| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 缩写及术语表 | 第18-19页 |
| 第1章 绪论 | 第19-38页 |
| 1.1 引言 | 第19-23页 |
| 1.2 生产实践中的燃烧环境 | 第23-28页 |
| 1.2.1 燃气轮机的发展与研究要求 | 第24-26页 |
| 1.2.2 整体煤气化联合循环机组(IGCC)的工作环境 | 第26-28页 |
| 1.3 常见的燃烧激光诊断技术 | 第28-35页 |
| 1.3.1 激光诊断技术的优势 | 第28-31页 |
| 1.3.2 PLIF技术 | 第31-32页 |
| 1.3.3 LIBS技术 | 第32-34页 |
| 1.3.4 PIV技术 | 第34页 |
| 1.3.5 CARS技术 | 第34-35页 |
| 1.4 本文研究内容及结构 | 第35-38页 |
| 第2章 实验系统及仪器介绍 | 第38-50页 |
| 2.1 激光诊断系统概述 | 第38页 |
| 2.2 PLIF测量系统 | 第38-43页 |
| 2.2.1 Alexandrite激光器 | 第38-39页 |
| 2.2.2 Nd:YAG激光器 | 第39-40页 |
| 2.2.3 燃料激光器 | 第40-42页 |
| 2.2.4 ICCD相机 | 第42-43页 |
| 2.3 LSF测量系统 | 第43-45页 |
| 2.3.1 光谱仪 | 第43-44页 |
| 2.3.2 光电倍增管 | 第44-45页 |
| 2.3.3 示波器 | 第45页 |
| 2.4 燃烧器 | 第45-50页 |
| 2.4.1 本生管 | 第45-46页 |
| 2.4.2 热流量燃烧器Heat Flux | 第46-48页 |
| 2.4.3 Mckenna Burner | 第48页 |
| 2.4.4 高压燃烧系统 | 第48-50页 |
| 第3章 50 atm高压燃烧实验系统设计及搭建 | 第50-64页 |
| 3.1 硬件设计 | 第50-57页 |
| 3.1.1 硬件介绍 | 第50-54页 |
| 3.1.2 硬件连接 | 第54-57页 |
| 3.2 软件系统 | 第57-60页 |
| 3.2.1 软件安装及初始化 | 第58-60页 |
| 3.3 实验操作及各项防护 | 第60-62页 |
| 3.3.1 压力控制(及相关各项报警) | 第60页 |
| 3.3.2 实验点火流程(点火相关各项报警) | 第60-61页 |
| 3.3.3 热电偶的监测(相关各项报警) | 第61-62页 |
| 3.4 常压工况验证 | 第62-63页 |
| 3.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 第4章 高压环境下层流火焰结构及火焰速度测量 | 第64-96页 |
| 4.1 层流火焰速度 | 第64-67页 |
| 4.1.1 热流量炉法测速 | 第65页 |
| 4.1.2 球形火焰法测速 | 第65-66页 |
| 4.1.3 本生火焰法测速 | 第66-67页 |
| 4.2 CH-PLIF实验方法 | 第67-73页 |
| 4.2.1 激光检测系统 | 第67-68页 |
| 4.2.2 高压操作系统 | 第68页 |
| 4.2.3 二维数据处理流程 | 第68-70页 |
| 4.2.4 实验工况列表 | 第70-71页 |
| 4.2.5 CH自由基的分布 | 第71-73页 |
| 4.3 CH_4-air火焰中CH二维信号分析及层流火焰速度测量 | 第73-84页 |
| 4.3.1 压力对恒定通量气体层流火焰速度的影响 | 第73-75页 |
| 4.3.2 供气速度对层流火焰速度测量的影响 | 第75-77页 |
| 4.3.3 CH_4-air火焰层流火焰速度的变化 | 第77-81页 |
| 4.3.4 本生火焰顶端圆弧面曲率半径R_(tip)的变化 | 第81-83页 |
| 4.3.5 CH信号层厚度的变化 | 第83-84页 |
| 4.4 CH_4-H_2-C_2H_6合成气中CH二维信号及层流火焰速度测量 | 第84-94页 |
| 4.4.1 混合气层流火焰速度随压力的变化 | 第85-90页 |
| 4.4.2 本生火焰顶端圆弧面曲率半径R_(tip)与可燃组分的关系 | 第90-91页 |
| 4.4.3 CH信号层厚度与可燃组分的关系 | 第91-94页 |
| 4.5 本章小结 | 第94-96页 |
| 第5章 甲烷及合成气火焰中NO的定量测量及动力学机理模拟 | 第96-130页 |
| 5.1 燃烧过程中的NO排放 | 第96-98页 |
| 5.2 NO LSF的实验方法 | 第98-105页 |
| 5.2.1 实验装置 | 第98-100页 |
| 5.2.2 NO浓度的标定 | 第100-102页 |
| 5.2.3 实验不确定性讨论 | 第102-103页 |
| 5.2.4 验证实验 | 第103-104页 |
| 5.2.5 动力学模型 | 第104-105页 |
| 5.3 H_2/CO合成气火焰中的NO排放 | 第105-116页 |
| 5.3.1 当量比对NO生成的影响 | 第105-109页 |
| 5.3.2 CO/H_2比例对NO排放的影响 | 第109-112页 |
| 5.3.3 CO_2/N_2稀释对NO排放的影响 | 第112-116页 |
| 5.4 甲烷及含甲烷合成气火焰中的NO排放 | 第116-127页 |
| 5.4.1 甲烷空气火焰中当量比对NO排放的影响 | 第116-122页 |
| 5.4.2 CH_4比例对合成气NO排放的影响 | 第122-127页 |
| 5.5 本章小结 | 第127-130页 |
| 第6章 合成气火焰的湍流燃烧特性研究 | 第130-154页 |
| 6.1 湍流燃烧特性的研究 | 第130页 |
| 6.2 湍流火焰中的CH-PLIF实验 | 第130-140页 |
| 6.2.1 CH-PLIF实验方法 | 第130-132页 |
| 6.2.2 H_2比例对燃烧的影响 | 第132-136页 |
| 6.2.3 雷诺数对燃烧的影响 | 第136-140页 |
| 6.3 湍流火焰中的OH-PLIF实验 | 第140-149页 |
| 6.3.1 OH-PLIF实验方法 | 第140-142页 |
| 6.3.2 雷诺数对燃烧的影响 | 第142-144页 |
| 6.3.3 CO/CH_4对燃烧的影响 | 第144-146页 |
| 6.3.4 典型煤裂解气湍流火焰结构分析 | 第146-149页 |
| 6.4 高压湍流实验的可行性分析 | 第149-152页 |
| 6.4.1 热负荷计算 | 第149-151页 |
| 6.4.2 压力环境下PLIF信号变化 | 第151-152页 |
| 6.5 本章小结 | 第152-154页 |
| 第7章 全文总结 | 第154-159页 |
| 7.1 主要内容及结论 | 第154-157页 |
| 7.2 本文主要创新点 | 第157页 |
| 7.3 未来工作展望 | 第157-159页 |
| 参考文献 | 第159-168页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 | 第168页 |
