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1、火焰面预混燃烧燃烧波蓄热特性毕业论文目录摘要IAbstractII1绪论11.1选题背景及意义11.2多孔介质燃烧的基本概述21.2.1多孔介质燃烧基本概念与机理21.2.2多孔介质燃烧的优越性31.3多孔介质燃烧技术研究与应用进展61.3.1火焰结构及燃烧波传播特性研究61.3.2燃烧稳定性及可燃性研究91.3.3排放特性研究101.3.4往复流多孔介质燃烧器121.4本文的主要工作和内容132多孔介质预混合燃烧的数值方法142.1多孔介质体积平均数学模型142.2化学反应动力学182.3辐射模型192.4湍流模型232.5本章小结263
2、实验装置设计和实验步骤273.1燃烧系统273.2循环水冷却系统283.3供气系统293.4流量测量系统293.5温度测量系统303.6实验过程和方法313.7本章小结314FLUENT平台模拟研究324.1物理及数学模型324.1.1物理模型324.1.2网格划分344.1.3边界条件及控制方程354.2FLUENT软件使用374.2.1初始条件等参数374.2.2求解过程及结果394.3本章小结435小球堆积型多孔介质燃烧器特性结果分析445.1整体温度分布44V5.2压力分布特性45V5.3多孔介质小球传热特性分析465.4组分分布4
3、95.5本章小结516结论53致谢55参考文献56V1绪论1.1选题背景及意义自21世纪以来,世界经济发展迅猛,随之也带来了能源消耗增加、环境严重污染、生态平衡破坏及二氧化碳排放量剧增等问题。英国石油(BP)的《世界能源统计年鉴》显示,中国的能源消耗量占全球的20.3%,超过美国19%的占比,成为世界最大的能源消费国。但是按能源人均消费水平计算,美国的年平均为8吨,日本的年平均为4吨,我国由于人口众多年平均消费仅为0.7吨,这就意味着我国能源消耗仍会持续增加。不仅如此,我国的能源利用率只有33%,仅为世界先进国家的60-80%左右,效率极低
4、,我国每创造1美元国民生产总值,消耗的煤、电等能源是世界平局消耗的3-4倍,若我国能够普及先进国家所拥有的能源利用尖端技术,则可实现节能29-40%。我国是一个以煤炭为主要能源的国家，随着人们的不断开采,化石能源枯竭己成为不可避免的现实问题,目前我国煤炭、电力、石油和天然气等能源己经存在缺口,“煤荒”、“油荒”、“电荒”轮番来袭。我国能源消费结构长期以传统燃煤技术为主，造成能源利用效率低下，经济效益差，产品缺乏竞争力，对我国生态环境造成了严重的影响。面临如此严峻的问题,能源动力行业未来的任务任重而道远。在传统燃烧技术中,自由燃烧作为一种被广
5、泛应用的燃烧技术,己经很难在节能减排方面出现新的突破,因此为提高燃料利用率和减少燃烧过程中的污染物排放,国内外研究者提出了各种新的燃烧技术,其中多孔介质燃烧作为清洁、高效的新兴燃烧技术得到了普遍的关注,有可能成为近期、甚至相当长时间内解决这些问题的一项重要技术,成为研发和设计新的燃烧系统的基础。多孔介质燃烧又称过滤燃烧,是继第一代常规气体燃烧技术,第二代蓄热燃烧技术之后,国际最新的第三代燃烧技术。与传统的自由燃烧相比,多孔介质预混燃烧发生在介质微小孔隙中,有助于加强气固之间相互作用;同时,由于多孔介质内复杂的孔隙流道结构,使燃料燃烧受到强烈
6、的扰动,化学反应和热运输之间的58耦合更加强烈。这样不仅提高气体燃料的燃烧效率，降低污染物排放，并且能够显著拓宽燃料贫燃极限，同时无需传统的换热设备来进行燃烧余热的回收和传递，在减小设备体积，实现燃烧设备小型化方面具有强大的优势，为天然气等气体燃料，特别是低热值气体燃料高效清洁燃烧提供一条新途径。1.2多孔介质燃烧的基本概述1.2.1多孔介质燃烧基本概念与机理20世纪初，LukeC.E.[1]在燃烧器中堆积颗粒多孔介质，使预混气体在多孔层表面燃烧，开展多孔介质燃烧技术研究。20世纪70年代，Weinberg等人[2]提出利用多孔介质将燃烧产
7、物的净焓量传递给新鲜预混气体燃烧的设想，指出燃烧火焰的最高温度可高于预混气体燃料的绝热燃烧温度，出现“超焓火焰”。多孔介质预混燃烧是指气体燃料和氧化剂在预先混合完毕后进入多孔介质并在其中的孔隙内或表明进行燃烧的过程。多孔介质材料一般耐高温、导热性好，如颗粒或小球填充床、蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、筛孔板、毛毡滤芯、金属薄片叠层、纤维膨化结构等。多孔介质燃烧通常以预混燃烧方式为主，扩散燃烧方式相对较少。多孔介质燃烧机理：（a）绝热燃烧绝热燃烧是指燃料在燃烧过程中没有热量损失的理想燃烧。在绝热燃烧状态下，燃烧气体所能达到的最高温度称为理论燃烧温度，又称
8、为绝热燃烧温度。它是指在一定的初始温度和压力下，给定的可燃混合物（包括燃料和氧化剂）在等压绝热条件下进行化学反应，燃烧系统(属于封闭系统）所达到的最终温度，是表征燃料燃烧的重要参
