燃料气体预热温度对微燃烧器性能影响的分析

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1、２０１０年８月农业机械学报第４１卷第８期ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．０８．０１９燃料气体预热温度对微燃烧器性能影响的分析周俊虎汪洋杨卫娟刘建忠王智化岑可法（浙江大学能源洁净利用国家重点实验室，杭州３１００２７）【摘要】燃料在直圆管形状的微尺度燃烧器中进行预热燃烧，对比不同预热温度下的燃烧器工作性能，检验强化预热对促进微燃烧稳定的效果。实验选择燃料混合气体流量为０１２、０２４、０３６Ｌ／ｍｉｎ，预热温度分别为室温２３℃和２５０、５００℃。实验结果显示，在室温，燃料混合

2、气体流量０１２Ｌ／ｍｉｎ下，燃烧器可燃极限当量比为０３３９～３６３９。预热温度上升到２５０℃时，可燃极限当量比范围增大到０３１７～４３０４。而预热温度５００℃时，可燃极限当量比范围减小为０４５３～１７０６。在实验中测量燃烧器壁面温度，结合数值模拟研究内部燃烧过程。模拟结果显示，随预热温度上升，反应区域峰值温度上升。在流量０２４Ｌ／ｍｉｎ，当量比为１，预热温度由室温上升至５００℃时，峰值温度由１８９０Ｋ上升至２０１３Ｋ。实验结果证明适当预热可以提高反应温度，从而抑制热熄火。关键词：微燃烧预热温度数值

3、模拟性能分析中图分类号：ＴＫ２２３２文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）０８００９００４ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＰｒｅｈｅａｔｉｎｇＦｕｅｌＧａｓｔｏＭｉｃｒｏｓｃａｌｅＦｌａｍｅＺｈｏｕＪｕｎｈｕＷａｎｇＹａｎｇＹａｎｇＷｅｉｊｕａｎＬｉｕＪｉａｎｚｈｏｎｇＷａｎｇＺｈｉｈｕａＣｅｎＫｅｆａ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏ

4、ｆｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎａｓｔｒａｉｇｈｔｔｕｂｅｓｈａｐｅｍｉｃｒｏｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｃｏｍｂｕｓｔｏｒｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｕｎｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｓｏｆｔｈｅｆｕｅｌｆｅｅｄａｍｏｕｎｔｗｅｒｅ０１２，０２４，０３６Ｌ／ｍｉｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅ

5、ｍｐｅｒａｔｕｒｅ（２３℃），２５０℃，５００℃，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ０１２Ｌ／ｍｉｎ，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｗａｓ０３３９～３６３９．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ２５０℃，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏ０３１７～４３０４．Ａｔｔｈｅｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ５００℃，ｔｈ

6、ｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｌｉｍｉｔｗａｓ０４５３～１７０６．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒｗａｌｌｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄ，ｗｈｉｃｈｗａｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｎｕｍｅｒｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｅａｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｐｒｅｈｅａｔｉ

7、ｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ａｔ０２４Ｌ／ｍｉｎａｎｄｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏ５００℃，ｔｈｅｐｅａｋｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ１８９０ｔｏ２０１３Ｋ．Ｉｔｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｅｒｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｕｓｉｎｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｒｍａｌｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ

8、ｗｏｒｄｓＭｉｃｒｏｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，Ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｎｕｍｅｒｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎａｌｙｓｉｓ［２～４］高于１％，其工作时间即可超越电池。使用微引言型能源装置供电，微电子产品可工作更久，因此具有微型能源装置作为便携式动力系统，其能量密巨大的吸引力。［１］度超过传统电池近１００倍，因此运行效率只需要微型能源