本文選題：節(jié)能減排 + 多孔介質材料　； 參考：《湖南科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：在當下,我國的能源利用現(xiàn)狀存在著不容忽視的問題：效率低下、環(huán)境污染、產能過剩、浪費嚴重……并且,大量工業(yè)開發(fā)的低品位能源未被有效利用。如低濃度瓦斯,在常規(guī)燃燒設備上難以被安全有效使用,直接排入大氣又會造成環(huán)境污染和能源浪費。節(jié)能減排,實現(xiàn)能源的高效合理利用,達到經濟增長和環(huán)境保護的“雙贏”,是關系我國長遠發(fā)展的重要戰(zhàn)略問題。因此,許多有利于環(huán)境保護和節(jié)約能源的新燃燒技術應運而生,其中具有優(yōu)越特性的多孔介質燃燒技術應用前景十分光明。多孔介質材料具有蓄熱能力強、導熱和輻射性能優(yōu)良、抑制爆燃等諸多優(yōu)點,在多孔介質燃燒系統(tǒng)中,熱輸運方式主要是通過固體導熱和固體輻射傳熱,以此將燃燒反應發(fā)生區(qū)域的大量熱量輸送到反應區(qū)前,使未燃氣體得到預熱,因此和傳統(tǒng)的燃燒器相比,多孔介質燃燒器可以使氣體燃料燃燒更加充分,提高燃燒效率,擴展貧燃極限,體積分數極低(低于35%)的可燃氣體可以在多孔介質燃燒器內燃燒,并且污染物排放量較低。近些年來國內外燃燒和工程熱物理界的專家學者予以多孔介質燃燒技術高度關注。本文首先對比優(yōu)選燃燒模擬軟件,選擇FLUENT軟件作為多孔介質燃燒器模擬軟件；基于瓦斯燃燒基本規(guī)律分析甲烷／空氣預混氣體在多孔介質內燃燒的機制,結合多孔介質燃燒器應用現(xiàn)狀、國內外多孔介質燃燒實驗和數值模擬現(xiàn)狀,本著加強燃燒器對預混氣體燃料的預熱作用、使燃燒更成分的目的,對目前工業(yè)應用和研究采用的兩段式多孔介質燃燒器進行了結構上的改進；對比在不同當量比和入口流速下新燃燒器和改進前的燃燒器的燃燒性能,開展貧燃料燃燒模擬,關注火焰面運移規(guī)律,并考察了新燃燒器中主要污染物NOx的排放情況；同時還借助數值模擬考查了多孔介質材料一些物性參數的改變對燃燒效果的影響。研究得到,改進后的新燃燒器可以實現(xiàn)燃燒溫度更高、節(jié)約燃料、貧燃瓦斯氣體利用率提高的目的。合理選擇搭配多孔介質材料,也可以進一步提高燃燒效率。本研究為多孔介質燃燒裝置的工業(yè)開發(fā)與應用提供了新的思路與方向。
[Abstract]:At present, the current situation of energy utilization in China can not be ignored: inefficient, environmental pollution, overcapacity, serious waste. Moreover, a large number of industrial development of low-grade energy has not been effectively used. If the gas concentration is low, it is difficult to be safely and effectively used in the conventional combustion equipment, which will lead to environmental pollution and energy waste. Energy saving and emission reduction, efficient and rational utilization of energy, and "win-win" of economic growth and environmental protection are important strategic issues related to the long-term development of our country. Therefore, many new combustion technologies have emerged in favor of environmental protection and energy conservation, among which the application prospect of porous media combustion technology with superior characteristics is very bright. Porous media materials have many advantages, such as strong heat storage ability, excellent thermal conductivity and radiation performance, suppression of deflagration and so on. In the combustion system of porous media, heat transfer is mainly through solid heat conduction and solid radiation heat transfer. In this way, a large amount of heat from the combustion reaction area is transferred to the reaction area, which makes the unfired gas body preheat. Therefore, compared with the traditional burner, the porous media burner can make the gas fuel burn more fully and improve the combustion efficiency. The combustible gas with very low volume fraction (less than 35%) can be burned in the porous media burner and the pollutant emission is low. In recent years, experts and scholars in the field of combustion and engineering thermal physics at home and abroad have paid close attention to the combustion technology of porous media. In this paper, FLUENT software is chosen as the simulation software of porous media burner, and the mechanism of methane / air premixed gas combustion in porous media is analyzed based on the basic law of gas combustion. Combined with the present situation of the application of porous media burners, the combustion experiments and numerical simulation of porous media at home and abroad, in order to strengthen the preheating effect of the burners on premixed gas fuels, the combustion is more combustible. The structural improvement of the two-stage porous media burner used in industrial application and research is carried out, and the combustion performance of the new burner under different equivalent ratio and inlet velocity is compared with that of the burner before the improvement, and the lean fuel combustion simulation is carried out. The flow law of flame surface was concerned, and the emission of NOx, the main pollutant in the new burner, was investigated, and the influence of some physical parameters of porous media on the combustion efficiency was also investigated by numerical simulation. The results show that the new burner can achieve higher combustion temperature, save fuel and increase the utilization rate of lean gas. The combustion efficiency can also be further improved by reasonable selection of porous media materials. This study provides a new idea and direction for the industrial development and application of porous media combustion device.
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ052.7

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本文編號：1809035