自由堆积小球多孔介质中甲烷预混燃烧温度分布实验研究

• 作 者: 叶靖
• 出 处: 福建工程学院
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 多孔介质 预混燃烧 热电偶 温度分布 污染物排放

与传统的自由火焰燃烧相比,多孔介质预混燃烧具有传热效率高、污染物排放低和燃烧极限范围宽等优势,在民用红外线燃烧器、工业废气燃烧净化处理和新型超绝热燃烧技术等领域具有重要应用前景。多孔介质燃烧温度特性是影响其燃烧效率与污染物生成的重要技术指标。由于多孔介质网络孔隙结构特性,其内部热量传递涉及固体骨架导热换热、固体骨架与气流强制对流换热、固体骨架辐射换热、燃料燃烧放热等多种传热方式的耦合传热过程。实验测量是获得燃烧器温度分布的可靠技术手段。本文搭建了自由堆积小球多孔介质预混燃烧器实验装置,采用热电偶阵列、单色温度计和红外热像仪三种测温方法,测量自由堆积小球多孔介质燃烧温度分布。一方面,采用热电偶阵列实验测量了当量比,堆积小球直径和燃烧强度对燃烧室轴心温度动态变化特性的影响。另一方面,通过单色温度计和红外热像仪测量燃烧室轴向侧表面的温度变化特性,采用红外热像仪测量燃烧室出口堆积小球表面温度分布。分析温度分布的影响因素和变化规律。获得自由堆积小球燃烧器近似三维的温度分布信息,为分析污染物排放特性及其调控方法提供技术支持。采用烟气分析仪测量多孔介质燃烧烟气中的污染物浓度。实验研究了当量比,堆积小球直径和燃烧强度三种因素对污染物浓度的影响规律。通过实验研究,深入认识热电偶测温在堆积小球多孔介质预混燃烧中的应用特点。结合三种测温方法获得自由堆积小球多孔介质燃烧温度分布。掌握了当量比,堆积小球直径,燃烧强度等因素对自由堆积小球多孔介质燃烧器温度分布和污染物排放的影响规律与作用机制。获得了燃烧当量比最佳取值范围。为自由堆积小球多孔介质燃烧技术发展提供参考依据。