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《浙江大学》 2004年
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往复式多孔介质燃烧器的试验研究

李昊  
【摘要】:往复式多孔介质燃烧在提高燃烧效率、扩展可燃极限、节约燃料、改善环境以及处理各类垃圾和废弃物方面与其他燃烧技术相比具有优越性,是一种燃烧效率高、污染排放量低的燃烧技术。这种燃烧技术在强化燃烧和排放控制方面是一种比较有效、实用的燃烧方法。本文主要对往复式多孔介质燃器进行了试验研究。 本文的研究工作分为四个部分。第一部分对往复式多孔介质燃烧技术的研究发展状况进行了概述。在介绍往复式多孔介质燃烧中涉及到的两个重要的概念—超绝热燃烧、多孔介质燃烧的基础上,讨论了往复式多孔介质燃烧在基础研究和应用研究方面目前的研究现状,为本研究的进行打下基础。 第二部分主要内容是往复式多孔介质燃器的冷态阻力特性的试验研究。在前述综述的基础上,对往复式多孔介质燃器进行了冷态实验研究,主要研究了空截面流速和多孔介质厚度两个影响因素对燃烧器稳定时间以及阻力特性的影响,并由此建立了简单的数学模型。结果表明,在其他条件不变的情况下,往复式多孔介质燃烧器的压差ΔP与空截面流速的平方u~2基本成正比关系,与多孔介质厚度h呈线性增大关系;多孔介质厚度h以及空截面流速u对燃烧器的流动稳定时间t_0影响很小;实验结果与数学模型得到了较好的吻合。 为了研究燃烧器的燃烧特性,进行了往复式多孔介质燃烧器的热态实验研究,这是本文第三部分的主要工作。试验研究了当量比、切换半周期、空截面流速三个影响参数对温度分布的影响规律,以及燃烧器污染物排放的特点。结果表明,当量比φ<1的时候,随着φ的减小,燃烧器内多孔介质的温度也随着减小,燃烧火焰的中心逐步上移,温度最大值也随着减小;在切换半周期和当量比一定的情况下,随着空截面流速的增加,燃烧器两侧的温度也随着增大,燃烧器的温度趋于等同值的趋势增加。在其他条件不变的条件下,切换半周期越长,出口温度越高;随着切换半周期增大,测点温差也随着增大,并且越是距离火焰中心近的测点,其温差的变化越大;对往复式燃烧和单个燃烧进行比较,往复式燃烧的温度分布更均匀,排烟温度更低,污染物排放更低。 第四部分在理论上对往复式多孔介质燃烧器进行探讨,确定了燃烧过程的主要的特点,建立了简单的数学模型。计算并分析了当量比、空截面流速、散热系数对温度分布的影响,将计算结果与试验结果进行了对比。结果发现,在沿轴 浙江大学硕士学位论文 摘要 向方向上,呈现出M型的温度分布。随着当量比的增加,整体的温度升高;随 着空截面流速的增加,整体的温度升高;散热系数增大,整体的温度下降;计算 结果和试验结果的吻合较好,证明模型一定的正确性。
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