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生物质燃料的脉动燃烧器及其燃烧特性的研究

作　者: 向衡
导　师: 朱明
学　校: 华中农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 脉动燃烧脉动燃烧器生物质燃料脉动特性
分类号: TK16
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文在Rijke-ZT型自激式脉动燃烧试验平台的基础上,对生物质燃料进行了脉动燃烧器的设计及其燃烧特性的试验研究。论文工作主要分为四部分：(1)对国内外脉动燃烧技术的研究进展和应用研究进行了综述性概括,分析了生物质燃料与脉动燃烧技术的特点,提出将二者有机结合运用的设想。(2)测试了几种生物质燃烧特性,试验表明压缩物料的燃烧特性优于生物质原料的燃烧特性。生物质燃烧的热重曲线和热重微商曲线变化趋势基本相同,着火点较低,但是压缩物料与生物质原料相比,其失重速率提高了2.3倍,着火点降低了8℃～12℃,最大燃烧效率、燃烧稳定性指数、挥发分析出指数和综合燃烧指数分别提高了2～3倍、1.7～2.6倍、1.6～3.5倍和11～12.87倍。试验表明玉米秸秆的燃烧特性要优于木屑,稻壳的各项燃烧指数最低。(3)搭建了基于LabVIEW的脉动燃烧测试系统,对脉动燃烧测试所需的采集卡、传感器、硬件等进行了选型,对程序设计的前面板、后面板程序框图进行了设计,其中重点研究了基于生物质燃料燃烧时数据分析处理时产生的纹波、噪声干扰进行了滤波、平滑处理,并对温度传感器进行了标定。(4)通过试验分析了生物质燃料种类、颗粒度、过量空气系数、燃烧器总高对脉动燃烧器的声压、频率、温度以及尾气成分等的影响关系。生物质压缩成型燃料燃烧的幅值和声强比其原生物质燃料高,但生物质压缩成型物料的尾管壁面温度、声强和压力幅值比烟煤分别低了50℃、10dB和4kPa。颗粒度对脉动燃烧的影响中,Φ6mm比Φ8mm的影响大,颗粒度越小,物料燃烧的越充分,尾管外壁面的温度越高。过量空气系数为1.01时,尾气排放的CO、NOx浓度最低,压力幅值越高；燃烧器总高为2200mm时脉动燃烧尾气排放的CO、NOx浓度较低,压力幅值最大。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第1章绪论  8-19
  1.1 我国的能源现状  8-9
  1.2 脉动燃烧技术简介  9-15
    1.2.1 脉动燃烧的特点  9-11
    1.2.2 脉动燃烧器的分类  11-13
    1.2.3 脉动燃烧器的原理和过程  13
    1.2.4 脉动燃烧器的应用  13-15
  1.3 固体燃料的脉动燃烧技术研究现状  15-17
    1.3.1 国外研究现状  15-16
    1.3.2 国内研究现状  16-17
  1.4 研究的内容与方法  17-19
    1.4.1 研究的内容  17-18
    1.4.2 拟解决的关键问题  18
    1.4.3 技术路线  18-19
第2章生物质燃料的燃烧特性  19-30
  2.1 引言  19
  2.2 生物质燃烧基础理论  19-21
    2.2.1 生物质燃烧区别与其他固体燃料燃烧的特点和难点  19-20
    2.2.2 生物质积灰、结焦、结团、结渣的原因  20-21
  2.3 试验材料与仪器设备  21-23
    2.3.1 试验材料  21
    2.3.2 试验仪器与设备  21-22
    2.3.3 试验原理  22-23
  2.4 试验内容与方法  23-26
    2.4.1 试验内容  23
    2.4.2 试验方法  23-26
  2.5 结果分析  26-29
    2.5.1 不同生物质燃料的热重曲线分析  26-27
    2.5.2 生物质燃料燃烧特性参数分析  27-28
    2.5.3 生物质燃料燃烧判别指数分析  28-29
  2.6 小结  29-30
第3章生物质燃料脉动燃烧器及其测试系统的设计  30-45
  3.1 引言  30
  3.2 生物质燃料脉动燃烧器设计的参数分析及确定  30-36
    3.2.1 生物质燃料脉动燃烧器总体概述  30-31
    3.2.2 进料系统设计  31-32
    3.2.3 给风与点火系统设计  32-33
    3.2.4 炉箅子的设计  33-34
    3.2.5 气密性设计  34-35
    3.2.6 耐火、保温系统设计  35
    3.2.7 清灰、破渣装置设计  35-36
  3.3 生物质燃料脉动燃烧器数据采集系统的设计  36-44
    3.3.1 数据采集的原理  36-37
    3.3.2 测试系统硬件的选型  37-39
    3.3.3 测试系统的编写  39-44
  3.4 小结  44-45
第4章生物质脉动燃烧器的试验研究  45-61
  4.1 引言  45
  4.2 试验材料与仪器设备  45-47
    4.2.1 试验材料  45
    4.2.2 试验仪器与设备  45-47
  4.3 试验内容与方法  47-48
    4.3.1 试验内容  47
    4.3.2 试验方法  47-48
  4.4 试验结果分析  48-57
    4.4.1 不同生物质脉动燃烧的特性  48-52
    4.4.2 颗粒度对脉动燃烧的影响  52-53
    4.4.3 过量空气系数对脉动燃烧的影响  53-55
    4.4.4 燃烧器总高对脉动燃烧的影响  55-57
  4.5 生物质燃料脉动燃烧的难点  57-60
  4.6 小结  60-61
第5章结论与讨论  61-63
  5.1 主要结论  61-62
  5.2 进一步研究的建议  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文  68

生物质燃料的脉动燃烧器及其燃烧特性的研究

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