自然堆積多孔介質(zhì)燃燒及換熱實驗研究.pdf

1、多孔介質(zhì)燃燒及換熱具有燃燒強度大、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，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)合國家對天然氣大力推廣的背景，以天然氣的清潔燃燒為目的，重點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、傳熱和化學(xué)反應(yīng)過程，本文對超絕熱燃燒和燃燒波的形成機

2、理及其影響因素進行了理論分析，對多孔介質(zhì)流體流動參數(shù)進行了分析計算。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)計了多孔介質(zhì)燃燒及換熱一體實驗臺，對燃?xì)夂涂諝忸A(yù)混腔進行優(yōu)化設(shè)計，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)平臺上編寫程序，實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的自動采集和實時監(jiān)控。還對實驗采集系統(tǒng)硬件進行了精

3、準(zhǔn)度測試及誤差分析。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分布、燃燒波傳遞速度、污染物排放及換熱效率的測量。
　　 進行了多孔介質(zhì)的絕熱燃燒試驗，通過調(diào)整當(dāng)量比及改變?nèi)紵?fù)荷，得到了多孔介質(zhì)燃燒器的理想啟動方式。對燃燒波傳遞規(guī)律進行了研究，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。試驗還研究了燃燒負(fù)荷、當(dāng)量比、多孔介質(zhì)粒徑組合對污染物生成的影響，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。且孔隙率較小時具有較高的CO排放量和較低的NOx排放量。
　　 對添加換熱設(shè)備后的多孔介質(zhì)燃燒進行了試驗，得出了換熱時的多孔介質(zhì)溫度場分布。研究了不同孔隙率的多孔介質(zhì)溫度場分布情況，不同燃燒強度及當(dāng)量比下的換熱效率，最高熱效率達107％。還對換熱狀態(tài)下