封闭空间内的声场分布及其对燃烧的影响

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1、国内图书分类号：国际图书分类号：硕士学位论文学校代码：10079密级：公丌封闭空间内的声场分布及其对燃烧的影响硕士研究生导师申请学位学科专业所在学院答辩日期授予学位单位甄丽姜根山、曹春梅教授理学硕士物理学理论物理数理学院2013年3月华北电力大学ClassifiedIndexU．D．C：I帅Y吣i2帅3㈣9删。眦5删。帅4帅ThesisfortheMasterDegreeSoundFieldDistributioninEnclosedSpaceandItsEffectonCombustionCandidate：Supervis

2、or：School：DateofDefenee：ZhenLiProf．JiangGenShan&CaoChunMeiSchoolofMathematicsandPhysicsMarch，2013Degree．Conferring—Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《封闭空问内的声场分布及其对燃烧的影响》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中

3、除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：璇钥同期：羽侈年≥月／同华北电力大学硕士学位论文使用授权书《封闭空间内的声场分布及其对燃烧的影响》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校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本，同意学校将

4、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以下相应方框内打“√”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密√日期：功乃年岁月7同同期：知J弓年≥月7日华北电力大学硕士学位论文摘要近年来，随着人们生活水平的提高，人类对电力的需求量逐年增加。尽管我国已经在太阳能、核能和风能等新能源发电方面取得了一些成就，但据资料显示，目前我国火电机组的发电量仍占总发电量的77％以上，因此，我国仍以火力发电为主要

5、发电方式。锅炉是火力发电厂的核心组成部分，锅炉的安全高效运行在整个电厂中占有举足轻重的地位。而锅炉的安全高效运行在很人程度上取决于炉内燃烧的稳定性和燃烧效率。研究表明，声波可以影响燃烧的稳定性，以及燃烧效率和污染物排放等。因此，研究封闭空问包括炉内的声场分布及其对燃烧的影响对提高锅炉效率、保障安全运行具有重要意义。本文从理论上给出矩形空间内的模态频率和由声源引起的内部声场分布理论值，并由理论推导得出圆柱形空问内的模态频率以及声源在圆柱形空问内产生的声场分布解析解，得到的结论是：当声源的频率接近或等于封闭空间内的模态频率时，声压

6、振幅将趋于一个极大值，这将对燃烧产生很大影响。同时，对均匀温度场下由小激励源引起的矩形和圆柱形空间内的声场分布进行了有限元计算，得出了不同模态频率的声场分布数值解，其结果与理论计算结果基本一致；根据火电锅炉内存在燃烧温度场的实际情况，论文进一步研究了点声源在600MW锅炉内非均匀温度场中的声场分布，结果发现，非均匀温度场下也存在驻波模态，但是模态频率相对均匀温度场情况发生了不同程度的漂移，这为研究实际热态锅炉运行情况下的模态频率及其燃烧稳定性提供了方法。论文从实验上研究了圆柱形空问内声波对的烛光火焰燃烧稳定性和固体燃料燃烧效率

7、的影响。得出低频声波在振幅较小时对燃烧稳定性影响较弱，此时火焰长度较大，声波对燃烧具有一定助燃作用；当声压振幅增加至一定程度时会引起较为明显的燃烧不稳定现象，甚至导致灭火：高频声波对火焰稳定性的影响不明显；此外，在相同频率下，声压波节处比声压波腹处对火焰稳定性的影响更明显。通过对于固体燃料棒燃烧效率实验，得出：当声压级在80．105dB、频率小于300Hz时，声压波节处比声压波腹处对燃烧过程有更好的促进作用，但当声压级大于105dB时，声压波节处反而对燃烧过程起抑制作用；当频率大于300Hz时，声压波节处仍对燃烧过程有一定的促

8、进作用，但声压波腹处对燃烧过程的促进作用不明显。关键词：声波；有限元分析；声场分布；燃烧温度场；燃烧稳定性：燃烧效率华北I【l力大学硕士学位论文AbstractInrecentyears，thedemandforelectricityiSincreasingeveryyear