多孔介質(zhì)中氣體擴散燃燒的火焰特性研究.pdf

1、多孔介質(zhì)燃燒作為一種新型的燃燒方式，具有燃燒效率高、貧燃極限低以及污染物排放量低等優(yōu)點。因此在過去的十多年里，國內(nèi)外學(xué)者對多孔介質(zhì)的氣體燃燒做了大量的研究，但大部分的研究都是針對預(yù)混氣體進行的，關(guān)于在多孔介質(zhì)內(nèi)的氣體擴散燃燒見到的報道很少。本文通過實驗研究和數(shù)值模擬研究了被氮氣稀釋的甲烷氣體與氧氣在多孔介質(zhì)中的擴散燃燒火焰特性。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)實驗研究。搭建氣體在多孔介質(zhì)中擴散燃燒的實驗臺，包括燃燒器（填充多孔介質(zhì)小

2、球的石英玻璃管）、氣體供給系統(tǒng)和測量系統(tǒng)等，對稀釋甲烷/氧氣的氣體在多孔介質(zhì)中擴散燃燒的火焰特性以及污染物的排放進行研究。通過設(shè)定不同工況參數(shù)，如不同甲烷質(zhì)量分數(shù)、不同氣體入口流速、不同填充床小球直徑對火焰形態(tài)和污染物的排放進行了觀測。研究了它們對火焰特性及污染物排放影響規(guī)律。
　　(2)數(shù)值模擬。通過與日本學(xué)者的實驗?zāi)Ｐ瓦M行對比驗證，建立了甲烷/氧氣在多孔介質(zhì)內(nèi)擴散燃燒有效模型。運用FLUENT建立二維雙溫模型來模擬擴散氣體燃燒

3、、氣體流動以及傳熱等。研究了擴散氣體氣固以及不同組分分布，通過設(shè)定不同工況參數(shù)，如不同甲烷質(zhì)量分數(shù)、不同氣體入口流速、不同填充床小球直徑、不同固體導(dǎo)熱系數(shù)、不同分子擴散系數(shù)、不同質(zhì)量彌散系數(shù)、不同對流換熱系數(shù)、不同輻射折合導(dǎo)熱系數(shù)等，分析其變化對火焰高度的影響規(guī)律。同時，選擇兩組自己的實驗工況進行了數(shù)值模擬，證明了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
　　(3)對擴散氣體輻射燃燒器的數(shù)值模擬。利用驗證的有效數(shù)值模型，建立了甲烷/純氧在多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒