亞毫米催化燃燒室內(nèi)氫氧預(yù)混合燃燒的研究.pdf

1、機械電子元件在小型化、高效化、集成化方面的發(fā)展使得對質(zhì)量輕、壽命長的微型動力裝置的需求日漸迫切,而碳氫化合物的儲能密度比傳統(tǒng)的鋰電池高約兩個數(shù)量級,所以,作為一種輕型能源供應(yīng)設(shè)備,以碳氫化合物為燃料的燃燒裝置更具有優(yōu)勢。由小尺寸燃燒器驅(qū)動的微動力系統(tǒng)將取代對環(huán)境非友好、價格昂貴的鋰電池。但是燃燒器尺寸的縮小,一方面導(dǎo)致面容比增大,散熱速率急劇提高,使常規(guī)火焰無法穩(wěn)定；另一方面,有利于火焰?zhèn)鞑サ淖杂苫菀滓蚺鲎脖诿娑Щ?使火焰?zhèn)鞑ダщy

2、,因此必須采用特殊的措施來維持燃燒器內(nèi)穩(wěn)定的燃燒。
　　 試驗時,微平板燃燒室材料分別采用催化材料鉑、碳化硅,另外還通過浸漬的方法在碳化硅微平板燃燒室內(nèi)負載鉑,并經(jīng)XRD表征出了鉑的負載情況。在相同的試驗條件下,對以上三種燃燒室內(nèi)的燃燒情況進行了試驗對比,分析了不同流量、不同當量比和不同燃燒室尺寸條件下催化燃燒對微燃燒性能的影響。試驗結(jié)果表明,兩種催化燃燒室均有催化效果,催化燃燒能顯著提高微尺度燃燒的穩(wěn)定性,并擴展燃燒極限。同樣

3、流量條件下,采用催化燃燒時的外壁面測點溫度均比采用無催化的碳化硅燃燒室的高,燃燒室外壁面溫度分布更均勻；不同于無催化的碳化硅燃燒室,鉑加工的燃燒室在當量比為1時內(nèi)部燃燒已經(jīng)比較充分。
　　 在試驗驗證的基礎(chǔ)上,通過數(shù)值計算軟件FLUENT,采用詳細的空間氣相和表面催化化學(xué)反應(yīng)機理,對燃燒室內(nèi)部的燃燒過程進行了數(shù)值模擬。討論了在不同的反應(yīng)模型下的燃燒特性以及入口速度、當量比、絕熱和管壁材料對催化燃燒的影響,為微動力系統(tǒng)燃燒室的優(yōu)化