秸秆燃料燃烧动力学分析及成型燃料燃烧过程的数值模拟

摘要

农作物秸秆等生物质能是一种环境友好型的可再生型能源。
　　本文首先利用SDTQ600同步分析仪系统对华北地区典型农作物秸秆进行了有氧条件下的热重-差热分析，并以之为依据分析了秸秆燃料的燃烧动力学特性。主要研究了棉花秸秆，葵花秸秆和玉米秸秆在20℃/min下TG、DTG和DSC曲线分布及玉米在20、50和75℃/min升温速率下的分布曲线，在此基础上根据C-R方法对秸秆进行了动力学参数分析。结果表明DTG曲线可划分为三个区域：一区为吸热干燥区；二区为挥发分析出燃烧区；三区为固定碳燃烧区。
　　其次，本文根据实验炉构建了物理模型，运用Gambit进行了网格化分，采用FLUENT软件的非预混燃烧模型进行了不同结构、不同工况下秸秆成型燃料燃烧过程的数值模拟。研究发现，折焰角、燃料送入位置、一二次风比例和当量比等对燃烧效率及污染物排放具有较为显著的影响，其中折焰角能有效控制燃料燃烧高温区；从炉底进料比从侧面进料好，它能使燃料和空气更好的混合和燃烧；合理一二次风比例能使烟气形成较好的扰流，燃烧更完全。
　　本文的研究结果为秸秆成型燃料燃烧炉的设计制作提供一定的理论基础及技术数据。

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符号说明

第一章 绪论

§1-1 引言

§1-2 课题的背景和意义

§1-3 国内外的研究现状和发展趋势

§1-4 本论文主要内容

第二章 秸秆燃料燃烧动力学研究

§2-1 引言

§2-2 实验仪器介绍

§2-3 实验结果

§2-4 燃烧动力学计算结果

§2-5 结论

第三章 燃烧模拟的数学模型

§3-1 FLUENT数值模拟计算软件介绍

§3-2 基本控制方程

§3-3 本文计算模型

§3-4 小结

第四章 成型燃料燃烧过程模拟研究

§4-1 模拟概述

§4-2 炉内的数值模拟

§4-3 小结

第五章 结论

§5-1 主要结论

§5-2 下一步的工作和建议

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果