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去耦室压力对燃气脉动燃烧器运行性能影响的实验研究

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工学硕士学位论文

去耦室压力对燃气脉动燃烧器运行性能影响的实验研究

EXPERIMENTAL STUDY ON EFFECT OF PRESSURE IN DECOUPLER ON OPERATING CHARACTERISTIC OF GAS-FIRED PULSE COMBUSTOR

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 脉动燃烧技术

1.3 国内外在该方向的研究及分析

1.4 主要研究内容

第2章 实验设备及实验方法

2.1 实验台简介

2.2 实验台测量系统

2.3 去耦室控制系统

2.4 实验步骤

2.5 本章小结

第3章 去耦室压力对燃烧器运行参数的影响

3.1 对燃烧室温度的影响

3.2 对尾管温度的影响

3.3 对燃烧室压力的影响

3.4 本章小结

第4章 去耦室压力对尾管传热的影响

4.1 尾管传热效率的计算

4.2 尾管传热效率随去耦室压力变化的阐释

4.3 速度比的计算

4.4 传热系数的实验测量值

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢

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摘要

脉动燃烧是在一定声学条件下被激励的特殊的不稳定燃烧,在燃烧过程中,燃烧区域的频率、压力、温度和传热系数随时间周期性的变化;近年来,随着煤、石油、天然气等不可再生能源的紧缺以及有关大气污染物排放标准越来越严格;脉动燃烧技术因其能量密度高、传热系数大、结构简单紧凑、NOx排放率低的特性而重新受到人们的重视。
  虽然有众多的研究者对脉动燃烧进行了大量的研究,但仍未完全弄清楚脉动燃烧器的运行机理,也从未考虑过去耦室压力对运行机理的影响。为了完善对脉动燃烧的认识及找到一种有效而简单的方法以提高尾管传热系数,本实验在无阀脉动燃烧器上搭建了去耦室压力控制系统。在不同去耦室压力下进行全面的实验,将不同去耦室压力下的实验数据与去耦室压力为0时的比较分析,系统地研究了去耦室压力对脉动燃烧的运行频率、压力场、速度比和温度场和尾管传热性能的影响,并根据瑞利准则解释实验现象及实验结论。
  实验研究表明:燃烧室及尾管温度随去耦室压力升高而升高;去耦室压力从-10000Pa变化到-6000Pa及从4000Pa到6000Pa时,压力振幅和速度比不断变大,频率不断变小;从-6000Pa变化到4000Pa及从6000Pa至10000Pa时,振幅和速度比不断减小,频率不断增加;尾管传热效率和传热系数随去耦室压力变化而增大,与去耦室压力为0时的比较,最大分别提高了10%和28%;脉动拍的周期越长、振幅越大,则尾管传热系数越大。

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