甲烷/氧气在微细直管内的燃烧和散热研究

【摘要】：为了解微细直管燃烧器的工作特点,采用内径2 mm和1.4 mm的微细不锈钢管和陶瓷管进行氧气和甲烷气体的燃烧实验,研究了氧气和甲烷在微细管内的燃烧特点以及微细管的散热损失.研究结果表明,当量比小于1时,由于CH4没有完全被氧化,生成了大量的H2和CO气体,减小了燃烧反应的放热量.当量比等于1时,CH4被完全氧化为CO2和水蒸气,此时的放热量最大,同时管壁的散热量也最大.不锈钢管的散热量最大,是发热量的22%,陶瓷管的散热量最大达到了16%.不锈钢管的壁面发射率较大,辐射损失所占的比例较大,最大达到总散热量的70%.由于陶瓷管的导热系数比不锈钢管小,沿轴线方向的壁面温度梯度比不锈钢管大,这样不利于轴向的传热,以及火焰的稳定. 【作者单位】： 清华大学航天航空学院 清华大学航天航空学院
【关键词】： 微小燃烧室 甲烷气体 氧气 燃烧实验 热损失 当量比 不锈钢管 陶瓷管 散热量 燃烧器
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50376027)
【分类号】：TK16
【正文快照】： 近年来随着MEMS技术的迅速发展,基于MEMS技术的微型动力系统也受到了人们的关注.微型动力系统的一个重要特点是利用燃料或者推进剂在微燃烧器中燃烧,产生高温高压的燃气,驱动涡轮或者其它动力装置,从而把化学能直接或间接转化为其它形式的能量,如动能、热能或电能.燃料或推进

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