微型鈍體燃燒器中氫氣-空氣預混燃燒的模擬與實驗.pdf

1、隨著微型機械的發(fā)展,微型燃燒器的研究變得越來越重要。由于微尺度效應,微型燃燒器的熱損失較大,火焰十分不穩(wěn)定。這樣一來,穩(wěn)定燃燒效果成為了微尺度燃燒的重要課題。
　　本文在微尺度的平板型微通道燃燒器中采用了常規(guī)尺度的燃燒器使用的鈍體穩(wěn)燃技術,使用商業(yè)軟件FLUENT的層流、湍流模型,以及詳細的化學反應機理模擬計算了冷態(tài)與燃燒情況下氫氣空氣混合氣體在燃燒室中的速度場、溫度場和火焰結構。然后以實驗驗證了模擬計算中進口氣體當量比對吹熄極限

2、的影響。通過對比模擬計算以及實驗結果,本文得出以下的一些結論:
　　(1)隨著進口速度增大,火焰鋒面逐漸從鈍體前方推移到鈍體后方,燃燒室壁面的溫度分布也變得更加均勻,這說明加裝鈍體對提高燃燒器的使用壽命有明顯的幫助;
　　(2)微尺度平板燃燒器中的三角形鈍體替換成半圓形鈍體后,由于鈍體前方弓形面積的增加,減小了鈍體后方回流區(qū)域渦的擺動頻率,對速度場的穩(wěn)定有一定效果;
　　(3)微尺度平板燃燒器中的三角形鈍體替換成半圓形

3、鈍體后,由于前方迎流面積增大,對低速度狀態(tài)下的混合氣體燃燒有很好效果,燃燒效率也隨之增大。但在高速狀態(tài)下則和三角鈍體的效果相同;
　　(4)微尺度平板燃燒器的火焰結構、溫度分布對壁面厚度的變化不敏感;
　　(5)微尺度平板燃燒器的材質替換為更高導熱性的材質時,火焰隨進口速度的發(fā)展過程加快,而且低速狀態(tài)下的燃燒效率提高;但在高速狀態(tài)下燃燒效率下降;
　　(6)通過對吹熄極限計算結果的比較,發(fā)現層流模型與低雷諾數湍流模型在