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《【碩士論文】加濕湍流擴散燃燒的實驗與數(shù)值模擬.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要加濕湍流擴散燃燒的實驗與數(shù)值模擬摘要為了在提高能源利用效率的同時適應(yīng)現(xiàn)在越來越嚴格的環(huán)境保護要求，對于高效清潔的能源利用方式的需求日益受到重視。濕空氣透平循環(huán)（HAT循環(huán)）等先進熱力循環(huán)成為人們研究的重點。在此類循環(huán)的燃燒過程中加濕燃燒增加了其的復(fù)雜性，詳細了解加濕燃燒的熱力學(xué)和燃燒動力學(xué)機理是對這些循環(huán)過程進行研究的關(guān)鍵之一。目前國內(nèi)對這一領(lǐng)域研究得較少，因此本文開展了加濕湍流擴散燃燒的實驗與數(shù)值模擬研究工作，探求一些加濕燃燒規(guī)律并為進一步研究做準備。本文的研究工作主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：1）建立了用于進行加濕燃燒機理性研究
2、的實驗臺，在實驗臺的設(shè)計工作中重點考慮了在該實驗臺上要能夠開展不同加濕燃燒過程的機理性研究，增加對加濕燃燒的理解以及便于采用目前先進的光學(xué)測試手段對燃燒室內(nèi)無反應(yīng)和反應(yīng)流場在加濕情況下進行實驗研究。2)激光測試技術(shù)由于能夠獲取復(fù)雜流動中的詳細而精確的實驗數(shù)據(jù)，被認為是流動測試中最合適的技術(shù)。本文在國內(nèi)首先使用二維粒子圖像速度儀（PIV）系統(tǒng)對液化石油氣/空氣的擴散燃燒熱態(tài)不加濕和加濕以及對應(yīng)的冷態(tài)的速度場進行了一系列的測量，并得到了較為理想的速度場信息，解決了燃燒激光測量中的PIV應(yīng)用的一些問題，如示蹤粒子的選擇、背景噪聲的消除和PIV系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置等。I上
3、海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要3）研究比較了目前CFD軟件FLUENT提供的幾種湍流燃燒數(shù)值模擬的方法并選擇了適合本文數(shù)值模擬的計算模型。針對加濕燃燒機理實驗臺，本文綜合考慮各種模型的應(yīng)用范圍、計算精度以及計算時間等因素，采用RNGk-ε湍流模型、渦耗散燃燒模型對實驗進行了數(shù)值模擬。并將模擬結(jié)果和實驗結(jié)果進行了比較。4）根據(jù)實際燃燒筒的尺寸設(shè)計了一個簡化的燃燒筒，應(yīng)用雷諾應(yīng)力模型和層流小火焰模型對在加濕(200g/kg(DA))和不加濕情況下，不同入口條件下的HAT循環(huán)旋流燃燒室中甲烷擴散燃燒特性進行了數(shù)值模擬,以比較不同進口空氣濕度、壓力、溫度下的速度場,溫度
4、場以及NO的分布情況。研究發(fā)現(xiàn)：在復(fù)雜燃燒中冷態(tài)流場模擬與實際燃燒過程中的流動存在較大差別。實際燃燒中，流動狀況變得紊亂。燃燒狀況下的回流區(qū)在長度和寬度上都明顯增大。加濕使回流區(qū)變短，使燃燒區(qū)的溫度降低而且更均勻，也致使NO濃度的降低。關(guān)鍵詞：加濕燃燒湍流擴散燃燒PIV數(shù)值模擬II上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要EXPERIMENTALANDNUMERICALRESEARCHONTHEPERFORMANCEOFHUMIDAIRTURBULENTDIFFUSIONCOMBUSTIONABSTRACTInordertoimprovetheefficiencyofen
5、ergyutilizationandadapttotheincreasinglystrictrestrictionsontherequirementsofenvironmentprotection,ithasbeenmoreandmoreimportanttodevelopclearandefficientmethodsforenergyutilization.Atpresent,someadvancedthermalcyclessuchasHumidAirTurbinecyclehavebeenresearchfocus.Thehumidaircombus
6、tionprocessinthesecyclesaddcomplexitytotheregularcombustionprocess,soitisimportanttoinvestigatethethermodynamicsandcombustionkineticsmechanismofthiscombustionprocess.Atpresent,therearefewresearchworkabouthumidaircombustionhavebeencarriedoutinChina,soweperformedanexperimentalandnume
7、ricalstudyinthisthesistoinvestigatethehumidairturbulentdiffusioncombustion，inordertofindsomethingandmakepreparationforfurtherinvestigation.Themainresearchworkinthisthesisisasfollows:1)AnexperimentalfacilityhasbeendesignedandsetupinthisIII上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要thesistoinvestigatethemechanis
8、mofhumidaircombustion.Duri
