言
2.2 高温同轴射流火焰特性实验系统
2.2.1 实验台配气系统
2.2.2 水蒸气发生装置
2.2.3 高温同轴射流燃烧器设计
2.2.4 实验系统预热温度调控
2.2.5 火焰温度测量
2.2.6 火焰光学测量方法
2.3 数值计算方法介绍
2.3.1 一维预混火焰模拟
2.3.2 一维扩散火焰模拟
2.3.3 二维层流同轴射流扩散火焰模拟
2.4 工况设定
2.4.1 O_2/H_2O和空气气氛下合成气一维扩散火焰对比分析
2.4.2 合成气层流同轴射流火焰工况设定
2.5 本章小结
第3章 层流同轴射流火焰建模方法分析
3.1 引言
3.2 火焰模型对CH_4层流同轴射流扩散火焰计算的影响
3.2.1 预热作用对CH_4层流同轴射流扩散火焰的影响
3.2.2 燃烧器结构对CH_4层流同轴射流扩散火焰的影响
3.3 合成气和甲烷燃烧特性对比分析
3.3.1 添加合成气对CH_4一维层流火焰传播特性的影响
3.3.2 合成气与CH_4层流同轴射流扩散火焰特性对比
3.4 火焰模型对CO/H_2层流同轴射流扩散火焰计算的影响
3.5 本章小结
第4章 合成气成分对O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流火焰的影响
4.1 引言
4.2 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰外观形态
4.3 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰附着特性研究
4.4 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰OH生成特性研究
4.4.1 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰OH分布
4.4.2 不同CO/H_2比时H_2O对合成气火焰OH生成的影响
4.5 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰氧化路径分析
4.5.1 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰结构
4.5.2 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰氧化路径
4.6 本章小结
第5章 氧化剂成分对O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流火焰的影响
5.1 引言
5.2 氧化剂稀释对CO/H_2层流同轴射流扩散火焰的影响
5.2.1 氧化剂稀释对合成气火焰形态的影响
5.2.2 氧化剂稀释对合成气火焰温度的影响
5.2.3 氧化剂稀释对合成气火焰OH生成的影响
5.2.4 氧化剂稀释对合成气火焰高度的影响
5.3 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰外观形态
5.4 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰附着特性研究
5.5 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰OH生成特性研究
5.6 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰氧化路径分析
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3561808
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 CO_2近零排放发电系统简介
1.3 OCCSS零排放发电技术
1.4 合成气燃烧研究现状
1.4.1 合成气成分
1.4.2 合成气燃烧研究热点
1.5 同轴射流扩散火焰研究现状
1.5.1 扩散火焰燃烧形式
1.5.2 同轴射流扩散火焰实验测量研究现状
1.5.3 同轴射流扩散火焰数值计算研究现状
1.5.4 预热作用对同轴射流扩散火焰的影响
1.5.5 层流同轴射流扩散火焰的研究现状分析
1.6 层流同轴射流火焰结构
1.7 本文的课题来源和主要研究内容
第2章 实验测量系统及数值计算方法
2.1 引言
2.2 高温同轴射流火焰特性实验系统
2.2.1 实验台配气系统
2.2.2 水蒸气发生装置
2.2.3 高温同轴射流燃烧器设计
2.2.4 实验系统预热温度调控
2.2.5 火焰温度测量
2.2.6 火焰光学测量方法
2.3 数值计算方法介绍
2.3.1 一维预混火焰模拟
2.3.2 一维扩散火焰模拟
2.3.3 二维层流同轴射流扩散火焰模拟
2.4 工况设定
2.4.1 O_2/H_2O和空气气氛下合成气一维扩散火焰对比分析
2.4.2 合成气层流同轴射流火焰工况设定
2.5 本章小结
第3章 层流同轴射流火焰建模方法分析
3.1 引言
3.2 火焰模型对CH_4层流同轴射流扩散火焰计算的影响
3.2.1 预热作用对CH_4层流同轴射流扩散火焰的影响
3.2.2 燃烧器结构对CH_4层流同轴射流扩散火焰的影响
3.3 合成气和甲烷燃烧特性对比分析
3.3.1 添加合成气对CH_4一维层流火焰传播特性的影响
3.3.2 合成气与CH_4层流同轴射流扩散火焰特性对比
3.4 火焰模型对CO/H_2层流同轴射流扩散火焰计算的影响
3.5 本章小结
第4章 合成气成分对O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流火焰的影响
4.1 引言
4.2 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰外观形态
4.3 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰附着特性研究
4.4 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰OH生成特性研究
4.4.1 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰OH分布
4.4.2 不同CO/H_2比时H_2O对合成气火焰OH生成的影响
4.5 不同CO/H_2比时层流同轴射流扩散火焰氧化路径分析
4.5.1 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰结构
4.5.2 O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流扩散火焰氧化路径
4.6 本章小结
第5章 氧化剂成分对O_2/H_2O条件下CO/H_2层流同轴射流火焰的影响
5.1 引言
5.2 氧化剂稀释对CO/H_2层流同轴射流扩散火焰的影响
5.2.1 氧化剂稀释对合成气火焰形态的影响
5.2.2 氧化剂稀释对合成气火焰温度的影响
5.2.3 氧化剂稀释对合成气火焰OH生成的影响
5.2.4 氧化剂稀释对合成气火焰高度的影响
5.3 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰外观形态
5.4 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰附着特性研究
5.5 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰OH生成特性研究
5.6 不同O_2/H_2O比时CO/H_2层流同轴射流扩散火焰氧化路径分析
5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3561808
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