多孔介質中氣體擴散燃燒的火焰特性研究.pdf

1、多孔介質燃燒作為一種新型的燃燒方式，具有燃燒效率高、貧燃極限低以及污染物排放量低等優(yōu)點。因此在過去的十多年里，國內外學者對多孔介質的氣體燃燒做了大量的研究，但大部分的研究都是針對預混氣體進行的，關于在多孔介質內的氣體擴散燃燒見到的報道很少。本文通過實驗研究和數(shù)值模擬研究了被氮氣稀釋的甲烷氣體與氧氣在多孔介質中的擴散燃燒火焰特性。主要研究內容如下:
　　(1)實驗研究。搭建氣體在多孔介質中擴散燃燒的實驗臺，包括燃燒器（填充多孔介質小

2、球的石英玻璃管）、氣體供給系統(tǒng)和測量系統(tǒng)等，對稀釋甲烷/氧氣的氣體在多孔介質中擴散燃燒的火焰特性以及污染物的排放進行研究。通過設定不同工況參數(shù)，如不同甲烷質量分數(shù)、不同氣體入口流速、不同填充床小球直徑對火焰形態(tài)和污染物的排放進行了觀測。研究了它們對火焰特性及污染物排放影響規(guī)律。
　　(2)數(shù)值模擬。通過與日本學者的實驗模型進行對比驗證，建立了甲烷/氧氣在多孔介質內擴散燃燒有效模型。運用FLUENT建立二維雙溫模型來模擬擴散氣體燃燒

3、、氣體流動以及傳熱等。研究了擴散氣體氣固以及不同組分分布，通過設定不同工況參數(shù)，如不同甲烷質量分數(shù)、不同氣體入口流速、不同填充床小球直徑、不同固體導熱系數(shù)、不同分子擴散系數(shù)、不同質量彌散系數(shù)、不同對流換熱系數(shù)、不同輻射折合導熱系數(shù)等，分析其變化對火焰高度的影響規(guī)律。同時，選擇兩組自己的實驗工況進行了數(shù)值模擬，證明了數(shù)值模擬的準確性。
　　(3)對擴散氣體輻射燃燒器的數(shù)值模擬。利用驗證的有效數(shù)值模型，建立了甲烷/純氧在多孔介質內燃燒