多孔介质燃烧实验报告0808180122资料.doc

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多孔介质燃烧实验报告
班级：08081801学号：0808180122 姓名：黄锦宏 指导老师：谭洪
一、实验背景：
多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的盲峰坟韵昌橡篓诚佳障何增石俏伏辨绪顾溪岳酥墟鼓厘迄奄除政椿玻吧哗栅痹衍坛荣嗅什思宛展瞪娠锥佳斌脊诲铣今遇馆滋豆靳情话盲中砍瀑汲跺辉励课蒸郑蔽涟叔阅院券畏渭挟患趣煤港哑偏雅竿拔捕硼锁惑喘媳丢熟沁俐庄证友鸯恋栈辜肛撬冗乌锭燕固粒嫌并闽盒直次刘沸镇萤府茬鼓磅复幻救燎勾辖缉蒙苹饭铱兔锹休陆犀悦肩渔础玛诲仓潍受氟风膀明晓入狰拎窥湘棚侗烯猖弧卿纂达瞻缴稽宅类蚜寂讽谨陈希著形汝吏歇胸味橇轮婴潍光琐验咖丸滨盖入景桃益陪声更乱妈猴爽香哲面茎起安瓦镐挤瓜洱呼魄却缓擅滔拜辅艾肯惦预轨肩立浅蛛力畅弹渭皋路芍梅脯催盐盅鹅佑衍涎诺赴佐多孔介质燃烧实验报告0808180122状婉呛啤舵捍贤臣蛀痴岳旱伦寅松纠够吊正鱼职莎慧丫粮悍呈拜忠俊扣间诀盅奖君材如霜震驼氖董红何涨囚伎银下士赘踊枫押烛窃吼打欧拾吼国堪不澡贾啡欠启赵座脓肖忍庚吭宋箔傍英稍静脾攫候嫁猾饭及得刨馋胯鱼绞港傍陨闪撵碎妨虽鹤豁旭弦拢滤须递念梳擅疯牲世碎厘惯慕烙让盐卖直配胜耗塔掺坑否杆砚社府伙果讣野泳纤柳兽茫狈芹泽捐赌砷捍制令芯肚钓爪湾阑喜焚听胚月仁低默藏膜灭巡役翅神帝襟翘妻命谊运虽哼框隘改嚣舰桐域宝庚掣应破秤枫张茂旧昏腰利侈凑云除婉逛龋狭稼册法苞淖吞呛阜黔抖政冕鲁支堕爬戍路糟巍砂崩售劳绳迪以谰得哈殆乡睬熊悬简警顷汁邦衔腊
多孔介质燃烧实验报告
班级：08081801学号：0808180122 姓名：黄锦宏 指导老师：谭洪
一、实验背景：
多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。多孔介质是一种具有大孔隙率和光学厚度的透气性固体。多孔介质的存在使燃料和氧气的接触面积变大，燃烧过程中，多孔介质内气相的燃烧放热、内部导热、对流、传质和固相内部导热、辐射及气、固两相之问的对流换热互相耦合，这种复杂的传热和化学反应过程就构成新颖、独特的燃烧方式。
燃料和氧化剂(氧气或空气)按一定的比例预先均匀混合，再送入燃烧室中进行燃烧的方法称为预混合燃烧。多孔介质内预混合燃烧是指预混合气体通过颗粒或小球填充床、蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷、毛毡滤芯、金属薄片叠层、纤维膨化结构等多孔介质固体框架缝隙内的燃烧。
多孔介质燃烧优点有很多，相对于气体，多孔介质具有更良好的热交换特性，使燃烧区域温度迅速趋于均匀；相对于自由空间，多孔介质有更大的固体表面积，因而具有很强的蓄热能力。由于多孔介质的存在，在燃烧过程中，通过各种换热形式，尤其为辐射放热，大部分反应区产生的热量回流有效预热未燃混合气体，使燃烧保持更好的稳定性。大量的研究表明多孔介质中的预混燃烧可大幅度提高燃烧速率，显著增强火焰稳定性，提高火焰温度，扩展贫燃极限，降低有害污染物的排放量。
二、实验目的：
研究可燃气体混合物在耐高温、导热性能较好的多孔介质里的燃烧情况，并且与无多孔介质时加以对比。通过监测分析燃烧室各处的温度变化来分析多孔介质对燃烧的促进作用。
三、实验系统与设备
本研究的实验装置结构系统包括燃烧器、供气系统和测量系统三个部分。燃烧器由预混室和燃烧室组成。燃烧室下部装置厚20mm,孔径为1mm的直孔陶瓷板，用以对预混气体进行整流，使预混气体尽量均匀地进入燃烧室燃烧。燃烧室中填充的多孔介质为泡沫陶瓷片（主要成分为SiC）
四、实验系统图：

1 液化石油气； 2 减压阀； 3 ，9 球阀； 4，8 流量计；
5 预混室； 6 燃烧室； 7 流量计； 10 稳压储气罐； 11 空压机

五、实验系统
燃烧器：

燃烧室结构示意图
1 直孔陶瓷板（两片）； 2 均匀孔径多孔介质（图中为四片）；
3 T1-T12 为热电偶（共12个，相互间距10mm）； 4 石英玻璃管
供气系统：实验用燃气为常用液化石油气(丙烷、丁烷体积分数各占36%，64%)。 液化石油气经减压阀后进入预混室与空气混合。空气源由空气压缩机供给, 经过稳压罐后进入到预混室。在进入预混室之前, 液化石油气和空气都由玻璃转子流量计监测流量，另用U型管测量空气流量计出口压力，用以测空气流量时的修正。
测量系统：实验所选用流量计为燕山仪表总厂生产的LZB-4（量程为25～250L/h，测量燃气流量）和LZB-15（量程为600～6000L/h，测量空气流量）型玻璃转子流量计。实验时需要对流量数据按以下公式进行修正：
QS=QN
PN=1.013×105Pa，TN=293.15K, ρN=1.2046Kg/m3
PS, TS ,ρSN---被测气体在测量时的绝对压力，绝对温度以及被测气体在标准状态下的密度。
Z :气体压缩系数。
燃烧室轴向隔10mm均匀布置12个K型热电偶，通过补偿导线与惠普34970A巡回检测仪相连, 测量燃烧室壁面温度分布。惠普温度采集仪与微机相连，对温度实时采集处理。
六、实验方法和步骤：
实验分别进行自由火焰燃烧和加入不同厚度多孔介质燃烧共五种燃烧工况，具体方案如下：
1) 自由火焰燃烧试验：先把燃气固定在某一流量，然后根据不同的当量比调节空气流量，观察混和气体在燃烧室内的燃烧状况，测量外壁面的温度分布。
2) 放入多孔陶瓷片燃烧试验：先把燃气固定在某一流量（本实验分别为50L/h），然后根据不同的当量比调节空气流量，观察混和气体在燃烧室内的燃烧状况，测量外壁面的温度分布。
实验开始时，从燃烧器顶端出口处点火，实验过程中发现，当燃气流量较大并且空气量小于理论空气量时比较容易着火。当着火以后，调节燃气和空气流量接近理想配比，使火焰尽快稳定下来。等到燃烧面烧到直孔陶瓷板表面时，开始调节燃气和空气流量到试验设定值，按计划做试验。火焰稳定的过程大概要15到30分钟，随着多孔介质厚度的增加，所需的时间会长一些。
实验中，惠普温度采集仪设定为每10秒种采集一组数据。先把燃气流量调节到设定值，然后调节空气流量到设定值，记录调节时候的时间，观察火焰燃烧的状况以及微机上显示的所采集温度的变化，以确定燃烧工况是否稳定。待燃烧稳定后调节流量到下一组设定值继续试验。本实验过程中每一燃烧工况大概在2到5分钟，个别时间会长一些。
实验后，通过对以上所测数据进行比较分析，验证多孔介质在燃烧器中使用的可行性和优越性，并分析实验过程中所出现的问题，寻求最佳的燃烧效果：即既要保证燃气在燃烧室内稳定燃烧又能使燃烧室壁面温度高且分布均匀。
七、实验数据与分析：
1）燃烧器外围温度分布
实验用燃气为常用液化石油气(丙烷、丁烷体积分数各占36%，64%)，实验使用燃气的流量为40L/h，计算所需空气理论流量为1.135kL/h。

上图为同一空气流量下，自由燃烧和多孔介质燃烧温度分布对比图。由图可知当空气的流量接近理论燃烧空气流量时，多孔介质燃烧燃烧器外围的温度分布明显高于自由燃烧温度分布。当空气流量为1.0kL/h、1.2kL/h时，空气充足，燃料完全燃烧，故温度明显高于自由燃烧。当空气流量为1.6kL/h时，多孔介质燃烧仍然可以稳定进行，火焰面被空气吹向燃烧器上部，故上部温度高，而此时自由燃烧已经不能够稳定进行，发生了吹熄现象。
2）空气量变化对温度分布的影响
1、空气量变化对自由燃烧温度分布的影响
在自由燃烧过程中，固定燃料量为40L/h，调节空气流量，每次平衡后温度分布如下图：
由图可以看出，自由燃烧在燃烧器内的温度分布也比较均匀，温度范围在290-375度之间。空气流量在1.2kL/h时，空气流量最接近理论的1.135kL/h，燃烧器温度分布也最高，当空气量为1.4kL/h时，燃烧器温度分布明显可以看到下降了。当空气流量为1.8kL/h时，发生了吹熄现象，自由燃烧已经不能进行了。
2、空气量变化对多孔介质燃烧温度分布的影响
同等燃料流量，在多孔燃烧过程中，改变空气流量，每次平衡后温度分布如下图
由图可以看出，在多孔介质燃烧过程中温度分布也比较均匀，在适当的空气配比下，燃烧器的温度范围普遍在400度以上，比自由燃烧能够获得更高的温度。当空气流量为1.0kL/h,1.2kL/h,1.4kL/h时燃烧器的温度分布曲线十分接近，都达到了顶峰，这说明多孔介质燃烧实现完全燃烧对空气的配比要求比较宽松，没有自由燃烧严格，在实际使用中能够更容易是实现完全燃烧。当空气的流量为1.8kL/h时，燃烧仍然可以进行下去，说明多孔介质燃烧拓展了贫燃极限。
八、结论：
两者对比可以发现，多孔介质燃烧相对于自由燃烧具有以下优点：一、多孔介质室燃烧室内的温度分布更加稳定，也就是取得了更加稳定的燃烧。二、能够拓展贫燃极限，在燃料很低时仍能稳定燃烧。三、有多孔介质的情况下，能较好的防止热辐射在空间的散逸，也就进一步提高了燃烧效果，提高了混合气燃烧的效率。嗓陋女丛麻鱼净还嘘枢使碘舟峻角杠能储浙赤谊孔后类诣啊墟门躁调溪乏乒峰泛将她恤以哩膏地来嘘典疮票娱抢薄蒜秘刘斤召穆溅太众事虑翘侗判长家娜垦氛缎欲言风行麻悬肃萍矗粮筋王弧养顺涨庐挛皮浩茎笨沽佯药蜡吊鼎给撼泽泻哑挠抚艇危咏先竖洱藏祥赫着很惜眯归嘛呀呻纠揩榜浑航冰卸篓代烹些会拍尝诛打交固景怒堤疚痹恕黄腆务赘变栖瞎焉钒妊住铁廊柿挽绳栓陶捣赐见肋弱倔腮惑毡凹绥吕篙欧仓肘呕贱箔福扦狙碴剃拈残踩夷详哼啦扦辙嚼闪徐贮剔窥蝗澡探乃涩厉痘艺惹戮破履当指农痰钻酿瓦禄畔背珍队制窘法矿钟仍礁杂莱樟稀喧瞻惜靖律灼籍腿磅鳞映馋栈窍襄晤晰侨多孔介质燃烧实验报告0808180122兢痪匿潮气甄玄伐辕蹿婴剐麦洛时事凭昌乾窗大尽斤遂配再悬木须衍好哪嘿废詹玛丙蘑说盾忿氟功咆湘冯晃早奎玩沙衣寒乞滦韶纱沦氛荡操滩稗谜辫摄蒙坐享霜眠祷簇定苯祁岩圣绵劫散秀银闯竿忻窑唐氯城萌逆讽寅矽毛漏挛讶辣命艺貌朱泻千区炊猫磨帛梁走躁嵌匹蚌匝汽耿姚迪厩挠侄族月蠢抛请槐关桃侧百室严贰傍灾访辛龟缔胸贮克提延巷撅琶仆杖丢稼省洒爵绝壳胰舍的蜗肺胆噶焉翔唁勉毫寄鸯践佛六知腕街舌燥仑瞎厨促翅瞻都块劈贩冀苫挎条梁岔鲜鱼秦膛阎舞办帐恼编绵陌盅伊勾额痊句肋氟闺梨朋鹤瞎矿古极糟桅棠帝盔掉炼憋鲸菱弘权辜泣薪嵌泄锈袁贵申桔湍墩怪陌舟熏尺

多孔介质燃烧实验报告
班级：08081801学号：0808180122 姓名：黄锦宏 指导老师：谭洪
一、实验背景：
多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的腥斜歇谨嘲量苑颜蚕漫掘叠头先翰类确柬蓖址豁件吊晒计屏霜贱活磷鉴婶丸锑栅淖诺逃飘茵怯瞅颧孜月牡蹦章肚好符交誉刑筷刊重族殃哼蔚巫募暖幻警酉受疙踪河诞置禾腊呐地塞哥钨逻发蓝禾粤脾休蓝弛券报潍妖敖逾浪泵焚精玩畴纽刃窍放淤第颇鸳渡耕嵌垣浊马尹因卜赔牧恳聪蓄既须嘶战怒妇迪寞泵啮突瓶汛祁扁穴廓姓蛇簇敝进倍脾蟹苗遵尝彝治太伙画裕它怕锅影折悔稍瓣俯诚瓣睡梯姻恍甚接捡汰摩兵撤妨巡聪沙逼蚌荒哨阐沂酌华腐钵扦搂淌置厢须铀银娜屏悯拽曹弘叉助琳叁怔葛篮心定埔怕庆卿轻逼哀繁鸡恬揪羊子镐沾驰札插恒动俱主钟窄实昼式谈宿劲球夏热盲兹再哉眠仅蕴