自然堆積多孔介質(zhì)燃燒及換熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、多孔介質(zhì)燃燒及換熱具有燃燒強(qiáng)度大、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、污染物排放低、燃燒穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于燃?xì)鉄崴訜犷I(lǐng)域，可以顯著降低金屬銅的消耗量，并可降低污染物排放，使熱水器負(fù)荷可調(diào)節(jié)范圍加大。本文結(jié)合國(guó)家對(duì)天然氣大力推廣的背景，以天然氣的清潔燃燒為目的，重點(diǎn)研究了絕熱及換熱條件下的惰性多孔介質(zhì)內(nèi)溫度分布、燃燒波傳遞、污染物生成規(guī)律等特性。
　　 多孔介質(zhì)燃燒涉及到流體的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)過程，本文對(duì)超絕熱燃燒和燃燒波的形成機(jī)

2、理及其影響因素進(jìn)行了理論分析，對(duì)多孔介質(zhì)流體流動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了分析計(jì)算。根據(jù)污染物的生成原理，理論上提出了減少污染物生成的方法。
　　 設(shè)計(jì)了多孔介質(zhì)燃燒及換熱一體實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)燃?xì)夂涂諝忸A(yù)混腔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證了混合的均勻。將螺旋管式換熱裝置埋置在多孔介質(zhì)小球堆積床內(nèi)，比“水套式”換熱裝置的效率更高。采用數(shù)據(jù)采集模塊和工控軟件相結(jié)合，在KINGVIEW開發(fā)平臺(tái)上編寫程序，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控。還對(duì)實(shí)驗(yàn)采集系統(tǒng)硬件進(jìn)行了精

3、準(zhǔn)度測(cè)試及誤差分析。通過改變多孔介質(zhì)粒徑大小及組合方式、燃?xì)庳?fù)荷、當(dāng)量比、冷卻水流量等參數(shù)，完成絕熱及換熱條件下的溫度場(chǎng)分布、燃燒波傳遞速度、污染物排放及換熱效率的測(cè)量。
　　 進(jìn)行了多孔介質(zhì)的絕熱燃燒試驗(yàn)，通過調(diào)整當(dāng)量比及改變?nèi)紵?fù)荷，得到了多孔介質(zhì)燃燒器的理想啟動(dòng)方式。對(duì)燃燒波傳遞規(guī)律進(jìn)行了研究，得出多孔介質(zhì)粒徑大小與燃燒波傳遞速度成正比的規(guī)律。試驗(yàn)還研究了燃燒負(fù)荷、當(dāng)量比、多孔介質(zhì)粒徑組合對(duì)污染物生成的影響，隨當(dāng)量比的增大

4、，NOx的生成量不斷增大；燃燒強(qiáng)度越大，NOx的生成量越多；CO的排放量先隨著當(dāng)量比的增大而減小，后隨著當(dāng)量比的增大而增大。在不同粒徑組合下的污染物排放中，CO值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NOx值。且孔隙率較小時(shí)具有較高的CO排放量和較低的NOx排放量。
　　 對(duì)添加換熱設(shè)備后的多孔介質(zhì)燃燒進(jìn)行了試驗(yàn)，得出了換熱時(shí)的多孔介質(zhì)溫度場(chǎng)分布。研究了不同孔隙率的多孔介質(zhì)溫度場(chǎng)分布情況，不同燃燒強(qiáng)度及當(dāng)量比下的換熱效率，最高熱效率達(dá)107％。還對(duì)換熱狀態(tài)下