多孔介質(zhì)燃燒理論與技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書是在浙江大學(xué)熱能工程研究所能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自1999年以來對(duì)多孔介質(zhì)燃燒的理論、實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用研發(fā)的基礎(chǔ)上，總結(jié)國內(nèi)外多孔介質(zhì)燃燒理論技術(shù)與科研成果而完成的學(xué)術(shù)專著。書中系統(tǒng)介紹了多孔介質(zhì)燃燒及應(yīng)用的理論、發(fā)展動(dòng)態(tài)及應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括以下內(nèi)容：氣體燃料燃燒技術(shù)；多孔介質(zhì)燃燒基本概念與方式；多孔介質(zhì)材料；多孔介質(zhì)燃燒測(cè)量；多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒穩(wěn)定性；單向多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒；多孔介質(zhì)燃燒模型；多孔介質(zhì)燃燒二維火焰面特性數(shù)值模擬；多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)應(yīng)用等。本書可供從事能源清潔利用的研究人員、技術(shù)人員參考，主要面向從事燃燒理論及燃燒流體力學(xué)的科研人員，從事動(dòng)力、煤礦瓦斯、化工、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生。

書籍目錄

主要符號(hào)說明
第1章 氣體燃料燃燒技術(shù)
1.1能源現(xiàn)狀與環(huán)境危機(jī)
1.2氣體燃料
1.3氣體燃燒技術(shù)
1.3.1脈動(dòng)燃燒
1.3.2催化燃燒
1.3.3高溫空氣燃燒
1.3.4多孔介質(zhì)燃燒
參考文獻(xiàn)
第2章 多孔介質(zhì)燃燒基本概念與方式
2.1多孔介質(zhì)燃燒基本概念
2.2多孔介質(zhì)燃燒機(jī)理
2.3多孔介質(zhì)燃燒特點(diǎn)
2.4多孔介質(zhì)燃燒方式
2.4.1多孔介質(zhì)燃燒分類
2.4.2單向流動(dòng)燃燒
2.4.3往復(fù)流動(dòng)燃燒
參考文獻(xiàn)
第3章 多孔介質(zhì)材料
3.1多孔介質(zhì)材料
3.1.1多孔介質(zhì)概念
3.1.2多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)
3.2多孔介質(zhì)材料
3.2.1金屬材料
3.2.2非金屬材料
3.3多孔介質(zhì)特性參數(shù)
3.3.1基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.3.2傳熱特性參數(shù)
參考文獻(xiàn)
第4章 多孔介質(zhì)燃燒測(cè)量
4.1溫度測(cè)量
4.1.1熱電偶測(cè)量
4.1.2裸露/包覆結(jié)對(duì)熱電偶多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)氣、固溫度測(cè)量法
4.1.3紅外測(cè)量
4.1.4激光測(cè)量
4.2燃燒產(chǎn)物測(cè)量
4.2.1紅外光譜技術(shù)
4.2.2氣相色譜技術(shù)
4.2.3質(zhì)譜分析技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第5章 多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒穩(wěn)定性
5.1多孔介質(zhì)燃燒火焰?zhèn)鞑?br />5.1.1熱波
5.1.2穩(wěn)定傳播的燃燒波
5.1.3主要影響因素
5.1.4燃燒波理論分析
5.2多孔介質(zhì)燃燒自穩(wěn)定性
5.3多孔介質(zhì)燃燒猝熄
5.3.1猝熄效應(yīng)
5.3.2基本猝熄理論
5.3.3多孔介質(zhì)燃燒猝熄
5.4多孔介質(zhì)燃燒失穩(wěn)
5.4.1熱點(diǎn)
5.4.2傾斜
參考文獻(xiàn)
第6章 單向流動(dòng)多孔介質(zhì)預(yù)混燃燒
6.1單向多孔介質(zhì)燃燒器流動(dòng)阻力特性
6.1.1多孔介質(zhì)燃燒器阻力隨多孔介質(zhì)層厚度的變化
6.1.2多孔介質(zhì)燃燒器阻力隨多孔介質(zhì)孔徑的變化
6.1.3多孔介質(zhì)燃燒器阻力隨當(dāng)量比的變化
6.1.4多孔介質(zhì)材質(zhì)對(duì)燃燒器阻力的影響
6.2啟動(dòng)特性
6.2.1漸變多孔介質(zhì)燃燒器冷態(tài)啟動(dòng)
6.2.2漸變多孔介質(zhì)燃燒器預(yù)熱啟動(dòng)
6.3溫度分布特性
6.3.1當(dāng)量比的影響
6.3.2燃燒強(qiáng)度的影響
6.3.3孔徑變化的影響
6.3.4多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)組合的影響
6.3.5多孔介質(zhì)材料的影響
6.4傳熱特性
6.5污染物排放特性
6.5.1當(dāng)量比和孔徑的影響
6.5.2燃燒強(qiáng)度的影響
6.5.3多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)組合的影響
6.6火焰?zhèn)鞑ニ俣?br />6.6.1當(dāng)量比與孔徑的影響
6.6.2結(jié)構(gòu)分布組合的影響
6.7燃燒極限
參考文獻(xiàn)
第7章 多孔介質(zhì)燃燒模型
7.1流體力學(xué)模型
7.1.1動(dòng)力學(xué)模型
7.1.2湍流模型和燃燒模型
7.1.3輻射模型和邊界條件
7.1.4物理模型和模擬工況
7.2化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
7.2.1復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
7.2.2化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
7.3模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
7.3.1溫度分布
7.3.2產(chǎn)物生成
參考文獻(xiàn)
第8章 多孔介質(zhì)燃燒二維火焰面特性數(shù)值模擬
8.1數(shù)學(xué)模型
8.2火焰面?zhèn)鞑?br />8.3入口氣流速度的影響
8.4當(dāng)量比的影響
8.5散熱損失的影響
8.6孔密度的影響
參考文獻(xiàn)
第9章 往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)燃燒
9.1多孔介質(zhì)流動(dòng)阻力
9.2動(dòng)態(tài)燃燒特性
9.2.1系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行判斷
9.2.2周期內(nèi)溫度分布動(dòng)態(tài)變化
9.2.3燃燒生成產(chǎn)物動(dòng)態(tài)變化
9.3影響溫度分布特性的因素
9.3.1換向半周期的影響
9.3.2當(dāng)量比的影響
9.3.3流速的影響
9.3.4二次風(fēng)比的影響
9.4影響燃燒產(chǎn)物生成特性因素
9.4.1換向半周期的影響
9.4.2當(dāng)量比的影響
9.4.3流速的影響
9.4.4二次風(fēng)比的影響
9.5燃燒效率
9.5.1換向半周期的影響
9.5.2當(dāng)量比的影響
9.5.3二次風(fēng)比的影響
9.6系統(tǒng)穩(wěn)定燃燒極限
9.6.1燃燒極限狀態(tài)時(shí)溫度分布
9.6.2換向半周期的影響
9.6.3熱負(fù)荷的影響
9.6.4系統(tǒng)最低燃燒極限
參考文獻(xiàn)
第10章 往復(fù)流動(dòng)多孔介質(zhì)燃燒系統(tǒng)數(shù)值模擬
10.1物理模型
10.2物理模型數(shù)學(xué)化
10.2.1基本假設(shè)
10.2.2模型方程
10.2.3化學(xué)反應(yīng)源項(xiàng)處理
10.2.4輻射源項(xiàng)處理
10.2.5點(diǎn)火模型
10.3初始條件、邊界條件與求解
10.3.1初始條件
10.3.2邊界條件
10.3.3模型方程的無量綱化
10.3.4模型方程求解
10.4點(diǎn)火位置的影響
10.5溫度分布特性
10.5.1氣、固兩相溫度
10.5.2換向半周期的影響
10.5.3燃?xì)鉄嶂档挠绊?br />10.5.4雷諾數(shù)的影響
10.6超焓燃燒特性
10.7數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第11章 多孔介質(zhì)燃燒應(yīng)用
11.1多孔介質(zhì)燃燒應(yīng)用
11.2多孔介質(zhì)熱交換燃?xì)鉅t
11.3往復(fù)多孔介質(zhì)燃?xì)饨饘偃蹮挔t
11.4 50000m3/h低熱值氣體燃燒系統(tǒng)
11.5油氣多孔介質(zhì)燃燒應(yīng)用
11.6多孔介質(zhì)制氫技術(shù)
參考文獻(xiàn)
附錄：作者單位在本領(lǐng)域部分相關(guān)文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   對(duì)流換熱主要取決于氣流掠過熱電偶結(jié)點(diǎn)的速度及溫差，輻射換熱主要取決于熱電偶結(jié)點(diǎn)與四周多孔介質(zhì)之間的溫差。另一個(gè)影響裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)溫度測(cè)量的因素為熱電偶結(jié)點(diǎn)材料為甲烷預(yù)混氣體反應(yīng)的良好催化劑，這種催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響程度很難估計(jì)。一些研究者認(rèn)為熱電偶結(jié)點(diǎn)的催化作用在氣體溫度測(cè)量過程中可以被忽略。Heitor和Moreira總結(jié)了熱電偶測(cè)量氣體溫度的各種優(yōu)勢(shì)及存在的誤差，認(rèn)為影響氣體溫度測(cè)量準(zhǔn)確性的主要因素為輻射作用。測(cè)量氣體溫度的熱電偶除出口處外均被周圍的多孔介質(zhì)小球包圍在狹小的孔隙內(nèi)，對(duì)于裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)來說，周圍多孔介質(zhì)材料可以作為密閉區(qū)域，因此可以用以下公式進(jìn)行氣體溫度的校核計(jì)算。 影響氣固溫度Tg校核的不確定因素主要有3個(gè)：①在裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)周圍的堆積小球的平均溫度②氣流掠過裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)的速度③計(jì)算Nu數(shù)的不同的經(jīng)驗(yàn)公式。 盡管堆積小球能夠緊緊圍繞裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)，但其平均溫度不是包覆熱電偶結(jié)點(diǎn)所測(cè)得的溫度；裸露熱電偶結(jié)點(diǎn)在堆積小球空隙內(nèi)的不同位置能夠影響氣流掠過結(jié)點(diǎn)的速度，形成不同的對(duì)流換熱系數(shù)；不同的N亂數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式也會(huì)得到不同的對(duì)流換熱系數(shù)。研究結(jié)果表明，數(shù)對(duì)氣體溫度校核的影響較小，在氣體溫度校核過程中有相反的作用，該作用可以減小校核過程中誤差的積累。 4.1.3紅外測(cè)量 紅外測(cè)量是利用紅外輻射測(cè)量溫度的方法，屬非接觸溫度測(cè)量方式，是輻射測(cè)溫方式中較為常用的一種測(cè)溫方法。 紅外測(cè)溫是通過專門的紅外測(cè)溫儀來實(shí)現(xiàn)的，主要包括紅外測(cè)溫儀和紅外熱像儀。 4.1.3.1紅外測(cè)溫儀 紅外測(cè)溫儀主要是測(cè)量對(duì)象的一個(gè)點(diǎn)，即相對(duì)非常小的面積的溫度，因此，通常又稱為點(diǎn)溫儀。按照設(shè)計(jì)原理不同，其可以分為全輻射測(cè)溫儀、單色測(cè)溫儀（又稱亮度測(cè)溫儀）和比色測(cè)溫儀三大類。 紅外測(cè)溫儀主要由光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成，其測(cè)溫范圍與其系統(tǒng)組成相關(guān)，特別是其光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)可以是透射式的，也可以是反射式的。透射式光學(xué)系統(tǒng)的部件主要是由紅外光學(xué)材料制成的，根據(jù)紅外線波長選擇光學(xué)材料。

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