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渐变型多孔介质中预混燃烧试验研究

浙江大学学报（工学版） 2002年第6期36卷 685-689,712页

作者：王恩宇程乐鸣吴学成骆仲泱岑可法浙江大学热能工程研究所能源清洁利用与环境教育部重点实验室浙江杭州310027

提出了渐变型多孔介质(GVPM)中燃烧的设想,使多孔介质中流动及传热特性与燃烧规律相匹配,实现高效燃烧和低污染物排放的结合.对天然气在渐变孔径的多孔介质中预混燃烧进行了试验,得出了燃烧室温度分布和污染物排放结果,并与两种单孔径... 详细信息

提出了渐变型多孔介质(GVPM)中燃烧的设想,使多孔介质中流动及传热特性与燃烧规律相匹配,实现高效燃烧和低污染物排放的结合.对天然气在渐变孔径的多孔介质中预混燃烧进行了试验,得出了燃烧室温度分布和污染物排放结果,并与两种单孔径的均匀型多孔介质(HPM)中燃烧结果进行了对比.试验结果表明,渐变孔径的多孔介质燃烧器可以使燃烧室温度分布更加均匀,燃烧更加稳定,对于当量比的变化有更大的调节范围,CO和NOx等污染物排放更低.渐变型多孔介质结合了不同孔径的均匀型多孔介质的流动及传热特性,对燃烧室上下游热量分布进行合理调配,使得最高燃烧温度有所降低;由于孔径的变化,使火焰的稳定性增强.

关键词：燃烧试验预混燃烧燃烧器渐变型多孔介质传热特性燃烧规律燃烧机理

天然气在渐变型多孔介质中的预混燃烧启动特性

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燃烧科学与技术 2007年第5期13卷 393-397页

作者：王恩宇程乐鸣骆仲泱岑可法河北工业大学能源与环境工程学院天津300132 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

针对天然气在渐变型多孔介质燃烧器中的点火启动过程进行了试验研究,通过监测燃烧器壁面或气体温度在点火后的变化,得到了影响启动时间的因素及特性,对特定的燃烧器而言,启动时间与预混气体当量比、流速以及点火位置有关,在冷态下点火,... 详细信息

针对天然气在渐变型多孔介质燃烧器中的点火启动过程进行了试验研究,通过监测燃烧器壁面或气体温度在点火后的变化,得到了影响启动时间的因素及特性,对特定的燃烧器而言,启动时间与预混气体当量比、流速以及点火位置有关,在冷态下点火,随着当量比接近理论当量比,启动时间减小;混合气体流速增大,启动时间增大;点火位置从燃烧器外移到燃烧器人口时,启动时间可大大缩小,采用小流速、近理论当量比条件下点火,对多孔介质层预热,有利于火焰迅速向上游移动,然后再调整到需求当量比或流速,可以大大减小燃烧器启动时间,采用孔径变化率高的渐变型多孔介质结构,也可以达到缩短启动时间的目的。

关键词：渐变型多孔介质预混燃烧点火启动特性

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天然气在渐变型多孔介质中的预混燃烧

燃烧科学与技术 2004年第1期10卷 1-6页

作者：王恩宇程乐鸣骆仲泱倪明江岑可法浙江大学热能工程研究所能源清洁利用与环境教育部重点实验室杭州310027

设计了孔径沿程变化的渐变型多孔介质(GVPM)燃烧器,为了解天然气在其中的预混燃烧特性,对燃烧室气体、固体温度分布和CO、NOx污染物排放进行了测量.试验研究了渐变型多孔介质中燃烧的温度场分布、火焰移动、污染物排放、稳定性及多孔介... 详细信息

设计了孔径沿程变化的渐变型多孔介质(GVPM)燃烧器,为了解天然气在其中的预混燃烧特性,对燃烧室气体、固体温度分布和CO、NOx污染物排放进行了测量.试验研究了渐变型多孔介质中燃烧的温度场分布、火焰移动、污染物排放、稳定性及多孔介质孔径结构对燃烧特性的影响规律.将研究结果与几种均匀型多孔介质(HPM)中的燃烧进行比较,发现渐变型多孔介质中的燃烧可以有更多的优点,包括均匀温度场分布、极低污染物排放、高火焰速度、高稳定性、宽燃烧极限和有很大的负荷调节范围等.

关键词：预混燃烧多孔介质燃烧器渐变型多孔介质

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渐变型多孔介质燃烧器的研究与开发

渐变型多孔介质燃烧器的研究与开发

作者：褚金华浙江大学

学位级别：硕士

能源结构调整和天然气应用越来越受到我国的重视,开展天然气清洁无污染燃烧的研究具有重要的现实意义。气体燃料在渐变型多孔介质中的燃烧技术在很多方面具有其优越性,将它应用于天然气的高效低污染燃烧,是一项填补国内空白的工作。 ... 详细信息

能源结构调整和天然气应用越来越受到我国的重视,开展天然气清洁无污染燃烧的研究具有重要的现实意义。气体燃料在渐变型多孔介质中的燃烧技术在很多方面具有其优越性,将它应用于天然气的高效低污染燃烧,是一项填补国内空白的工作。本文以实现高效清洁燃烧为目标,研究了渐变型多孔介质中燃烧特性、污染物排放特性、传热特性和阻力特性,在此基础上设计了渐变型多孔介质燃气炉,并对燃气炉进行了传热与污染物排放特性的研究。建立了渐变型多孔介质燃烧器单管试验系统,对燃烧器的性能进行了研究。利用对燃烧室温度变化的监测,探讨了渐变型多孔介质燃烧器的启动特性规律。得到渐变型多孔介质燃烧器具有较低的NOx和CO排放浓度、较强的传热特性和较小的阻力。为多孔介质燃气炉的设计奠定了基础。进行了渐变型多孔介质燃烧器在分级送风方式下性能的研究,所得结果还与单管试验进行了比较。发现分级送风方式下燃烧室温度分布更均匀,对低NO排放具有很好的作用,但是在启动特性和传热特性方面都不如单管试验燃烧器。在试验研究的基础上,探索设计了渐变型多孔介质燃气炉。从市场调查和试验经验出发,通过计算确定燃气炉的一些基本参数和炉型。同时对燃气炉的设计方法进行了探索,通过计算确定了燃气炉各部分的结构参数。建立了多孔介质燃气炉试验系统,对燃气炉进行了试验研究。通过燃气炉的传热特性研究,多孔介质燃气炉基本符合设计要求,并具有较大的负荷调节范围。燃气炉的最高换热效率约为99%,排烟温度很低,部分水蒸汽凝结。采用罗斯蒙特(Rosement)烟气分析仪对污染物排放进行了在线测量,得到了燃气炉运行时NO和CO的排放规律。并发现多孔介质燃气炉在试验工况范围内压力降都相当小。

关键词：多孔介质燃烧器天然气预混燃烧渐变型多孔介质燃气炉

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渐变型多孔介质中预混燃烧温度分布试验

热科学与技术 2003年第1期2卷 64-69页

作者：王恩宇程乐鸣骆仲泱岑可法浙江大学能源清洁利用与环境教育部重点实验室浙江杭州310027

进行了预混天然气在等孔隙率渐变孔径的多孔介质中的燃烧试验 ,用热电偶测量了燃烧室温度分布 ,并与单一孔径 ( d =1 mm)的均匀多孔介质中燃烧结果进行了比较。结果表明 ,渐变型多孔介质燃烧器比均匀型多孔介质燃烧器具有更多的优点 :... 详细信息

进行了预混天然气在等孔隙率渐变孔径的多孔介质中的燃烧试验 ,用热电偶测量了燃烧室温度分布 ,并与单一孔径 ( d =1 mm)的均匀多孔介质中燃烧结果进行了比较。结果表明 ,渐变型多孔介质燃烧器比均匀型多孔介质燃烧器具有更多的优点 :燃烧室温度分布更加均匀 ,燃烧更加稳定 ,并能更好的适应当量比和流量/功率的变化。由于孔径的变化 ,多孔介质中气流扰动增加 ,有利于火焰的稳定 ,当量比和流速变化范围增大。

关键词：渐变型多孔介质温度分布试验渐变孔径混合燃烧燃烧器

渐变型多孔介质中低浓度瓦斯燃烧特性数值模拟

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中国安全生产科学技术 2012年第6期8卷 34-39页

作者：代华明林柏泉李庆钊赵帅刘谦中国矿业大学安全工程学院徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室徐州221116 徐州博安科技发展有限责任公司徐州221008

利用模拟软件Fluent6.3建立二维模型并进行合理设置,对多孔介质中的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了均匀型和渐变型燃烧器中的温度分布和NOx生成情况,以及三种不同渐变型多孔介质组合燃烧器中的温度分布和NOx生成情况。结果表明... 详细信息

利用模拟软件Fluent6.3建立二维模型并进行合理设置,对多孔介质中的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了均匀型和渐变型燃烧器中的温度分布和NOx生成情况,以及三种不同渐变型多孔介质组合燃烧器中的温度分布和NOx生成情况。结果表明,渐变型多孔介质燃烧器的温度分布比均匀型燃烧器更加均匀;同一瓦斯当量比和流速下,渐变型多孔介质燃烧器的NOx产生量比均匀型燃烧器低很多,有利于减少污染物排放;三种不同渐变型多孔介质组合的温度分布和NOx生成有着不同特点,燃烧器设计时,可根据不同需求选取不同组合形式,综合考虑各因素,组合一燃烧特性最佳。

关键词：煤矿瓦斯渐变型多孔介质均匀型多孔介质当量比孔隙率数值模拟

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圆柱形多孔介质燃烧器燃烧性能研究

圆柱形多孔介质燃烧器燃烧性能研究

作者：陈帅重庆大学

学位级别：硕士

多孔介质燃烧技术具有燃烧温度高、污染物排放量低、加热均匀性好、燃烧效率高等优势。目前我国关于碳化硅材料,尤其是渐变型结构应用于多孔介质燃烧领域的研究较少。因此本文利用圆柱形碳化硅泡沫陶瓷材料,探究了多孔介质燃烧器结构对... 详细信息

多孔介质燃烧技术具有燃烧温度高、污染物排放量低、加热均匀性好、燃烧效率高等优势。目前我国关于碳化硅材料,尤其是渐变型结构应用于多孔介质燃烧领域的研究较少。因此本文利用圆柱形碳化硅泡沫陶瓷材料,探究了多孔介质燃烧器结构对燃烧稳定范围、燃烧稳定时间、燃烧室壁面温度、污染物排放量的影响。首先,探究了多孔介质厚度对燃烧性能的影响。通过对当量比在0.75～1.0范围内的燃烧稳定范围进行研究,发现多孔介质厚度从40 mm增加到120 mm的过程中,燃烧强度下限降低,燃烧强度上限升高。以当量比为0.85为例,燃烧强度下限从261.64 k W/m降低到198.78 k W/m;燃烧强度从上限950.59 k W/m提升到1688.14 k W/m。基于燃烧稳定范围试验研究,发现燃烧强度过小或过大会对燃烧稳定性造成不利影响。因此试验燃烧强度为438.5 k W/m～877.01 k W/m,当量比为0.75～1.0(过剩空气系数为1～1.33)。试验工况下,发现随着厚度的增加:燃烧稳定时间与厚度呈现明显的正相关趋势;壁面最高温度在小负荷工况下增幅明显,在大负荷工况下差距缩小;NO排放量呈现先增后减再增的变化趋势;CO排放量在小负荷工况下出现明显下降,在大负荷工况下无明显变化趋势。此外,由于低厚度型号在下游部分缺少多孔介质材料,对壁面的加热效果有限,使得厚度对壁面平均温度影响明显。综上所述,多孔介质厚度为40 mm～100 mm时,随着厚度的增加,燃烧性能有较明显的改善;进一步提升厚度到120 mm时,对燃烧性能提升较低,而燃烧稳定时间有明显的增加,降低了其实用性。因此本文认为试验工况下多孔介质厚度为100 mm时可以获得较好的燃烧性能。其次,根据多孔介质厚度部分的研究,选择多孔介质总厚度为100 mm进行后续渐变型的试验。发现轴向渐变型多孔介质中渐扩型综合性能较优,沿气流方向布置孔径依次增大,有助于提升壁面温度,降低NO排放量和燃烧稳定时间;进一步和渐扩渐缩型比较,发现在燃烧区域出口设置小孔径多孔介质,可以减少与外界的热量交换,提升燃烧室整体温度。而径向渐变型多孔介质中各结构性能差异较小,虽然在壁面温度和污染物排放量方面没有明显优势,但其燃烧稳定时间较短,具有更高的实用性。因此本文认为轴向渐变型、径向渐变型多孔介质各具优劣,需要解决各自结构下的缺点才能提高其实用价值。

关键词：多孔介质燃烧器渐变型多孔介质火焰稳定性燃烧特性