微小尺度的燃燒器因其具有壽命長(zhǎng)、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)在汽車、機(jī)電、航空航天等領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)越重要的地位,為使得微小尺度燃燒器實(shí)現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的燃燒,微小尺度燃燒特性的研究具有重要的意義。近些年,越來(lái)越多的研究學(xué)者對(duì)微小尺度燃燒做了大量的研究,但是仍有很多問(wèn)題需要解決。本文針對(duì)非預(yù)混射流燃燒,相對(duì)于傳統(tǒng)的圓柱形噴管,將對(duì)稱四波瓣噴管結(jié)構(gòu)引入燃燒領(lǐng)域。對(duì)小尺度的圓柱形噴管和對(duì)稱四波瓣噴管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)小尺度對(duì)稱四波瓣噴管氫氣/氧氣非預(yù)混射流擴(kuò)散燃燒采用了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究。詳細(xì)分析了其燃燒特性,同時(shí)分析了噴管管壁傳熱作用、燃燒器入口參數(shù)和燃燒室參數(shù)對(duì)燃燒特性的影響,對(duì)后續(xù)小尺度波瓣噴管燃燒極限和混合燃燒室尺寸進(jìn)一步小型化提供了一定的理論依據(jù)和參考價(jià)值。首先,對(duì)圓柱形噴管和對(duì)稱四波瓣噴管在半受限空間中進(jìn)行自由射流擴(kuò)散燃燒和伴隨射流擴(kuò)散燃燒實(shí)驗(yàn),對(duì)比兩者的燃燒性能。得出:對(duì)稱四波瓣噴管在半受限空間中射流擴(kuò)散燃燒較圓柱形噴管具有更好的燃燒性能。其次,對(duì)具有更好燃燒性能的對(duì)稱四波瓣噴管在受限空間中射流擴(kuò)散燃燒進(jìn)行數(shù)值模擬研究分析其燃燒性能,同時(shí)研究噴管管壁傳熱作用對(duì)燃燒特性的影響。得出:由于波... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)臺(tái)示意圖

的氧化劑參與燃燒化學(xué)反應(yīng)，稱其為受限空間射流燃燒。本文對(duì)半受限射流燃燒利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)方法獲得直觀的燃燒數(shù)據(jù)，再通過(guò)數(shù)值方法進(jìn)行研究，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的正確性，再利用數(shù)值模擬方法研究小波瓣噴管在受限空間中射流燃燒特性。2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹2.1.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)臺(tái)架總體示意圖和實(shí)物圖分別如圖 2.1、圖 2.2 所示。該裝置主要由氣體供給部分、混合燃燒部分以及數(shù)據(jù)測(cè)量與采集部分組成。實(shí)驗(yàn)時(shí)，氣體燃料和氧化劑由氣瓶出口的減壓閥流出，分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的流量計(jì)進(jìn)入混合燃燒部分，燃料直接通過(guò)主噴管進(jìn)入混合燃燒室，氧化劑通過(guò)次流緩沖腔后進(jìn)入混合燃燒室，最后在混合燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒反應(yīng)。氣體的流量通過(guò)浮子式體積流量計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，混合燃燒室內(nèi)通過(guò)點(diǎn)火槍進(jìn)行點(diǎn)火，混合燃燒室壁面軸向溫度通過(guò)在測(cè)點(diǎn)處布置 K 型熱電偶測(cè)得。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2.1.2 氣體供給部分氣體供給部分由氣源和流量控制兩部分組成。實(shí)驗(yàn)中，氣源有主次流兩路，主流為燃料，次流為氧化劑。燃料和氧化劑分別采用高純度的氫氣和氧氣，氫氣的純度為 99.99%，氧氣的純度高達(dá) 99.999%。這兩種氣體均儲(chǔ)存在容積為 8L 的高壓氣瓶里，高壓氣瓶?jī)?nèi)壓力約為 10MPa，經(jīng)出口處減壓閥減壓后流出，減壓閥可在 0~1.2MPa 間調(diào)節(jié)。氣瓶和減壓閥如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈍體階梯擴(kuò)管型微燃燒器內(nèi)氫氣-空氣燃燒特性及協(xié)同性分析[J]. 左青松,朱鑫寧,張建平,王志奇,張彬.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(11)
[2]微型開(kāi)縫鈍體燃燒器燃燒特性數(shù)值分析[J]. 孫全意,郭雪巖.  力學(xué)季刊. 2016(03)
[3]微噴管甲烷非預(yù)混射流火焰燃燒特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李星,張京,楊浩林,蔣利橋,汪小憨,趙黛青.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]微型圓管內(nèi)氫氣/甲烷/空氣催化燃燒實(shí)驗(yàn)[J]. 周明月,楊衛(wèi)娟,鄧塵,周俊虎,劉建忠,岑可法.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(12)
[5]催化微燃燒室內(nèi)氫氣和氧氣預(yù)混合燃燒特性[J]. 潘劍鋒,劉啟勝,盧青波,潘振華.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]受限空間下散熱對(duì)微火焰穩(wěn)定性的影響[J]. 甘云華,羅燕來(lái),馮清穎,史艷玲.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(04)
[7]亞毫米通道內(nèi)的氫氧預(yù)混合燃燒[J]. 潘劍鋒,周俊,段煉,李德桃,薛宏,唐愛(ài)坤.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[8]亞毫米平板式微燃燒室性能的影響因素研究[J]. 潘劍鋒,李曉春,唐愛(ài)坤,薛宏.  中國(guó)機(jī)械工程. 2010(17)
[9]微小尺度下氫氣預(yù)混燃燒的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曹海亮,徐進(jìn)良,張永立,趙黛青.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)

碩士論文
[1]Power MEMS氫氣微燃燒過(guò)程的數(shù)值模擬[D]. 王婧.重慶大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3464334