梯度磁場對甲烷層流燃燒時NOX生成特性的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：梯度磁場對甲烷層流燃燒時NOX生成特性的研究英文題目英文題目：InfluenceofGradientMagicFieldonNOXFmationacteristicsinMethaneLaminarBurning學(xué)位類學(xué)位類別：工學(xué)碩士研究生姓研究生姓名：史慶祥學(xué)號學(xué)號：_201002292_學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：熱能工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：武文斐職稱職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職

2、稱：職稱：2012年6月1日分類號：分類號：TK441.2TK441.2密級：級：公開公開UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要近年來隨著傳統(tǒng)化石燃料的日益枯竭，天然氣作為一種新型的清潔燃料在逐步取代化石燃料，并在工業(yè)與民用領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。天然氣燃燒過程中產(chǎn)生的NOX會對生態(tài)環(huán)境與人類的健康造成嚴(yán)重的威脅。天然氣的主要成分是甲烷，所以對甲烷燃燒時NOX的控制有著重要的意義。目前主要控制N

3、OX生成的技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)取得了有效的應(yīng)用，而在民用領(lǐng)域內(nèi)卻沒有有效的控制燃燒時NOX生成的技術(shù)。本文以甲烷層流擴(kuò)散火焰為研究對象，通過在火焰周圍安放電磁鐵的方法在火焰區(qū)產(chǎn)生梯度磁場，針對不同流量、燃燒器和梯度磁場工況下，對甲烷層流擴(kuò)散燃燒時NOX的生成特性的研究。研究能夠?yàn)椴捎猛饧犹荻却艌龅姆椒▋?yōu)化燃燒、火焰形狀的預(yù)測和控制NOX的生成提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。在甲烷層流擴(kuò)散火焰周圍外加梯度磁場時的特殊燃燒條件下，對三種孔徑燃燒器和四種

4、流量下火焰尺寸進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)火焰的長度和寬度不僅與燃燒器內(nèi)徑和甲烷流量相關(guān)，而且還與梯度磁場的大小有關(guān)，火焰的長度與梯度磁場的大小成反比關(guān)系，而火焰的寬度與梯度磁場的大小成正比關(guān)系，因此可以采用梯度磁場對火焰的形狀進(jìn)行控制，同時對相關(guān)燃燒室尺寸的設(shè)計有一定的指導(dǎo)作用。通過梯度磁場對不同工況下甲烷層流擴(kuò)散火焰溫度分布影響的研究發(fā)現(xiàn)，由于梯度磁場對火焰周圍順磁性氧氣施加順磁力的作用，氧氣會向磁場梯度較大的區(qū)域內(nèi)移動，從而在火焰周圍會形成

5、一股向下的氧氣氣流，這股氣流的運(yùn)動會加速甲烷燃料與空氣的混合，并使燃燒產(chǎn)物及時離開反應(yīng)區(qū)從而改善了燃燒條件，促進(jìn)了甲烷燃料的燃燒?；鹧娴臏囟扰c梯度磁場的大小成正比關(guān)系，所以梯度磁場為燃燒條件的優(yōu)化與燃料的高效燃燒會提供另一有效方法。進(jìn)一步對梯度磁場作用下甲烷燃料在不同工況下燃燒時NOX的生成特性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在磁場梯度較大的區(qū)域內(nèi)，由于梯度磁場的作用使得燃燒時生成NOX的量降低，并且降低幅度與磁場梯度的大小成正比關(guān)系。根據(jù)相關(guān)理論得知由