凹腔驻涡燃烧器的实验与数值研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 目录 | 第9-14页 |
| 图目录 | 第14-17页 |
| 表目录 | 第17-18页 |
| 1 绪论 | 第18-40页 |
| ·研究背景 | 第18-20页 |
| ·TVC的技术特点 | 第20-21页 |
| ·TVC基本原理 | 第20-21页 |
| ·TVC与旋流燃烧器稳焰方式的区别 | 第21页 |
| ·TVC用于富氢燃料燃机的优势 | 第21-24页 |
| ·富氢燃料燃机遇到的问题 | 第21-23页 |
| ·TVC具有的良好特性 | 第23-24页 |
| ·TVC的发展历程 | 第24-36页 |
| ·AFRL的TVC研究 | 第25-28页 |
| ·AFRL的第一代TVC | 第25-26页 |
| ·AFRL的第二代TVC | 第26-27页 |
| ·AFRL的第三代TVC | 第27-28页 |
| ·AFRL的小结 | 第28页 |
| ·GE的TVC研究 | 第28-32页 |
| ·GE的第一代TVC | 第29页 |
| ·GE的第二代TVC | 第29-30页 |
| ·GE的第三代TVC | 第30-31页 |
| ·GE的三代TVC小结 | 第31页 |
| ·GE的TVC最新进展 | 第31-32页 |
| ·DOE-NETL的RQL-TVC研究 | 第32-33页 |
| ·Ramgen的AVC研究 | 第33-34页 |
| ·ALM的TVC研究 | 第34-35页 |
| ·ENEA的双凹腔TVC | 第35-36页 |
| ·TVC的国内研究现状 | 第36-37页 |
| ·南航的TVC研究 | 第36页 |
| ·北航的TVC研究 | 第36-37页 |
| ·国内外关于TVC研究的小结 | 第37-38页 |
| ·本文主要研究内容 | 第38-40页 |
| 2 实验装置与数值模型 | 第40-56页 |
| ·概述 | 第40页 |
| ·模型燃烧器实验台 | 第40-41页 |
| ·模型燃烧器基本结构 | 第41页 |
| ·实验测试手段 | 第41-48页 |
| ·烟气成分测量 | 第41-44页 |
| ·采样探针 | 第41-43页 |
| ·气体分析仪 | 第43-44页 |
| ·组分浓度指标 | 第44页 |
| ·PLIF测量系统 | 第44-46页 |
| ·基本原理 | 第45页 |
| ·系统光路图 | 第45-46页 |
| ·动态压力测量系统 | 第46-48页 |
| ·传感器与放大器 | 第46-47页 |
| ·高频信号的采集与存储 | 第47-48页 |
| ·实验方案 | 第48-50页 |
| ·燃料种类 | 第48页 |
| ·实验目的 | 第48页 |
| ·影响燃烧特性的参数 | 第48-49页 |
| ·实验方案 | 第49-50页 |
| ·贫燃吹熄实验 | 第49页 |
| ·腔内扩散燃烧实验——实验Ⅰ | 第49页 |
| ·腔内预混燃烧实验——实验Ⅱ | 第49-50页 |
| ·主流稀预混燃烧实验——实验Ⅲ | 第50页 |
| ·增加燃烧室热负荷实验——实验Ⅳ | 第50页 |
| ·数值模拟方法 | 第50-56页 |
| ·二维模型 | 第50-51页 |
| ·三维模型 | 第51-52页 |
| ·流动模型 | 第52页 |
| ·燃烧模型 | 第52-54页 |
| ·部分预混燃烧模型的计算理论 | 第53页 |
| ·标量的计算 | 第53页 |
| ·层流火焰速度 | 第53-54页 |
| ·化学反应机理 | 第54页 |
| ·网格适应性验证 | 第54-56页 |
| 3 模型燃烧器结构设计 | 第56-70页 |
| ·概述 | 第56页 |
| ·模型燃烧器结构设计理念 | 第56-57页 |
| ·凹腔长度与前后壁面高度的比例 | 第57-61页 |
| ·前人的研究结论 | 第57页 |
| ·本文的关注点 | 第57-58页 |
| ·评价指标 | 第58页 |
| ·模拟结果分析 | 第58-61页 |
| ·压损变化 | 第58-59页 |
| ·腔内流场分析 | 第59-61页 |
| ·模型燃烧器采用的比例 | 第61页 |
| ·一次燃料/空气喷孔位置 | 第61-63页 |
| ·布置喷孔位置的原则 | 第61-62页 |
| ·喷孔位置不合理的例证 | 第62页 |
| ·CFD模拟结果的分析 | 第62-63页 |
| ·模型燃烧器采用的喷孔位置 | 第63页 |
| ·主流入射角度选取 | 第63页 |
| ·本文实验装置 | 第63-64页 |
| ·模型燃烧器中的流场特点与火焰结构 | 第64-68页 |
| ·火焰表观形态 | 第64-65页 |
| ·腔内流场形态 | 第65-67页 |
| ·火焰中OH基分布 | 第67-68页 |
| ·本章小结 | 第68-70页 |
| 4 模型燃烧器中的火焰稳定性 | 第70-86页 |
| ·概述 | 第70页 |
| ·贫燃吹熄极限 | 第70-71页 |
| ·燃烧室动态压力 | 第71-79页 |
| ·动态压力的时域信息 | 第72-73页 |
| ·动态压力的频域信息 | 第73-76页 |
| ·数据处理方法 | 第73页 |
| ·燃氢时压力震荡幅频特性 | 第73-75页 |
| ·燃合成气时压力震荡幅频特性 | 第75-76页 |
| ·压力脉动强度信息 | 第76-78页 |
| ·腔内扩散燃烧时的压力脉动强度 | 第76-77页 |
| ·腔内预混燃烧时的压力脉动强度 | 第77页 |
| ·主流稀预混时的压力脉动强度 | 第77-78页 |
| ·燃烧室热负荷增加时的压力脉动强度 | 第78页 |
| ·模型燃烧器动态压力实验小结 | 第78-79页 |
| ·利用OH脉动图像分析火焰稳定性 | 第79-84页 |
| ·OH脉动图像 | 第79-80页 |
| ·氢气火焰中OH基的脉动 | 第79-80页 |
| ·合成气火焰中OH基的脉动 | 第80页 |
| ·像素亮度的PDF分析 | 第80-84页 |
| ·本章小结 | 第84-86页 |
| 5 模型燃烧器中的污染物排放 | 第86-94页 |
| ·概述 | 第86页 |
| ·腔内扩散燃烧时污染物排放 | 第86-90页 |
| ·氢气的实验结果 | 第86-87页 |
| ·合成气的实验结果 | 第87页 |
| ·CFD预测燃烧器内不同区域的温度 | 第87-90页 |
| ·预测截面的选取 | 第87-88页 |
| ·腔内扩散燃烧时温度预测结果 | 第88-90页 |
| ·污染物排放与预测温度的对比分析 | 第90页 |
| ·腔内预混燃烧时污染物排放 | 第90-91页 |
| ·NO_x排放量 | 第90-91页 |
| ·温度预测值 | 第91页 |
| ·对比分析 | 第91页 |
| ·总当量比变化对NO_x排放的影响 | 第91-92页 |
| ·燃烧室热负荷变化对NO_x排放的影响 | 第92-93页 |
| ·本章小结 | 第93-94页 |
| 6 污染物排放的动力学分析 | 第94-108页 |
| ·概述 | 第94页 |
| ·燃烧器分区建模 | 第94-96页 |
| ·模型系统架构 | 第95-96页 |
| ·模型系统控制方程 | 第96页 |
| ·CHEMKIN计算模型 | 第96-99页 |
| ·各反应器控制方程 | 第97-98页 |
| ·PSR控制方程 | 第97页 |
| ·PFR控制方程 | 第97-98页 |
| ·化学反应机理 | 第98-99页 |
| ·反应器参数设定 | 第99页 |
| ·污染物排放影响因素的详细分析 | 第99-106页 |
| ·腔内燃烧产物进入掺混区的比例β | 第99-100页 |
| ·腔内燃烧区停留时间τ_c | 第100-102页 |
| ·氢气燃烧时τ_c对NO排放的影响 | 第100-101页 |
| ·合成气燃烧时τ_c对NO及CO排放的影响 | 第101-102页 |
| ·掺混区停留时间τ_m | 第102-104页 |
| ·氢气燃烧时τ_m对NO排放的影响 | 第102-103页 |
| ·合成气燃烧时τ_m对NO与CO排放的影响 | 第103-104页 |
| ·未燃主流预混气进入掺混区的比例α | 第104-106页 |
| ·本章小结 | 第106-108页 |
| 7 结论与展望 | 第108-112页 |
| ·本文的研究结论 | 第108-110页 |
| ·展望 | 第110-112页 |
| 符号表 | 第112-114页 |
| 参考文献 | 第114-120页 |
| 附录1 动态压力测量装置的校准与误差分析 | 第120-122页 |
| ·动态压力传感器的校准 | 第120页 |
| ·引压管误差分析 | 第120-122页 |
| 附录2 平稳数字信号的谱分析 | 第122-126页 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第126-128页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第128页 |
| 发明专利 | 第128-130页 |
| 致谢 | 第130页 |
