2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、礦井通風(fēng)瓦斯(ventilation air methane,VAM)排放量巨大,由于其中的CH4濃度為0.1-1%;遠(yuǎn)小于CH4的貧燃下限(5%),處理很困難,故直接排放到大氣中。這一方面造成了能源的浪費(fèi);另一方面甲烷又是很強(qiáng)的溫室氣體,其全球變暖潛能值(Global Warming Potential,GWP)約為CO2的21倍。因此,合理利用煤礦通風(fēng)氣中的低濃度甲烷具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。
   多孔介質(zhì)燃燒器和Swiss

2、-roll燃燒器均可以實(shí)現(xiàn)超焓燃燒,都有降低燃料貧燃極限的作用,而且多孔介質(zhì)還具有穩(wěn)定火焰的作用,本文在常規(guī)尺度Swiss-roll燃燒器的中心區(qū)填充多孔介質(zhì),在自行搭建的共用燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)其點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程,貧燃下限,熱能利用方式進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了CDM分析。
   搭建了一共用燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái),其由四個(gè)部分組成:燃料與氧化劑流量的精確供給系統(tǒng)、測(cè)試儀器及設(shè)備、工作參數(shù)的計(jì)算機(jī)集成顯示記錄系統(tǒng)、燃燒反應(yīng)器。針對(duì)不同的燃

3、燒反應(yīng)器和研究對(duì)象,本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可提供通用接口,對(duì)反應(yīng)器的工作參數(shù)(如溫度、壓力),反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量測(cè)量。另外,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能具有拓展空間。
   對(duì)燃燒器的點(diǎn)火啟動(dòng)方式和啟動(dòng)過(guò)程的燃燒特性進(jìn)行了研究。因?yàn)樵撊紵鞯闹行娜紵齾^(qū)用多孔介質(zhì)填充,其在冷態(tài)時(shí)具有很強(qiáng)的壁面熄火效應(yīng),使得點(diǎn)火啟動(dòng)困難。首先對(duì)甲烷的點(diǎn)火理論進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研究了兩種不同的點(diǎn)火啟動(dòng)方法:1)在多孔介質(zhì)中心區(qū)置入單管擴(kuò)散燃燒器點(diǎn)火。2)在多孔介質(zhì)中

4、心區(qū)留有10mm左右的縫隙,在縫隙中用電火花或電熱絲點(diǎn)火。點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí),隨著多孔介質(zhì)溫度的升高,燃燒效率增加,未燃CH4和CO濃度逐漸下降,整個(gè)過(guò)程N(yùn)Ox排放都很低,多孔介質(zhì)材料性質(zhì)和預(yù)混氣流量對(duì)啟動(dòng)特性影響很大。預(yù)混氣流量3.49L/s,當(dāng)天然氣濃度降到1.3%時(shí),未燃CH4增加,CO排放達(dá)1000mg/m3以上,燃燒效率下降至70%。這表明,內(nèi)置多孔介質(zhì)Swiss-roll燃燒器實(shí)現(xiàn)了煙氣和進(jìn)氣的逆流換熱,中心區(qū)的多孔介質(zhì)又進(jìn)一步加熱

5、預(yù)混氣,顯著拓展燃料的貧燃極限。
   使用FLUENT6.3軟件,通過(guò)數(shù)值模擬的方法對(duì)甲烷/空氣在內(nèi)置多孔介質(zhì)Swiss-roll燃燒器中的點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究,得到了冷態(tài)的流場(chǎng)、啟動(dòng)過(guò)程火焰面的漂移過(guò)程,和隨著天然氣濃度的降低時(shí)燃燒器溫度場(chǎng)的變化。數(shù)值模擬的溫度分布隨天然氣濃度變化情況與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合,但整體溫度分布比實(shí)驗(yàn)要高。
   在多孔介質(zhì)中置入換熱器,分析內(nèi)置多孔介質(zhì)Swiss-roll燃燒器及其熱能利用系統(tǒng)的

6、能量轉(zhuǎn)換和傳遞關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上建立了系統(tǒng)的熱平衡模型。研究在不同條件下的取熱量和熱效率,分析取熱對(duì)燃燒效率的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),防止煤層氣因溫度過(guò)低而熄火和防止因瓦斯?jié)舛冗^(guò)高時(shí)導(dǎo)致燃燒器過(guò)熱。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),因火焰面在多孔介質(zhì)中存在漂移現(xiàn)象,使得取熱管在多孔介質(zhì)中的位置非常重要。取熱量與取熱管處的溫度有關(guān),取熱管處的溫度與火焰面位置相關(guān),火焰面位置取決于氣流速度和火焰?zhèn)鞑ニ俣龋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣扔秩Q于預(yù)混氣濃度等因素。另外,當(dāng)

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