国家自然科学基金(50376027)
- 作品数：10 被引量：95H指数：6
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- 相关领域：动力工程及工程热物理理学化学工程更多>>
- 微通道内甲烷空气预混气的熄火极限被引量：6
- 2007年
- 为了研究微尺度催化燃烧可燃极限的变化规律,使用计算流体软件FLUENT和化学动力学软件DETCHEM对甲烷空气预混气体在微通道内催化燃烧进行了数值模拟。计算结果表明,微通道的导热壁对火焰的稳定性有重要的影响。较低的流速造成燃气在微通道内停留的时间过长,大量的热量通过导热壁散失到环境中导致熄火;较高的流速使燃烧区域往下游移动,导致吹熄。熄火特征与导热壁面温度以及铂和氧的表面覆盖率之比有关。
- 钟北京焦健
- 关键词：催化燃烧微通道数值模拟
- 微细直管燃烧器的散热损失研究被引量：14
- 2007年
- 为了解微细直管燃烧器散热损失的大小,采用内径为0.6mm的微细陶瓷管进行氧气和甲烷气体的燃烧实验,测量了微细直管外壁面的温度,研究了氧气和甲烷的总流量和质量比对壁面散热的影响,以及不同总流量下直管壁面温度的动态变化过程。研究结果表明,混合比小于当量混合比时,随着混合比的增加,燃烧放热功率增加,壁面温度升高,管壁的散热功率增加:管壁的散热量占了很大一部分燃烧放热量,文中测量的管壁散热量最大为燃烧放热量的42%;在管壁散热量中,辐射散热量占很大一部分,最大达到总散热量的65%;随着总流量的增加,燃烧反应区的长度增加,轴向的壁面温差减小,壁面升温速率增大。
- 李军伟钟北京
- 关键词：热损失燃烧实验甲烷
- 微细通道中甲烷与氧气的预混燃烧被引量：10
- 2006年
- 对微细通道中甲烷/氧气预混火焰传播性质进行了实验研究．确定了微细通道中不同甲烷浓度下的火焰传播速度,以及混合气体流量与火焰传播速度的关系．结果表明,混合气体流量对火焰传播速度有显著的影响,在微细通道中火焰传播速度的分布趋势与宏观尺度下火焰传播速度的分布趋势基本相同,但在数值上随着流量的不同相差较大．实验证明,在室温条件下,甲烷和氧气预混火焰可以在细管中稳定停留在一点燃烧,并且可以很好地控制其移动;当量比为1．0时火焰传播速度受流量影响最大．
- 王国锋钟北京唐皇哉
- 关键词：微细通道火焰传播速度
- 微细直管内甲烷/氧气燃烧的实验和数值模拟被引量：4
- 2007年
- 为了解微小燃烧室的工作特点,建立了微细直管的实验系统,采用氧气和甲烷气体进行了2种混合比的燃烧实验,实时采集壁面的温度分布。同时考虑微细直管内的燃烧、流动,以及与外界的换热,采用三维数值模拟方法对该微细直管燃烧室进行了数值计算,数值模拟结果与实验结果比较一致。研究结果表明:微细直管的内径较小,充分燃烧需要很长的微细直管;微细直管与外界的换热量很大,占总燃烧放热的40%左右,其中辐射换热量最大,占总换热量的70%,燃烧室需要采用低发射率的材料来减小辐射散热损失。
- 李军伟钟北京
- 关键词：燃烧数值模拟甲烷氧气
- 甲烷微通道内催化燃烧有关转化率的讨论被引量：5
- 2007年
- 本文联合使用计算流体软件FLIENT和采用详细化学反应机理计算空间和表面催化反应的化学动力学软件DETCHEM对甲烷空气预混气体在微通道内催化燃烧的情况进行了数值模拟．计算结果表明,在微通道内,通过导热壁的轴向间的传热,预热了入口气体,使甲烷燃烧得更加充分；空间反应同样可以发生,不再是可以被忽略的部分；而且燃料混合物的入口流速对表面催化反应有很重要的影响。
- 焦健钟北京
- 关键词：微尺度数值模拟
- 空间反应和入口速度对甲烷催化反应的影响被引量：27
- 2005年
- 为研究微尺度催化燃烧的规律,联合使用计算流体力学软件FLUENT和计算表面催化反应的化学反应动力学软件DETCHEM对微型直通道中甲烷/空气预混气体在镀Pt热表面上的催化燃烧进行了数值模拟。假定燃料混气入口当量比为0.4和1.0,入口速度为0.08～0.64m.s-1。计算结果表明:在微尺度条件下,空间反应对表面催化反应的影响可以忽略,表面催化反应对空间反应有一定的抑制作用;混气入口速度的提高会抑制表面催化反应,但如果相应增加催化剂量,提高混气入口速度将促进表面催化反应。
- 伍亨钟北京
- 关键词：微尺度数值模拟
- 微细通道中甲烷预混火焰传播的实验被引量：10
- 2006年
- 对微细通道中甲烷/氧气(空气)预混火焰传播现象进行了实验研究。确定了火焰能够在细管中稳定传播的当量比极限,以及在不同甲烷百分比下火焰的传播速度。结果表明:在室温条件下,甲烷和氧气预混火焰可以在细管中稳定地停留在一点燃烧,并且可以很好地控制其移动;相反,对于甲烷和空气的预混气体,即便环境温度在1 100K以上,也不能在微细通道中得到稳定的火焰。在同一甲烷流量下存在着两个当量比极限。在这两个当量比之间,火焰可以进入细管传播。在较小气体流量下,当氧气过量时微细通道中甲烷和氧气预混火焰的传播速度与宏观尺度下火焰的传播速度基本相当,随着流量的增加火焰传播速度很明显地增加。
- 王国锋钟北京
- 关键词：燃烧微细通道火焰传播速度
- 微小Swiss-roll燃烧器的数值模拟被引量：8
- 2008年
- 为了解微小Swiss-roll燃烧室的工作特点,对二维Swiss-roll燃烧器进行数值模拟,采用了CH4/空气的多步反应机理,考虑了燃气对室壁的辐射,研究当量比和入口气流速度对燃烧特性和火焰稳定性的影响.研究结果表明,Swiss-roll燃烧器能够在大的当量比范围内稳定工作.但上下极限并不对称,富燃时的极限比较小,比化学当量比略小,而富氧的极限比较大.对于相同的当量比,流速较小时,甲烷/空气火焰停留在燃烧器中心区的入口,甲烷全部参加反应;随着气体流速的增加,在燃烧器的中心形成回流区,扩大了燃烧器的富氧可燃极限,有助于火焰稳定,但是甲烷的转化率在减小.
- 李军伟钟北京王建华
- 关键词：预混燃烧数值模拟甲烷燃烧特性
- 甲烷/氧气在微细直管内的燃烧和散热研究被引量：4
- 2008年
- 为了解微细直管燃烧器的工作特点,采用内径2 mm和1.4 mm的微细不锈钢管和陶瓷管进行氧气和甲烷气体的燃烧实验,研究了氧气和甲烷在微细管内的燃烧特点以及微细管的散热损失.研究结果表明,当量比小于1时,由于CH4没有完全被氧化,生成了大量的H2和CO气体,减小了燃烧反应的放热量.当量比等于1时,CH4被完全氧化为CO2和水蒸气,此时的放热量最大,同时管壁的散热量也最大.不锈钢管的散热量最大,是发热量的22%,陶瓷管的散热量最大达到了16%.不锈钢管的壁面发射率较大,辐射损失所占的比例较大,最大达到总散热量的70%.由于陶瓷管的导热系数比不锈钢管小,沿轴线方向的壁面温度梯度比不锈钢管大,这样不利于轴向的传热,以及火焰的稳定.
- 李军伟钟北京
- 关键词：甲烷氧气燃烧实验热损失
- 甲烷/空气预混气体在微通道中催化转化的数值模拟被引量：27
- 2005年
- 用详细化学反应机理研究了微型直通道中甲烷/空气预混气体在镀Pt热壁上的催化燃烧问题.联合使用计算流体力学软件FLUENT和可以计算表面催化反应的化学反应动力学软件DETCHEM,对微型直通道中当量比在0.01～10.0范围之间的甲烷/空气预混气体的催化燃烧进行了数值模拟.计算结果表明,在微尺度催化燃烧中当量比和温度对甲烷催化转化率、转化速度有重要的影响.
- 钟北京伍亨
- 关键词：微尺度催化燃烧数值模拟
