生物質(zhì)燃氣預(yù)混層流火焰?zhèn)鞑ヌ匦约捌洳环€(wěn)定性研究.pdf

1、隨著全球陷入能源危機，由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化得到的生物質(zhì)燃氣由于其經(jīng)濟、方便、節(jié)能等特點受到重視，具有廣闊的應(yīng)用前景。對生物質(zhì)燃氣層流燃燒過程的研究可對此燃料進行全面的了解，為其在實際的應(yīng)用中提供理論基礎(chǔ)。
　　本文中的定容燃燒實驗系統(tǒng)是由定容彈、混合氣配置系、點火系和光學(xué)拍攝系所構(gòu)成，對于實驗所得的紋影圖像，本文用Matlab開發(fā)了火焰圖像處理程序，運用Canny算子與形態(tài)學(xué)處理相結(jié)合的方法檢測火焰半徑，套用圓方程計算火焰半徑，程序?qū)崿F(xiàn)

2、了火焰半徑的自動檢測以及圖像的批處理。
　　基于實驗系統(tǒng)和圖像處理工作的完善，開展了不同初始壓力、當(dāng)量比、燃料組分下生物質(zhì)燃氣的預(yù)混層流燃燒過程的研究，用實驗分析、理論計算以及數(shù)值計算的手段，研究對象有沼氣、摻氫沼氣和合成氣。對CH4/CO2混合氣而言，隨著當(dāng)量比的增大，層流燃燒速度先增大后減小，在當(dāng)量比為1.0出達到峰值，H2的添加加快了CH4/CO2混合氣的燃燒過程，并且出現(xiàn)峰值對應(yīng)的當(dāng)量比移向了大于1.0（H2理論當(dāng)量比）一

3、側(cè)，在當(dāng)量比為1.1處達到最大值。初始壓力的增大使得CH4/CO2和CH4/CO2/H2混合氣層流燃燒速度下降，而H2/CO混合氣層流燃燒速度隨壓力的改變變化很小。生物質(zhì)燃氣中組分CH4和H2含量的增加，由于增加了可燃氣分子與氧氣的接觸并且改變了混合氣的比熱容，從而增大層流燃燒速度。
　　對生物質(zhì)燃氣不僅采用實驗手段進行研究還采用模擬的方法，運用GRI-Mech3.0機理對沼氣火焰結(jié)構(gòu)進行模擬計算，結(jié)果顯示快速反應(yīng)區(qū)很薄，只有0.

4、04mm，慢反應(yīng)區(qū)較厚達到1mm。由溫度曲線看出，隨著初始壓力的增大，最高升溫率增大火焰變薄，有趨于不穩(wěn)定的趨勢，隨著摻氫量的增大呈現(xiàn)出相同的規(guī)律;采用Davis的H2-CO機理對合成氣預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)進行模擬計算，結(jié)果顯示預(yù)熱區(qū)較薄只有0.02mm，快速反應(yīng)區(qū)相比沼氣更薄，只有0.03mm，相同之處在于溫度曲線斜率隨初始壓力的增大而增大，即火焰變薄趨于不穩(wěn)定。
　　運用紋影圖像與表征參數(shù)相結(jié)合的方法分析了生物質(zhì)燃氣的火焰不穩(wěn)定性，其