本文關(guān)鍵詞：高溫高壓下二元氣體擴(kuò)散干涉條紋仿真

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【摘要】：能源是人類發(fā)展的動力,而燃燒是獲取能源動力的重要技術(shù)途徑。在燃燒反應(yīng)中,燃料熱解產(chǎn)物與氧化劑間的質(zhì)量傳遞與擴(kuò)散,反應(yīng)產(chǎn)物的輸運與擴(kuò)散對燃燒過程均產(chǎn)生重要的影響。高溫高壓下二元實際氣體擴(kuò)散系數(shù)是一種無論在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的參數(shù),在科學(xué)研究二元氣體擴(kuò)散系數(shù)可以建立精確的煤粉燃燒氣化模型用于數(shù)值模擬,指導(dǎo)實驗;在工業(yè)生產(chǎn)方面可以用于改進(jìn)燃煤技術(shù)(如煤氣化,鍋爐燃燒設(shè)計等)。而且現(xiàn)有文獻(xiàn)中的二元氣體擴(kuò)散系數(shù)計算模型都建立在理想氣體狀態(tài)方程的條件下,這對高溫高壓下二元氣體擴(kuò)散系數(shù)估算會造成相當(dāng)大誤差。首先綜述了激光全息干涉技術(shù)在科研中的廣泛應(yīng)用以及大剪切量激光干涉法在本實驗中優(yōu)勢。其次介紹高壓下二元氣體擴(kuò)散系數(shù)的各種主要方法,對比分析了它們的優(yōu)缺點,給本文一些參考價值;在確定采用剪切激光干涉法后,為適應(yīng)高溫高壓的氣體氛圍,改進(jìn)了雙容積球形閥式擴(kuò)散槽及其他元件的設(shè)計改進(jìn)后;最后,構(gòu)建了高溫高壓下二元實際氣體擴(kuò)散系數(shù)激光橫向大剪切雙容積法數(shù)學(xué)模型,在MATLAB中編制程序,模擬二元組合氣體(O2-CO2、O2-CO2、CO2-CO、O2-CH4、CO-H2)的擴(kuò)散現(xiàn)象,輸出干涉條紋;計算得到橫向偏移量s對干涉條紋級數(shù)整體增加a值,對干涉條紋還原計算得到組分高壓(0.1MPa至5MPa之間)高溫(1273K)氛圍下隨時間和位置變化的濃度C(x,y)云圖,二元氣體擴(kuò)散系數(shù)計算模型擴(kuò)展到高溫高壓(1273K,小于5MPa)的氣體狀態(tài),為建立更精確的煤粉燃燒氣化模型做一點理論基礎(chǔ)準(zhǔn)備。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),橫向大剪切激光干涉測量二元實際氣體擴(kuò)散系數(shù)精度高,濃度測量誤差低于1.07%,精度光學(xué)元件較少,平臺的組裝最方便簡單,元件定位和系統(tǒng)調(diào)試要求最低,能很好滿足實驗要求;二元氣體的干涉條紋密度在氣體擴(kuò)散的開始階段干涉條紋密度很大,隨著二元實際氣體的擴(kuò)散,干涉條紋密度會先變小,接著變大,最后涉條紋會變大越來越稀疏,直到二元實際氣體擴(kuò)散結(jié)束,干涉條紋會接近背景條紋。本文是在假定二元氣體的擴(kuò)散系數(shù)與密度的乘ρD是一個只與溫度相關(guān)的物理量作為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的,這種假設(shè)在低壓高溫的時候是成立的;但在高壓高溫(1273K)下,二元氣體的ρD并不是一個只與溫度相關(guān)的常量,這也是需要進(jìn)一步研究的。
【關(guān)鍵詞】：擴(kuò)散系數(shù) 高溫高壓橫向大剪切干涉 MATLAB仿真
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK16;TN249
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究概況10-11
• 1.3 研究的主要內(nèi)容11-14
• 2 擴(kuò)散系數(shù)激光干涉測量14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 全息技術(shù)的原理14-16
• 2.3 全息干涉術(shù)的發(fā)展及特點16-18
• 2.4 大剪切干涉成像原理18-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 光學(xué)測試平臺22-31
• 3.1 擴(kuò)散槽結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 實驗光路23-24
• 3.3 光學(xué)測試平臺24-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4. 二元實際氣體擴(kuò)散系數(shù)計算數(shù)學(xué)模型31-39
• 4.1 擴(kuò)散系數(shù)理論推導(dǎo)31-33
• 4.2 高壓下氣體擴(kuò)散系數(shù)計算方法33-37
• 4.3 本章小結(jié)37-39
• 5 模擬仿真結(jié)果39-55
• 5.1 引言39-40
• 5.2 干涉條紋40-50
• 5.3 干涉條紋處理50-53
• 5.4 擴(kuò)散系數(shù)結(jié)果比較53
• 5.5 本章小結(jié)53-55
• 6 全文結(jié)論及展望55-57
• 6.1 本文總結(jié)55-56
• 6.2 進(jìn)一步工作與展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 附錄 162-63
• 附錄2在校期間科研成果63

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭仁軍,吳健;環(huán)狀干涉條紋成像技術(shù)的實驗研究[J];強(qiáng)激光與粒子束;2003年07期

2 刁其龍;黃春琳;;抑制穿過具有傾斜角度的介質(zhì)探測成像時產(chǎn)生的寄生干涉條紋現(xiàn)象[J];物理學(xué)報;2012年21期

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7 李z靄，

本文編號：906817