高炉煤气发动机燃烧模拟试验研究

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1、分类号：TK43单位代码：10433密级：学号：Y0702059山东理工大学硕士学位论文高炉煤气发动机燃烧模拟试验研究TheSimulationStudyonCombustionoftheBlastFurnaceGasEngine研究生：胡坤指导教师：刘永启教授协助指导教师：申请学位门类级别：工学硕士学科专业名称：动力机械及工程研究方向：内燃机节能与排放控制论文完成日期：2010年4月15日独创性声明本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日山东理工大学硕士学位论

3、文摘要摘要高炉煤气是一种优质、高效、清洁的燃料，但毒性极强，如能很好利用，可有效地解决燃煤锅炉对环境造成的酸污染与粉尘污染，使废弃的能源得到充分有效利用，改善环境，具有很好的社会效益和经济效益。对燃烧特性试验方法进行了总结，并指出燃料的性质、当量比、初始温度、初始压力及添加剂等是层流燃烧实验中的主要影响因素。提出了高速摄像中图像判读的方法和图像处理方法,并且对高炉煤气预混层流的相关理论和试验参数进行了计算。在定容燃烧弹内进行高炉煤气定容燃烧实验，采用直接摄像法获取层流条件下火焰传播过程，尽量模拟发动机在压缩冲程接近终了时的高炉煤气的压力和温度，以

4、预混层流火焰的角度研究发动机燃用高炉煤气的燃烧特性。分析了高炉煤气层流燃烧影响因素，如不同组分、当量比、初始压力及初始温度等在火焰传播期对容弹内气体压力、火焰传播速度及马克斯坦长度值等的影响。研究高炉煤气不同初始条件下对燃烧性能的影响规律，为高炉煤气发动机的设计提供依据。结果表明：在理论当量比附近，火焰传播的稳定性较好，并且与曲面拉伸火焰传播速度相比，当量比对平面无拉伸层流火焰的传播速度影响不大；在无火焰拉伸的影响下，各当量比条件高炉煤气的火焰传播速度较有火焰拉伸时有所降低。随着高炉煤气中CO含量的增加，马克斯坦长度值呈增加趋势，火焰传播速度和火

5、焰稳定性都有所提高。高炉煤气的组分对火焰传播速度的影响大于当量比的影响。随着初始压力的升高拉伸火焰传播速度变得较慢。但压力对于火焰稳定性的影响并不起主要作用。随着预混气初始温度的提高，火焰传播速度增加，火焰前峰面趋于不稳定。本文通过可视化定容燃烧弹内预混层流高炉煤气燃烧特性的试验研究，对高炉煤气的燃烧特性进行了研究，为开发高效高炉煤气发动机提供理论依据。关键词：高炉煤气；定容燃烧试验；燃烧特性；预混层流燃烧I山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractBlastfurnacegasisonekindofhigh-quality,eff

6、icientandcleanfuel.Butitisalsowithhighlytoxic.Theacidpollutionanddustpollutioncausedbycoal-firedboilerontheenvironmentcanbeeffectivelysolvedifwecanmakegooduseoftheBFG.Thewasteofenergycanbefullyandeffectivelyutilizedtoimprovetheenvironmentwithgoodsocialandeconomicbenefits.Thet

7、estmethodsofcombustioncharacteristicsweresummarized.Themajorinfluencingfactorsinthelaminarflowcombustionexperimentswerefuelproperties,equivalenceratio,initialtemperature,initialpressureandadditives.Themethodsofimageinterpretationandimageprocessingofhigh-speedcamerawereputforw

8、ard.TheconstantvolumecombustionexperimentsofBFGwereexperimentedinthe