《毕业设计说明书不同燃烧室及喷嘴形状对燃烧过程的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计说明书不同燃烧室及喷嘴形状对燃烧过程的影响（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北工业大学城市学院2012届本科毕业设计说明书河北工业大学城市学院毕业设计说明书 作 者： 牛鹏 学 号： 095790 系： 能源与环境工程学院 专业： 热能 题 目： 不同燃烧室及喷嘴形状对燃烧过程的影响 指导者： 雒婧 讲师 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2013 年 6 月 1 日毕业设计（论文）中文摘要 题 目 不同燃烧室及喷嘴形状对燃烧过程的影响摘要： 本论文通过内燃机数值模拟软件FIRE对燃烧室进行了燃烧过程的模拟与计算，并且通过在只是更改压比从而改变燃烧室形状和只是更改喷嘴形状而不改变其他条件的前提下对燃烧过程；主要组分的分布以及排放物进
2、行了对比，将压比和喷嘴形状对燃烧和排放的影响做了简单的分析，且将燃烧过程中的温度与压力，燃料中的C12H26的主要质量分数以及排放物中烟尘，NO和二氧化碳的质量分数通过图表做了比较，得出以下结论结论:(1）随着压比的增加，温度、瞬时放热率都是随着压比的增大而增大，NO的主要质量分数变化并不是太大。随着压比的增加烟尘的主要质量分数降低了。可见只是通过更改压比来改变燃烧室的形状并不能起到将NO的主要质量分数和烟尘的主要质量分数同时降低的目的。(2）喷嘴改变后，压力和温度都有所上升但是上升的幅度并不是太大，但是NO和CO2的主要质量分数都有所上升，烟尘的主要质量分数比为改变前要低。关键词： 燃烧室形
3、状 燃烧 模拟 压比河北工业大学城市学院2012届本科毕业设计说明书 第29页 毕业设计（论文）外文摘要Title effects of different combustion chamber and nozzle shape on combustion process AbstractIn this article the combustion process is simulated in the combustion champer by using numerical simulation software FIRE.Then we compare the Combustion pr
4、ocess ; comparison of main components of the distribution and emission through only changing the shape of combustion chamber and nozzle shape .we also analysis The pressure ratio and nozzle shape effect on combustion and emissions . the combustion temperature and pressure in the process, dust mass f
5、raction in fuel and emissions of NO mass fraction and carbon dioxide through the chart were compared, the results as follows :1)With the increasing of pressure ratio, temperature and heat release rate increases,but mainly the mass fraction of NO is not changing too large .only by changing the pressu
6、re to change the shape of the combustion chamber can not decrease the main mass fraction of NO and soot .2) After the nozzle changed ,pressure and temperature are increase but not too large . the main mass fractions of NO and CO2 are on the rise, the main content of smoke are lower than not changed
7、Keywords： the shape of combustion champers combustion simulation pressure ratio 目 录第一章绪论 .31.1 燃料完全燃烧所需空气量的计算 .31.2 内燃机燃烧室形状的分类及对燃烧过程的影响 .6第二章. 内燃机燃烧过程的数值模拟模型 .82.1 国内外的现状 .82.2 内燃机热力学模型的选择 .12第三章计算的结果与讨论 .143.1 初始条件及边界条件的给定 .143.2 改变压比对燃烧过程的影响 .193.3 改变喷嘴形状对燃烧过程的影响.23第四章.结论 .30参考文献 .31致谢 .33 第一章绪论1
8、.1 燃料完全燃烧所需空气量的计算燃料燃烧的过程就是燃料中的可燃成分在高温下与氧气进行的剧烈氧化反应过程，同时也放出了大量的热。燃料中的可燃成分是由碳、氢、氮等元素组成的。当燃料与氧气完全反应时就会生成CO2、H2O、SO2、NO2等，这种燃烧就被称为完全燃烧；如果燃烧并未完全反映，产物中还存在着一些可燃烧的物质就称之为不完全燃烧。一般情况下，我们都要求燃料尽量做到完全燃烧，这样才不会造成资源的浪费。为了做到这一点，我们就需要了解燃料完全燃烧时所需的空气量时如何计算的。固体燃料燃料完全燃料燃烧时的化学方程式是：C完全燃烧时：C + O2 = CO2故一千克燃料中的碳完全燃烧时所需要的空气量为2
9、2.4/12*Car/100m3 ， 同时产生22.4/12*Car/100 m3二氧化碳。H 完全燃烧时：2H2 + O2 = 2H2O故一千克的氢完全燃烧时所需要的氧气量为22.4/4.032*Har/100 m3 ，同时产生22.4/2.016*Har/100 m3 水蒸气。所以说燃料完全燃烧时所需要的理论空气量为：Vo20 = 22.4/100*(Car/12 + Har/4.032-Oar/32) m3/kg因为在空气中氧的体积含量占空气总量的21%，所以说一千克的燃料完全燃烧时所需要的理论空气量为：Vk0=0.0899Car+0.625Har-0.0333Oar m3/kg气体燃料
10、中的可燃成分完全燃烧时的化学反映方程式为： CO + 0.5O2 = CO2 H2 + 0.5O2 = H2O CnHm + （n+m/4）O2 =nCO2 + m/2H2O 由上式可得每立方米的气体燃料在完全燃烧时所需要的理论空气量为： Vo20=1/21*0.5CO + 0.5H2 +（n + m/4)CnHm -O2 m3/m3（3）液体燃料的燃烧液体燃料的燃烧主要是发生在内燃机中，故本文主要以燃料C12H26为例进行计算。C12H26 燃料燃烧时的化学方程式是： 2C12H26 + 37O2 = 24CO2 + 26H20由上式可知每立方米的C12H26完全燃烧时所需要的理论空气量为：
11、Vk0=1/21*（12+26/4）C12H26-O2 m3/m3 1.1.1 影响燃料是否完全燃烧的因素（1） 空气系数 实际空气量与理论空气量的比值为空气系数，即 =Vk / Vk0当 1时，称为过量空气系数，而当其值小于1时称为消耗空气系数。为了保证燃料完全燃烧，是要求过量空气系数一般大于1的。当过量空气系数1时，由于燃料所需要的空气中的氧气供应不足，因此会导致燃料燃烧不完全。（2）氧气与燃料的接触面积 很显然，氧气与燃料的接触面积越大，燃烧的就可能越完全，接触面积越小，就越有可能燃烧不完全。从而导致燃料的浪费。当燃料颗粒与颗粒间的间距相对较大时，燃料与氧气接触的面积越大，燃料燃烧的越充
12、分，而当他们之间的间距比较小时，燃料很难与氧气充分接触，故不完全燃烧的可能性就越大。（3）燃烧室的形状燃烧室的几何形状对于混合气体的形成和完全燃烧起着至关重要的作用。不同形状的燃烧室会形成不同形状的流场，从而影响燃料的燃烧。1 .1.2 实际燃烧温度与理论燃烧温度燃料的燃烧温度指的是燃料燃烧时放出的热量是燃烧产物可能达到的温度。实际燃烧温度在实际的燃烧过程中烟气可能达到的温度称为实际燃烧温度。关于实际燃烧温度的求法依据下面的公式：Iy=Vy*cy*ty=（Qnet，ar+hr+Ik+Qwh）-（Qs+Qb+Qfj+W）其中 cy为烟气的比热容 ，ty为实际燃烧温度影响实际燃烧温度的因素又很多，比如：燃烧设备的完善程度、燃料的特性、空气预热程度等。理论燃烧温度理论燃烧温度指的是燃料在绝热条件下完全燃烧时，又不考虑对外做功，烟气可能达到的最高温度。在此时Qs、Qb、W的值均为0故：Iy=V
