熱電偶用于火焰測(cè)溫及其煙黑沉積過(guò)程的模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源供應(yīng)狀況日趨緊張，燃料燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。煙黑是化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染物之一，是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的燃料化學(xué)能；煙黑顆粒隨燃燒排氣進(jìn)入大氣環(huán)境，從而造成環(huán)境污染。煙黑顆粒表面吸附有多環(huán)芳烴PAH，具有誘變性與致癌性，從而對(duì)人體健康造成不利影響；光化煙霧、酸雨及消光效應(yīng)也是煙黑對(duì)環(huán)境的不利影響。因此問(wèn)題的關(guān)鍵在于掌握煙黑生長(zhǎng)的物理化學(xué)機(jī)理，有效控制煙黑生成、表面生長(zhǎng)及表面氧化過(guò)程。越來(lái)越多的學(xué)者通過(guò)對(duì)煙黑體積份

2、額進(jìn)行測(cè)量來(lái)分析煙黑的生成特性。
　　 本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外常用的煙黑測(cè)量方法及其研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述了直接取樣技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用。本文首先在考慮無(wú)煙黑沉積時(shí)分析火焰輻射及偶絲導(dǎo)熱對(duì)熱電偶測(cè)溫的影響。根據(jù)對(duì)軸對(duì)稱(chēng)，層流，同向流擴(kuò)散乙烯-空氣火焰的數(shù)值模擬結(jié)果，獲得相應(yīng)的火焰氣體溫度場(chǎng)，速度場(chǎng)，火焰輻射分布以及煙黑的容積份額分布。利用求解物體導(dǎo)熱的數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)熱電偶插入火焰的過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算發(fā)現(xiàn)在火焰低溫區(qū)火焰輻射要高

3、于節(jié)點(diǎn)的輻射損失，節(jié)點(diǎn)溫度高于氣體溫度；對(duì)于溫度梯度較大的火焰，偶絲導(dǎo)熱的影響較大，在火焰低溫區(qū)偶絲導(dǎo)熱使得節(jié)點(diǎn)溫度高于氣體溫度，而在火焰的高溫區(qū)節(jié)點(diǎn)溫度低于氣體溫度；對(duì)于熱電偶不同布置方式下所測(cè)的節(jié)點(diǎn)溫度也是不一樣。當(dāng)熱電偶插入含煙黑的火焰中，煙黑顆粒會(huì)逐漸粘附在熱電偶節(jié)點(diǎn)上。本文根據(jù)熱遷移理論建立相應(yīng)的計(jì)算模型，模擬煙黑沉積熱電偶的過(guò)程，獲得節(jié)點(diǎn)溫度隨煙黑沉積的變化曲線。分析了偶絲導(dǎo)熱，煙黑沉積溫度，煙黑沉積密度，偶絲直徑，煙黑顆粒