国家教育部博士点基金(20040611013)
- 作品数：7 被引量：42H指数：4
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- 微细腔内甲烷湿空气预混催化重整产氢特性被引量：13
- 2007年
- 针对微动力机电系统易熄火,燃烧效率不高等问题,体力学软件FLUENT6.2和可以计算表面反应的化学反应动力学软件CHEMKIN4.0,对甲烷/湿空气在壁面涂有含稀土的镍基催化剂的微细预混腔中催化重整产氢特性进行了数利用碳氢燃料和湿空气中水蒸气预混催化重整产氢来强化燃烧,以实现微尺度下燃料的持续稳定高效燃烧。针对提出的微细燃烧动力装置内燃料-空气预混腔,联合使用计算流值研究,探讨了微细腔中甲烷蒸汽重整的关键影响因素。结果表明:在微细预混腔内甲烷湿空气预混催化重整中,水碳比、催化壁面温度和混合气质量流量对重整产氢性能有重要的影响。在微细腔内,水碳比为1、温度高于1100K和满足一定发电量情况下相对低的质量流量有利于高产氢量、高重整效率和相对低的水蒸气残余量。在催化壁面温度恒定为1100K、水碳比为1、甲烷的质量流量为6.5g/h以及甲烷和湿空气的质量流量比为0.2情况下,出口氢气质量浓度可达3.5%。
- 冉景煜胡建红张力唐强
- 关键词：微燃烧器甲烷催化重整
- 环形微细腔内甲烷催化转化效率的数值模拟被引量：3
- 2008年
- 甲烷在微燃烧器内存在燃烧效率不高、燃烧不稳定等问题。为了研究微尺度下甲烷持续稳定燃烧的性能，采用催化燃烧方式对环形微细腔内甲烷与空气混合物在铂催化表面上的催化燃烧进行了数值模拟，研究了甲烷当量比、壁面温度对微通道内甲烷与空气混合物催化燃烧的甲烷转化效率的影响。结果表明，甲烷当量比、壁面温度对甲烷转化率有重要影响，通过催化可以促进甲烷在环形微细腔内的稳定燃烧。为了获得较高的甲烷转化效率，微燃烧器入口的甲烷当量比在0．8～1．0范围内较为合理，温度是影响环形微细腔内甲烷催化燃烧的主要因素，尤其在甲烷当量比较低时，温度的提高对甲烷的催化转化有更好的促进作用。甲烷的质量流量为6．5g／h时，甲烷催化转化效率可达77％。
- 闫云飞马盟张力
- 关键词：催化燃烧数值模拟
- 微型预混腔内流体传质影响因素的数值模拟被引量：6
- 2007年
- 微型发动机由预混腔和燃烧腔组成,而微型预混腔内流体的流动和传质是影响微型发动机预混催化重整燃烧的重要因素。甲烷和空气分别沿轴向和径向进入微型预混腔,2种气体形成垂直交叉射流,经过微槽道进入环形腔。采用连续介质层流模型二阶离散对三维微型预混腔内流体流动和传质进行了数值模拟,采用相对未混合度表示气体混合的均匀性。结果表明,入口效应和壁面碰撞效应有利于腔体内传质和混合。甲烷和空气的射流动量比、接触面积及停留时间越大,相对未混合度越小。气体在旋流槽中的停留时间较大,而在直流槽中有环形腔壁面碰撞效应增强扰动和混合,因而2种微型预混腔结构都能得到较好的传质效果。混合气体流动为层流,流动阻力较小。
- 张力邱赟唐强冉景煜
- 关键词：预混传质数值模拟
- 微通道内流体流动及换热特性的数值分析被引量：4
- 2007年
- 采用Navier-Stokes方程与滑移边界条件联立的理论分析模型,对等壁温、等热流及无温度梯度工况下,气体在微通道中的流速分布、阻力系数变化趋势(Cf.Re)和传热特性(努塞尔数)进行了数值研究。结果表明:气体稀薄效应可显著减小管内的摩擦阻力和努塞尔数,增大气体流速;壁面的速度滑移和温度跳跃对微圆管内换热特性的影响相反,温度跳跃的影响更大;等热流加热与等壁温加热两种情况下,努塞尔数随克努森数的变化趋势明显不同。
- 张力闫云飞高振宇
- 关键词：微通道速度滑移温度跳跃努塞尔数
- 基于MEMS技术的微型燃烧器的特性分析与设计被引量：1
- 2008年
- 为了改善微型燃烧器内的燃烧性能,分析了微型燃烧器燃烧时存在的主要问题,并提出了相应的燃烧策略。根据微型燃烧器的特点,采用旋流预混、增设预混通道、燃气出口通道和简化管道接气装置等方法对微型燃烧器的结构进行改进设计。改进后,可延长燃料与空气在预混腔的预混时间,增强预混效果;充分利用燃气热量,提高预混气体的初温,减少微型燃烧器散热,利于燃气着火。延长燃气在燃烧室内的燃烧时间,并增强气流扰动。管道接气装置可简化气源管道连接问题,管道间距的加大也使其安装连接更为方便,气密性的保证也相对更容易。为下一步开展微型燃烧器内气体预混催化重整燃烧等实验研究打下了基础。
- 闫云飞张力冉景煜唐强马盟邱赟
- 关键词：MEMS微型燃烧器预混燃烧
- 微型燃烧器预混腔内催化重整、积碳及流动特性模拟被引量：7
- 2008年
- 因微型燃烧器内微尺度燃烧易熄火、燃烧效率不高,存在催化重整过程中的积碳、微尺度等问题,可利用甲烷和湿空气中水蒸汽预混催化重整产氢来强化燃烧,对预混腔内催化重整、积碳及流动特性进行模拟,探讨了微型预混腔中甲烷、水蒸汽重整过程中水碳比、质量流量和催化壁面温度对催化重整、积碳、流动等的影响。
- 闫云飞张力冉景煜唐强邱赟马盟
- 关键词：微型燃烧器催化重整积碳
- 微型燃烧器内甲烷预混催化燃烧的数值研究被引量：16
- 2009年
- 微尺度燃烧存在热量损失大、易熄火、燃烧不完全、转化效率不高等问题,因此对微型燃烧器内甲烷的燃烧采取预混催化燃烧方式来提高燃烧的稳定性和转化效率,为微型发动机碳氢燃料燃烧技术奠定基础。采用连续介质层流有限速率模型和二阶离散方法对微型燃烧器微流道内的催化燃烧、流动和传热进行了三维数值模拟。结果表明,甲烷质量流量和过量空气系数对催化转化效率有一定影响,壁面温度是影响催化转化效率的主要因素。甲烷质量流量、壁面温度与最佳过量空气系数之间具有一定的变化关系。可根据催化温度选择富燃料或富氧燃烧方式来提高微尺度催化转化效率。恒壁温边界条件下,催化燃烧主要发生在燃烧腔的下壁面。
- 张力闫云飞李丽仙冉景煜
- 关键词：微型燃烧器甲烷预混催化燃烧
