水平金属丝网管升膜微型燃烧器高效燃烧技术研究

摘要

理论分析和试验结果表明，液体在受热的水平金属丝网管壁面能够形成比较均匀的上升薄液膜，可以起到强化传热传质的作用。本文将水平金属丝网管升膜蒸发机理应用于额定功率为2KW的某微型燃烧器中，实现了原理机的工作，并对其进行了高效燃烧技术研究。 本文的研究表明，基于水平金属丝网管升膜蒸发机理的微型燃烧器具有良好的工作性能，燃油蒸发结构简单，燃料蒸发量可灵活调节，油气混合快速充分，具有高的燃烧效率和低的污染物排放。 使用富氧空气对水平金属丝网管升膜微型燃烧器助燃可以获得更高的燃烧效率和燃烧温度，有利于强化燃烧室内传热，提高了热效率，节约了能源，还能有效地减少和控制污染物排放。 基于FLUENT的水平金属丝网管升膜微型燃烧器燃烧过程的CFD模拟基本上可以反映燃烧器实际的燃烧状况，数值结果和试验结果吻合良好，数值模拟的成功实现为燃烧器性能的分析和改进提供了强有力的理论指导，减少了试验的时间和盲目性，降低了设计成本。 此外，本文还进行了利用梯度磁场富集氧气的理论和试验研究，以期为富氧燃烧寻找一种简易、经济、节能的富氧方法，使富氧燃烧技术得到普遍推广。本文的试验已经取得了初步的富氧效果，但还要通过对磁致富氧装置的改进来获得更高氧浓度的富氧空气，使之能够用于富氧燃烧。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

1.前言

1.1课题研究背景

1.2微型燃烧器发展现状

1.3高效燃烧技术简介

1.3.1油膜燃烧

1.3.2富氧燃烧

1.3.3脉动燃烧

1.4燃烧过程数值模拟

1.5本文的主要工作

2.水平金属丝网管柴油升膜蒸发与燃烧过程分析

2.1水平金属丝网管液体升膜形成

2.1.1水平金属丝网管液体升膜物理过程分析

2.1.2水平金属丝网管液体升膜物理数学模型

2.1.3水平金属丝网管液体升膜速度的求解

2.1.4水平金属丝网管液体升膜润湿全管壁的条件

2.2水平金属丝网管柴油升膜蒸发

2.2.1水平金属丝网管柴油升膜能量与质量平衡

2.2.2水平金属丝网管柴油升膜强化传热系数

2.2.3水平金属丝网管柴油升膜蒸发微分方程组的求解

2.2.4水平金属丝网管柴油升膜蒸发的影响因素

2.3水平金属丝网管升膜微型燃烧器燃烧过程分析

2.3.1水平金属丝网管升膜微型燃烧器扩散燃烧

2.3.2水平金属丝网管升膜微型燃烧器湍流燃烧

2.3.3湍流扩散燃烧过程的数值模拟方法

2.4本章小结

3.水平金属丝网管升膜微型燃烧器高效燃烧技术研究

3.1水平金属丝网管柴油升膜蒸发结构与蒸发效果试验

3.1.1水平金属丝网管柴油升膜蒸发结构

3.1.2水平金属丝网管柴油升膜蒸发效果试验

3.2水平金属丝网管升膜微型燃烧器结构与配风系统

3.3水平金属丝网管升膜微型燃烧器升膜燃烧试验研究

3.3.1水平金属丝网管升膜微型燃烧器升膜燃烧试验装置

3.3.2水平金属丝网管升膜微型燃烧器升膜燃烧过程

3.3.3水平金属丝网管升膜微型燃烧器升膜燃烧试验结果分析

3.4水平金属丝网管升膜微型燃烧器富氧燃烧试验研究

3.4.1水平金属丝网管升膜微型燃烧器富氧燃烧试验装置

3.4.2水平金属丝网管升膜微型燃烧器富氧燃烧试验结果分析

3.5本章小结

4.水平金属丝网管升膜微型燃烧器燃烧过程的CFD模拟

4.1水平金属丝网管升膜微型燃烧器物理模型

4.2水平金属丝网管升膜微型燃烧器CFD模型

4.2.1建立几何模型

4.2.2划分计算网格

4.2.3选择求解器及运行环境

4.2.4确定计算模型

4.2.5设置边界条件

4.2.6设置求解控制参数

4.3水平金属丝网管升膜微型燃烧器CFD模拟结果分析

4.3.1与试验结果的对比分析

4.3.2根据CFD模拟结果改进燃烧器性能

4.4本章小结

5.利用梯度磁场富集氧气的理论研究与试验研究

5.1利用梯度磁场富集氧气的机理分析及理论研究进展

5.1.1利用梯度磁场富集氧气的机理分析

5.1.2利用梯度磁场富集氧气的理论研究进展

5.2利用梯度磁场富集氧气动力学模型的建立

5.3利用梯度磁场富集氧气动力学模型的计算结果及分析

5.3.1与文献试验结果的对比

5.3.2影响氧浓度的因素

5.3.3小结

5.4利用梯度磁场富集氧气的试验研究

5.4.1磁体类型的确定

5.4.2磁场梯度的构建

5.4.3聚磁介质的选择

5.4.4试验装置及结果

5.5本章小结

6.结论和展望

6.1主要结论

6.2课题展望

参考文献

致谢

个人简历及发表的学术论文