均勻孔徑多孔介質(zhì)燃燒器性能試驗(yàn)2011.ppt

1、多孔介質(zhì)燃燒試驗(yàn)研究,多孔介質(zhì)燃燒技術(shù),多孔介質(zhì)中的預(yù)混燃燒方式是氣體混合物在一種既耐高溫、導(dǎo)熱性能又好的特殊多孔介質(zhì)材料里燃燒的過(guò)程，燃?xì)夂涂諝獬浞只旌虾蠼?jīng)預(yù)熱接近著火溫度，然后進(jìn)入多孔介質(zhì)燃燒室中進(jìn)行燃燒。 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，有大量部分反應(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。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；此外，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。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

2、極限，降低有害污染物的排放量。,試驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備以及試驗(yàn)步驟,試驗(yàn)系統(tǒng)與設(shè)備 試驗(yàn)過(guò)程與步驟,目前用于多孔介質(zhì)燃燒器的泡沫耐火材料種類不多，主要以Al2O3、ZrO2、SiC為代表。從表1的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，碳化硅（SiC）是非常理想的陶瓷材料。,表1 陶瓷材料性能,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的具體情況以及本實(shí)驗(yàn)的需要，選擇了接觸式的熱電偶來(lái)測(cè)量溫度。因?yàn)闊犭娕际亲畛Ｓ玫臏囟葯z測(cè)元件之一，其優(yōu)點(diǎn)是： 測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測(cè)量范圍廣。 構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。,返回

3、,測(cè)試方法的選擇,試驗(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）,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),實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖,1 直孔陶瓷板（兩片）； 2 均勻孔徑多孔介質(zhì)（圖中為四片）； 3 T1-T12 為熱電偶（共12個(gè)，相互間距10mm）； 4 石英玻璃管 燃燒室結(jié)構(gòu)

4、示意圖,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。,實(shí)驗(yàn)所選用流量計(jì)為燕山儀表總廠生產(chǎn)的LZB-4（量程為25250L/h，測(cè)量燃?xì)饬髁浚┖蚅ZB-15（量程為6006000L/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=QN PN=1.013105Pa，TN=293.15K, N=1.2046Kg/m3 PS,

5、TS ,SN-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。,返回,試驗(yàn)過(guò)程與步驟,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谀骋涣髁浚缓蟾鶕?jù)不同的當(dāng)量比調(diào)節(jié)空氣流量，觀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。 2) 放入多孔陶瓷片燃燒試驗(yàn)：先把燃?xì)夤潭ㄔ谀骋涣髁浚ū緦?shí)驗(yàn)分別為50L/h），然后

6、根據(jù)不同的當(dāng)量比調(diào)節(jié)空氣流量，觀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。,試驗(yàn)過(guò)程,試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，從燃燒器頂端出口處點(diǎn)火，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃?xì)饬髁枯^大并且空氣量小于理論空氣量時(shí)比較容易著火。當(dāng)著火以后，調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝饬髁拷咏硐肱浔?，使火焰盡快的穩(wěn)定下來(lái)。等到燃燒面燒到直孔陶瓷板表面時(shí)，開(kāi)始調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝饬髁康皆囼?yàn)設(shè)定值，按計(jì)劃做試驗(yàn)。火焰穩(wěn)定的過(guò)程大概要15到30分鐘，隨著多孔介質(zhì)厚度的增加，所需的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些。 試驗(yàn)中，惠普溫度采集儀設(shè)定為每10秒種采集一組數(shù)據(jù)。先把燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)到設(shè)定值，然后調(diào)節(jié)空氣流量到設(shè)定值，記錄調(diào)節(jié)時(shí)候的時(shí)間，觀察火焰燃燒的狀況以及微機(jī)上顯示的所采集溫度的變化，以確定燃燒工況是否穩(wěn)定。待燃燒穩(wěn)定后調(diào)節(jié)流量到下一組設(shè)定值繼續(xù)試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一燃燒工況大概在2到5分鐘，個(gè)別時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些。 實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)對(duì)以上所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證多孔介質(zhì)在燃燒