富氧燃烧非均匀介质辐射模型在一维系统中的研究

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1、分类号学号M201170933学校代码10487密级硕士学位论文富氧燃烧非均匀介质辐射模型在一维系统中的研究学位申请人：李翔宇学科专业：热能工程指导教师：柳朝晖教授陈胜副教授答辩日期：2014年1月6日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyontheRadiationPropertiesofNonisothermalorNonhomogeneou

2、sMediainOneDimensionalOxy-fuelSystemCandidate:LiXiangyuMajor:ThermalEngineeringSupervisor:Prof.LiuZhaohuiAssoc.Prof.ChenshengHuazhongUniversityofScience&TechologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中

3、已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

4、。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据华中科技大学硕士论文摘要辐射换热是炉内最主要的传热方式。气体、烟黑和颗粒辐射特性的精确计算，对于精确模拟炉内辐射换热有着十分重要的意义。富氧燃烧碳捕集技术在投资成本、运行成本、CO2减排成本、大型化和与现有技术的兼容度等方面的都具有巨大的优势，受到学者们的广泛关注。富氧燃烧与常规空气燃烧的烟气组成有很大的差别，使得已有的空气燃烧下的气体辐射特性模型变得不再适用。本文

5、将SLW、FSK和WSGG模型相结合，在传统模型的基础上，提出基于吸收系数谱线改进WSGG模型的方法。选用最新的HITEMP2010数据库，求取相同波数间隔下的吸收系数及其权重，拟合得到适用于富氧燃烧工况的改进WSGG模型；把烟黑，辐射特性随燃尽度、粒径变化的煤粉颗粒也看作一种辐射参与性气体，根据本文提出的WSGG模型原理，拟合出烟黑、煤粉颗粒的WSGG模型系数。在富氧燃烧工况的一维算例中，与现有模型进行对比，发现本文改进WSGG模型模拟非等温/非均匀烟气的辐射传热具有明显的优势；对比了空气与富

6、氧燃烧中气体介质的辐射传热，富氧燃烧中气体介质组分改变，使气体吸收系数增加，导致辐射传热增加；本文的模型在空气燃烧下也达到较高的精度，即本文模型可应用于空气和富氧燃烧。研究了烟黑和煤粉颗粒的辐射传热，与根据发射率拟合方法得到的WSGG1模型和烟黑、煤粉颗粒Planck平均进行对比，发现本文WSGG模型可以很好模拟烟黑、颗粒的辐射传热；同时也证明Planck平均也可以达到很高精度。在烟黑非等温工况中发现WSGG1模型与LBL基准解偏差较大，也进一步证明本文WSGG模型的正确性。研究了气体、烟黑、煤

7、粉颗粒混合物对辐射传热的影响，计算结果显示，非等温工况中，即使烟黑、煤粉颗粒的体积分数很小，也能大幅增强辐射传热。关键词：WSGG模型，燃尽度，辐射特性，辐射传热，富氧燃烧I万方数据华中科技大学硕士论文AbstractThermalradiationdominatetheenergytransferinfurnaces.Accuratecalculationtheradiationpropertiesofgas,sootandparticleisveryimportantforsimulatio

8、nradiativeheattransferinfurnace.Oxy-combustioncarboncapturetechnologyininvestmentcosts,operatingcosts,CO2capturecosts,largescaleandcompatibilitywithexistingtechnologies,hasgreatadvantages.Oxyfuelcombustionairandfluegascompositionroutineisverydifferen