【摘 要】
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随着人们对环境问题关注度的提高和化石燃料储量的逐年减少，催化燃烧由于其燃烧效率高、污染物排放低等特点吸引了研究者的格外关注。本文首先对NOx生成机理进行总结，指出催化
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随着人们对环境问题关注度的提高和化石燃料储量的逐年减少，催化燃烧由于其燃烧效率高、污染物排放低等特点吸引了研究者的格外关注。本文首先对NOx生成机理进行总结，指出催化燃烧可以有效降低污染物NOx排放。然后通过调研国内外相关研究工作，发现滞止点催化燃烧一维简化模型的适用范围不够明确。非定型多孔介质催化燃烧虽然有较多实验研究，但对多孔介质催化燃烧特性的数值研究很缺乏。本文针对上述两个方面开展研究。
为了简化实验和数值模拟复杂性，滞止点催化燃烧多采用一维模型进行燃烧特性的分析。由于一维模型采用了较多的假定，其适用范围有待确定。本文采用详细的气相与表面反应机理与多组分输运模型，运用耦合CHEMKIN，基于FLUENT平台的二维模型分析了滞止点催化燃烧的二维特性；并从径宽比
(R/W)，高宽比(L/W)，拉伸率(SR)和浮力（Ri=Gr/Re2）四个方面研究了滞止点催化燃烧一维模型的适用范围。二维模型可以反应出反应器几何条件、流动状态及浮力的影响。数值研究结果表明，一维模型的适用范围与催化燃烧器的几何条件关系密切；在高拉伸率下一维和二维结果符合的很好，但随着拉伸率的减小，两种模型的误差逐渐增大；Ri>5时，自然对流不可忽略，一维简化模型失效。
多孔介质燃烧和催化燃烧结合在节能减排方面将有更好的表现。采用Deutschman甲烷／空气／铂表面反应机理，GRI3.0气相反应机理，基于体积平均的双温度模型，发展了多孔介质催化燃烧的一维计算程序；对Pt催化的甲烷／空气在多孔介质燃烧器内的预混燃烧进行一维数值模拟，并与惰性多孔介质内预混燃烧结果进行比较。数值研究结果表明，有催化时，多孔介质内火焰面前移，且随着进口质量流率增大，火焰面前移更明显。催化的引入使得多孔介质内温度分布更均匀，反应区内的最高温度亦低于惰性多孔介质过滤燃烧的最高值。催化剂的引入还可以缩小燃烧器尺寸，有效降低污染物的排放。
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