多孔介質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn)報(bào)告0808180122

多孔介質(zhì)燃燒實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：08081801學(xué)號(hào)：0808180122姓名：黃錦宏指導(dǎo)老師：譚洪一、實(shí)驗(yàn)背景：多孔介質(zhì)，即由固體物質(zhì)組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙構(gòu)成的介質(zhì)。多孔介質(zhì)是由多相物質(zhì)所占據(jù)的共同空間，也是多相物質(zhì)共存的一種組合體，沒(méi)有固體骨架的那部分空間叫做孔隙，由液體或氣體或氣液兩相共同占有，相對(duì)于其中一相來(lái)說(shuō)，其他相都彌散在其中，并以固相為固體骨架，構(gòu)成空隙空間的某些空洞相互連通。多孔介質(zhì)是一種具有大孔隙率和光學(xué)厚度的透氣性固體。多孔介質(zhì)的存在使燃料和氧氣的接觸面積變大，燃燒過(guò)程中，多孔介質(zhì)內(nèi)氣相的燃燒放熱、內(nèi)部導(dǎo)熱、對(duì)流、傳質(zhì)和固相內(nèi)部導(dǎo)熱、輻射及氣、固兩相之問(wèn)的對(duì)流換熱互相耦合，這種復(fù)雜的傳熱和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程就構(gòu)成新穎、獨(dú)特的燃燒方式。燃料和氧化劑(氧氣或空氣)按一定的比例預(yù)先均勻混合，再送入燃燒室中進(jìn)行燃燒的方法稱(chēng)為預(yù)混合燃燒。多孔介質(zhì)內(nèi)預(yù)混合燃燒是指預(yù)混合氣體通過(guò)顆?；蛐∏蛱畛浯?、蜂窩陶瓷或泡沫陶瓷、毛氈濾芯、金屬薄片疊層、纖維膨化結(jié)構(gòu)等多孔介質(zhì)固體框架縫隙內(nèi)的燃燒。多孔介質(zhì)燃燒優(yōu)點(diǎn)有很多，相對(duì)于氣體，多孔介質(zhì)具有更良好的熱交換特性，使燃燒區(qū)域溫度迅速趨于均勻；相對(duì)于自由空間，多孔介質(zhì)有更大的固體表面積，因而具有很強(qiáng)的蓄熱能力。由于多孔介質(zhì)的存在，在燃燒過(guò)程中，通過(guò)各種換熱形式，尤其為輻射放熱，大部分反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的熱量回流有效預(yù)熱未燃混合氣體，使燃燒保持更好的穩(wěn)定性。大量的研究表明多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒可大幅度提高燃燒速率，顯著增強(qiáng)火焰穩(wěn)定性，提高火焰溫度，擴(kuò)展貧燃極限，降低有害污染物的排放量。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯靠扇細(xì)怏w混合物在耐高溫、導(dǎo)熱性能較好的多孔介質(zhì)里的燃燒情況，并且與無(wú)多孔介質(zhì)時(shí)加以對(duì)比。通過(guò)監(jiān)測(cè)分析燃燒室各處的溫度變化來(lái)分析多孔介質(zhì)對(duì)燃燒的促進(jìn)作用。三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備本研究的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括燃燒器、供氣系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)三個(gè)部分。燃燒器由預(yù)混室和燃燒室組成。燃燒室下部裝置厚20mm,孔徑為1mm的直孔陶瓷板，用以對(duì)預(yù)混氣體進(jìn)行整流，使預(yù)混氣體盡量均勻地進(jìn)入燃燒室燃燒。燃燒室中填充的多孔介質(zhì)為泡沫陶瓷片（主要成分為SiC）四、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖：1液化石油氣；2減壓閥；3，9球閥；4，8流量計(jì)；5預(yù)混室；6燃燒室；7流量計(jì)；10穩(wěn)壓儲(chǔ)氣罐；11空壓機(jī)五、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)燃燒器：燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖1直孔陶瓷板（兩片）；2均勻孔徑多孔介質(zhì)（圖中為四片）；3T1-T12為熱電偶（共12個(gè)，相互間距10mm）；4石英玻璃管供氣系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)用燃?xì)鉃槌Ｓ靡夯蜌?丙烷、丁烷體積分?jǐn)?shù)各占36%，64%)。液化石油氣經(jīng)減壓閥后進(jìn)入預(yù)混室與空氣混合?？諝庠从煽諝鈮嚎s機(jī)供給,經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓罐后進(jìn)入到預(yù)混室。在進(jìn)入預(yù)混室之前,液化石油氣和空氣都由玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)監(jiān)測(cè)流量，另用U型管測(cè)量空氣流量計(jì)出口壓力，用以測(cè)空氣流量時(shí)的修正。測(cè)量系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)所選用流量計(jì)為燕山儀表總廠(chǎng)生產(chǎn)的LZB-4（量程為25～250L/h，測(cè)量燃?xì)饬髁浚┖蚅ZB-15（量程為600～6000L/h，測(cè)量空氣流量）型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)需要對(duì)流量數(shù)據(jù)按以下公式進(jìn)行修正：QS=QNPN=1.013×105Pa，TN=293.15K,ρN=1.2046Kg/m3PS,TS,ρSN---被測(cè)氣體在測(cè)量時(shí)的絕對(duì)壓力，絕對(duì)溫度以及被測(cè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度。Z:氣體壓縮系數(shù)。燃燒室軸向隔10mm均勻布置12個(gè)K型熱電偶，通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與惠普34970A巡回檢測(cè)儀相連,測(cè)量燃燒室壁面溫度分布?；萜諟囟炔杉瘍x與微機(jī)相連，對(duì)溫度實(shí)時(shí)采集處理。六、實(shí)驗(yàn)方法和步驟：實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行自由火焰燃燒和加入不同厚度多孔介質(zhì)燃燒共五種燃燒工況，具體方案如下：1)自由火焰燃燒試驗(yàn)：先把燃?xì)夤潭ㄔ谀骋涣髁?，然后根?jù)不同的當(dāng)量比調(diào)節(jié)空氣流量，觀(guān)察混和氣體在燃燒室內(nèi)的燃燒狀況，測(cè)量外壁面的溫度分布。有自由燃燒嚴(yán)格，在實(shí)際使用中能夠更容易是實(shí)現(xiàn)完全燃燒。當(dāng)空氣的流量為1.8kL/h時(shí)，燃燒仍然可以進(jìn)行下去，說(shuō)明多孔介質(zhì)燃燒拓展了貧燃極限。八、結(jié)論：兩者對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，多孔介質(zhì)燃燒相對(duì)于自由燃燒具有以下優(yōu)點(diǎn)：一、多孔介質(zhì)室燃燒室內(nèi)的溫度分布更