針對開放式燃燒中碳煙顆粒生成這一涉及環(huán)境和氣候效應(yīng)的熱點(diǎn)科學(xué)問題，本文建立了一維的平面火焰燃燒器、激光誘導(dǎo)白熾光和平面激光誘導(dǎo)熒光測量系統(tǒng)，研究了煤和生物質(zhì)單顆粒開放式燃燒中碳煙的生成和在顆粒周圍的分布規(guī)律，特別是通過單一改變環(huán)境溫度（1200K，1500K和1800K）、氣流相對速度（1m/s，1.5m/s和2m/s）和含氧量（10%，20%和30%），系統(tǒng)地研究這些參數(shù)對固體顆粒燃燒時碳煙生成的影響。 研究表明，對固體單顆粒燃燒的碳煙分布，在燃燒的初始階段，碳煙主要集中在顆粒背風(fēng)側(cè)的兩翼上，在后期逐漸向中間集中，在雷諾數(shù)大于100之后碳煙濃度和分布會發(fā)生顯著變化，最大碳煙濃度增加50%到200%，分析表明這是由于脫體和回流產(chǎn)生的擾動形成利于碳煙生成的揮發(fā)份濃度和氣氛分布引起的。 煤、紅木和麥秸顆粒上方的碳煙總濃度、最大碳煙濃度和揮發(fā)份向碳煙的最大轉(zhuǎn)化率相比，都是煤大于紅木，大于麥秸，分析表明這是由于煤和生物質(zhì)熱解產(chǎn)物的成分差異造成的，煤的熱解產(chǎn)物更易生成碳煙。 環(huán)境溫度變化對單顆粒燃燒碳煙生成的影響主要是對揮發(fā)份析出之后氣相反應(yīng)的影響，溫度增加使碳煙的生成速率和氧化速率都提高；溫度...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 碳煙顆粒的影響及其特性
        1.1.1 碳煙顆粒的影響
        1.1.2 碳煙顆粒的特性
    1.2 碳煙顆粒生成的研究綜述
        1.2.1 火焰中碳煙生成的機(jī)理
        1.2.2 固體燃料燃燒碳煙生成的機(jī)理
        1.2.3 固體燃燒碳煙和多環(huán)芳烴總量的研究
        1.2.4 固體燃燒周圍碳煙分布的研究
    1.3 本章總結(jié)-已做研究及結(jié)論總結(jié)
    1.4 本論文的目標(biāo)和主要內(nèi)容
第2章 單顆粒燃燒中碳煙的激光測量平臺和方法
    2.1 本章引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法
        2.2.1 燃燒器的設(shè)計(jì)與測試
        2.2.2 激光測量方法與測量平臺
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)方法探索
        2.2.5 單顆粒實(shí)驗(yàn)的測量與處理方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 煤和生物質(zhì)燃燒時碳煙的生成和分布
    3.1 煤和生物質(zhì)燃燒時的變化過程
    3.2 碳煙在顆粒周圍的分布及其變化
        3.2.1 碳煙在顆粒周圍的分布
        3.2.2 碳煙分布隨著參數(shù)的變化
    3.3 環(huán)境溫度變化對碳煙生成的影響
        3.3.1 環(huán)境溫度變化對煤的碳煙生成的影響
        3.3.2 環(huán)境溫度變化對生物質(zhì)的碳煙生成的影響
        3.3.3 環(huán)境溫度變化的影響分析與小結(jié)
    3.4 氣流相對速度對碳煙生成的影響
        3.4.1 氣流相對速度變化對煤的碳煙生成的影響
        3.4.2 氣流相對速度變化對生物質(zhì)的碳煙生成的影響
        3.4.3 氣流相對速度變化對碳煙生成的影響分析與小結(jié)
    3.5 含氧量變化對碳煙生成的影響
        3.5.1 含氧量變化對煤燃燒時碳煙生成的影響
        3.5.2 含氧量變化對生物質(zhì)燃燒時碳煙生成的影響
        3.5.3 含氧量變化對燃燒時碳煙生成的影響分析與小結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 煤和生物質(zhì)燃燒時揮發(fā)份向碳煙的轉(zhuǎn)化率
    4.1 本章引論
    4.2 火焰中燃料向碳煙的轉(zhuǎn)化率的統(tǒng)計(jì)方法及已有研究
        4.2.1 碳煙生成總量的處理
        4.2.2 火焰中燃料向碳煙轉(zhuǎn)化的已有規(guī)律
    4.3 本文對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化率的數(shù)據(jù)處理方法
    4.4 溫度變化對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.4.1 溫度變化對煤的揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.4.2 溫度變化對生物質(zhì)的揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.4.3 溫度變化對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響小結(jié)與分析
    4.5 氣流相對速度變化對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.5.1 氣流相對速度變化對煤揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.5.2 氣流相對速度變化對生物質(zhì)揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.5.3 氣流相對速度變化對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響小結(jié)與分析
    4.6 含氧量變化對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.6.1 含氧量對煤揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.6.2 含氧量對生物質(zhì)揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響
        4.6.3 含氧量對揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的影響小結(jié)與分析
    4.7 煤和生物質(zhì)生成碳煙的比較
        4.7.1 相同工況下煤和生物質(zhì)生成碳煙的差異
        4.7.2 煤和生物質(zhì)燃燒過程中揮發(fā)份向碳煙轉(zhuǎn)化的對比
        4.7.3 煤和生物質(zhì)生成碳煙差異的原因分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 煤燃燒時的噴射現(xiàn)象
    5.1 本章引論
    5.2 可見光對輻射強(qiáng)度的觀察
        5.2.1 問題引入
        5.2.2 噴射時對輻射強(qiáng)度的影響
    5.3 噴射對碳煙濃度和分布的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 大顆粒熱解揮發(fā)份釋放的模擬
    6.1 本章引論
    6.2 大顆粒熱解的模型選取
    6.3 大顆粒熱解的二維模型和計(jì)算結(jié)果
        6.3.1 模型介紹
        6.3.2 模擬結(jié)果
    6.4 環(huán)境溫度對熱解過程的影響
    6.5 氣流相對速度的影響
    6.6 噴射產(chǎn)生的原因分析
    6.7 本章小結(jié)
第7章 論文總結(jié)
    7.1 本文的工作內(nèi)容
    7.2 本文的主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 對未來研究的建議
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3796714