平板型微燃烧器钝体稳燃作用数值模拟-分析

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1、硕士学位论文学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南

2、大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I平板型微燃烧器钝体稳燃作用数值模拟分析摘要基于微尺度燃烧的元器件对许多领域具有重大影响作用，装置的微型化与微型系统的开发成为当前研究的重要课题。然而微动力能源系统的研究与开发面临诸多问题，其主要表现在散热损失大、气体混合物停留时间短、材料方面的限制和化学基元的壁面淬熄。从而造

3、成了较大的热量损失和传热损失，导致了燃烧的不稳定和燃烧效率的低下。延长燃料的驻留时间，稳定燃烧器火焰，是解决微尺度燃烧的核心问题。只有解决这一核心问题，才能确保微能源动力系统尽快在工程上得到应用。本文在综合国内外对微燃烧研究的基础上，以国家自然科学基金(51176045)和国家留学基金(201208430262)为依托,对热光电微燃烧器的相关技术进行了深入的分析和研究。利用回流区稳燃原理，在微尺度的燃烧室中采用了常规燃烧室使用的钝体稳燃技术和突扩台阶稳燃原理，使用FLUENT软件对有、无钝体的平板型微燃烧室进行了模拟计算，根据计算结果，探究

4、了钝体形状对微燃烧室的影响，设计了一款将突扩台阶与钝体相结合的平板型微燃烧室。论文主要创新点和研究工作如下：（1）建立了平板型微燃烧器模型，并对有、无钝体情况进行了对比模拟分析，得出了有、无钝体的平板型微燃烧室内温度场、压力场、燃烧效率和吹熄极限的分布规律，试验结果验证了数值模拟的有效性。（2）研究了不同形状钝体的平板型微燃烧室内流场与燃烧特性，揭示了燃烧室内温度场分布、燃烧效率、流场、反应区域和燃烧极限随着进气速度、当量比和钝体形状的变化规律。（3）设计了带有突扩台阶和钝体协同作用的平板型微燃烧器，得到了进气速度、当量比和阻塞比对燃烧室稳

5、定燃烧的影响规律。结果表明，钝体有助于突扩平板型微燃烧室的稳定燃烧。关键词：微燃烧器；稳定燃烧；钝体；突扩台阶；模拟分析II硕士学位论文AbstractMicroscalecombustioncomponentstookasignificantimpactonmanyfields,andthedevelopmentofminiaturizeddeviceandmicrosystemhasbecomeanimportantstudyintoday'sresearch.However,theresearchanddevelopmentofmic

6、ropowersystemisfacingmanyproblems,whichweremainlydisplayedinthehighheatloss,shortresidencetimeofthegasmixture,materialconstraintsandthewall’ssurfacequenchingofchemicalelements.Theaboveproblemscausedalargeheatloss,heattransferloss,instabilityofcombustionandthelowcombustione

7、fficiency.Prolongingtheresidencetimeofthecombustor’sfuelandmakingsurethestabilityoftheflameisthecoreissuetosolvetheproblemsofmicroscalecombustion.Onlytosolvethesekeyproblems,microenergysystemscanbeappliedinengineeringassoonaspossible.Inthispaper,onthebasisofsynthesizingthe

8、researchonmicrocombustionathomeandabroadandtheProjects(51176045)supportedbytheNationalNat