环形微细腔内甲烷催化转化效率的数值模拟

摘要

甲烷在微燃烧器内存在燃烧效率不高、燃烧不稳定等问题。为了研究微尺度下甲烷持续稳定燃烧的性能，采用催化燃烧方式对环形微细腔内甲烷与空气混合物在铂催化表面上的催化燃烧进行了数值模拟，研究了甲烷当量比、壁面温度对微通道内甲烷与空气混合物催化燃烧的甲烷转化效率的影响。结果表明，甲烷当量比、壁面温度对甲烷转化率有重要影响，通过催化可以促进甲烷在环形微细腔内的稳定燃烧。为了获得较高的甲烷转化效率，微燃烧器入口的甲烷当量比在0．8～1．0范围内较为合理，温度是影响环形微细腔内甲烷催化燃烧的主要因素，尤其在甲烷当量比较低时，温度的提高对甲烷的催化转化有更好的促进作用。甲烷的质量流量为6．5g／h时，甲烷催化转化效率可达77％。