| 中国电机工程学报 2010, 30(5) 11-16 DOI: ISSN: 0258-8013 CN: 11-2107/TM | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 本期目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 [打印本页] [关闭] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 工程热物理 |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 燃烧器材料的热物理性质对微尺度催化燃烧的影响 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 周俊虎,汪洋,杨卫娟,刘建忠,王智化,岑可法 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 摘要:
催化燃烧可增强微型燃烧器的工作稳定性。对石英玻璃、刚玉陶瓷、紫铜3种不同材料制作的微尺度催化燃烧器,在0.12~0.36 L/min、当量比浓度下进行实验比较。利用贵金属Pt为催化剂,石棉为催化剂载体,氢气/空气预混气体为燃料。实验结果显示,催化燃烧器具有很高燃烧稳定性。使用数值模拟观察燃烧器内部燃烧过程。模拟结果显示石英玻璃和刚玉陶瓷燃烧器存在明显的热点,其在0.12 L/min时分别达到约1 475 K和1 427 K,而紫铜燃烧器内部的温度较低,一般不超过1 200 K,且分布均匀。对燃烧器散热分析发现,导热率较低的材料反而散热较高,如石英玻璃燃烧器散热在0.12 L/min时高于紫铜燃烧器2.61 W。由于不同燃烧器中的反应模式不同,石英玻璃和刚玉陶瓷中主要为气相反应,紫铜燃烧器中主要为两相反应,因此产生上述现象。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 关键词: 微尺度燃烧 催化燃烧 氢气 热传导 壁面材料 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Effect of Thermal Property of Materials on Micro-scale Catalytic Combustion for the Micro Combustor | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZHOU Jun-hu, WANG Yang, YANG Wei-juan, LIU Jian-zhong, WANG Zhi-hua, CEN Ke-fa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Abstract:
Catalyst is applied to enhance the stability of micro combustors effectively. In this experiment, three catalytic micro combustors made of quartz glass, alumina ceramic and copper were tested individually. The catalyst and catalyst support were Pt and asbestus respectively. The combustor was fed with H2/air mixture, and operated under stoichiometric conditions with flow rates from 0.12 to 0.36 L/min. According to the experimental results, catalytic combustors work stably. The temperature distributions on the combustor surface at different operation conditions were measured. Moreover, numeric simulation was applied to investigate the reaction process inside the micro combustor. In the quartz-glass and alumina-ceramic combustor, the temperature distribution shows obvious hot spot. At 0.12 L/min, the peak temperatures are around 1 475 K and 1 427 K, respectively. However, the temperature in the copper combustor is relative lower and distributes uniformly. Its peak temperature does not exceed 1 200 K. According to the comparison of heat loss in different combustors, the combustor with lower thermal conductivity exhibits higher heat loss, which is different from the conventional scale. For example: at the flow rate of 0.12 L/min, the quartz-glass combustor has 2.61 W higher heat loss than the copper combustor. The phenomenon is attributed to the transfer of the reaction mode. In the quartz-glass and alumina-ceramic combustor, homogeneous reaction dominates. But in the copper one, heterogeneous reaction dominates. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: micro-scale combustion catalytic combustion hydrogen thermal conductivity wall material | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 收稿日期 2009-04-14 修回日期 2009-06-21 网络版发布日期 2010-02-22 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 基金项目:
国家自然科学基金项目(50606030);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060335124);高等学校学科创新引智计划项目(B08026);国家杰出青年基金项目(50525620)。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 通讯作者: 汪洋 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 作者简介: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 作者Email: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 参考文献: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 本刊中的类似文章 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.廖敏夫 段雄英 邹积岩.沿面击穿型触发真空开关的热传导模型分析[J]. 中国电机工程学报, 2008,28(15): 118-122 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.乔瑜 徐明厚 WilliamH.Green.基于敏感性分析的H2/O2反应机理最优简化[J]. 中国电机工程学报, 2006,26(4): 16-20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.孙路石 秦晓楠 逄鹏 向军 胡松 汪一 邱建荣 徐明厚.La/Mn改性Pd/g-Al2O3催化剂对甲烷催化燃烧的影响[J]. 中国电机工程学报, 2009,29(11): 26-31 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.周义刚 肖立业 张国民 李晓航 张志丰.钇钡铜氧超导带材不均匀性对其过流特性的影响[J]. 中国电机工程学报, 2009,29(33): 124-128 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.尹娟 翁一武.贫燃催化燃烧燃气轮机的燃烧与系统性能分析[J]. 中国电机工程学报, 2010,30(11): 1-7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Copyright by 中国电机工程学报 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||