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文檔簡介
1、天然氣作為清潔、環(huán)保、高效的能源一直受到全世界的高度關(guān)注。相對(duì)煤炭、石油等能源的日漸短缺,天然氣較高的存儲(chǔ)量及開采量緩解了人類的能源緊缺問題。近年來多個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)在氣田開采后期,天然氣中多摻有一定含量的CO2。而有研究發(fā)現(xiàn),CO2等稀釋物質(zhì)的存在一定程度上會(huì)影響火焰結(jié)構(gòu)、火焰溫度等特性。因此研究含有CO2的天然氣燃燒特性及機(jī)理,受到了越來越多的學(xué)者們的關(guān)注。
本文首先綜述了國內(nèi)外在天然氣燃燒實(shí)驗(yàn)方面,對(duì)含CO2等雜質(zhì)的甲烷燃燒火
2、焰特征、污染物排放的研究;以及在模擬方面,對(duì)含CO2等雜質(zhì)的甲烷燃燒的機(jī)理研究。之后分析了目前研究內(nèi)容及方法的不足,從而確定了本文的研究內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)工況。
根據(jù)研究內(nèi)容,設(shè)計(jì)了同軸擴(kuò)散火焰燃燒器,設(shè)計(jì)搭建了基于PIV測(cè)量系統(tǒng)的擴(kuò)散火焰速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái),研究了不同CO2稀釋比、不同當(dāng)量比對(duì)擴(kuò)散火焰速度場(chǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)量比為1時(shí),隨著CO2的添加,擴(kuò)散火焰速度逐漸降低,火焰寬度變窄。而當(dāng)CO2稀釋率為30%時(shí),隨著
3、當(dāng)量比的增大,火焰速度有一定的降低,但降低幅度不大,因此當(dāng)量比對(duì)火焰速度場(chǎng)影響較小。
同時(shí),在現(xiàn)有的PLIF測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,調(diào)整光路及獲得符合OH基、CH基熒光激發(fā)的激光波段,測(cè)量不同CO2稀釋比、不同當(dāng)量比工況下擴(kuò)散火焰OH基、CH基熒光輻射強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)量比為1,當(dāng)燃料總量不變時(shí),隨著CO2稀釋比的增加,OH基輻射強(qiáng)度減弱,輻射區(qū)域逐漸向噴口處移動(dòng);當(dāng)甲烷總量不變時(shí),隨著CO2稀釋比的增加,火焰高度增加,OH基輻射
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