甲烷/空氣預(yù)混氣體在微通道中催化轉(zhuǎn)化的數(shù)值模擬

【摘要】：用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究了微型直通道中甲烷 /空氣預(yù)混氣體在鍍Pt熱壁上的催化燃燒問題.聯(lián)合使用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT和可以計(jì)算表面催化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)軟件DETCHEM,對(duì)微型直通道中當(dāng)量比在 0. 01~10. 0范圍之間的甲烷 /空氣預(yù)混氣體的催化燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬.計(jì)算結(jié)果表明,在微尺度催化燃燒中當(dāng)量比和溫度對(duì)甲烷催化轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)化速度有重要的影響. 【作者單位】： 清華大學(xué)航天航空學(xué)院 清華大學(xué)航天航空學(xué)院
【關(guān)鍵詞】： 微尺度 催化燃燒 數(shù)值模擬
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50376027) 教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目(20010003067).
【分類號(hào)】：O643.3
【正文快照】： 　　基于燃燒的微動(dòng)力機(jī)電系統(tǒng)(PowerMEMS)、微推進(jìn)系統(tǒng)和微型發(fā)電系統(tǒng)等的發(fā)展使人們開始關(guān)注對(duì)微尺度燃燒的研究.在微尺度燃燒中,由于尺寸的縮小,常規(guī)燃燒很難正常進(jìn)行.Choi等人 [1]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出化學(xué)當(dāng)量比下甲烷 /空氣混合物在管型通道內(nèi)常規(guī)燃燒時(shí)的滅火直徑為 3~4mm.突

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煤層氣擴(kuò)散燃燒性能影響因素分析    喬偉彪;馬貴陽;孟向楠;馮云飛;

壁面參數(shù)對(duì)甲烷微尺度催化燃燒的影響    冉景煜;秦昌雷;吳晟;

微細(xì)腔內(nèi)變組分CH_4/O_2/H_2O自熱重整積碳特性    冉景煜;涂維峰;閆云飛;陳兵兵;

滯止點(diǎn)催化燃燒的一維和二維數(shù)值分析    徐侃;劉明侯;邢丹;王亞青;劉東;陸游;

溫度對(duì)微通道CH_4/O_2/H_2O自熱重整暫態(tài)特性的影響    張力;張苗;閆云飛;

預(yù)混燃燒數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)改進(jìn)    李萍;曾令可;鄧毅堅(jiān);

微細(xì)直管內(nèi)甲烷燃燒的數(shù)值模擬研究    邵敏;劉向軍;

燃燒器不同因素對(duì)燃料轉(zhuǎn)化率影響的數(shù)值計(jì)算    喬偉彪;馬貴陽;陳楊;杜明俊;齊國棟;

煤層氣擴(kuò)散燃燒性能影響因素分析    姜鳳利;范開峰;王衛(wèi)強(qiáng);

甲烷催化燃燒研究進(jìn)展    張強(qiáng);楊祖照;李文彥;聶劍平;

微小尺度燃燒中淬熄距離和貧燃極限的研究    徐侃

微細(xì)通道內(nèi)甲烷濕空氣低溫自熱催化重整反應(yīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究    趙柳潔

微尺度火焰及微燃燒器的穩(wěn)燃強(qiáng)化技術(shù)研究    蔣利橋

微纖結(jié)構(gòu)化整體式多孔材料的流動(dòng)、傳熱及其微反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用的研究    李劍鋒

微型燃燒器內(nèi)甲烷催化燃燒特性數(shù)值研究及實(shí)驗(yàn)    閆云飛

微型燃燒器內(nèi)燃燒與傳熱特性研究    李艷霞

狹縫型微型燃燒器的催化燃燒特性研究    豆慶民

微細(xì)腔內(nèi)甲烷自熱重整催化產(chǎn)氫暫態(tài)特性數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究    張苗

微通道內(nèi)甲烷催化燃燒的數(shù)值模擬研究    馬盟

微型燃燒器內(nèi)甲烷預(yù)混催化燃燒的數(shù)值模擬    邱赟

Pd基催化劑用于甲烷催化燃燒的實(shí)驗(yàn)研究    楊祖照

微型反應(yīng)器內(nèi)甲烷催化自熱重整反應(yīng)特性數(shù)值模擬    劉科

微細(xì)通道內(nèi)甲烷催化部分氧化特性的數(shù)值研究    孫志偉

甲烷微尺度催化燃燒的數(shù)值模擬    鐘北京,洪澤愷

微燃燒器內(nèi)甲烷催化燃燒的數(shù)值模擬    鐘北京,洪澤愷

催化壁面對(duì)微型燃燒腔內(nèi)甲烷燃燒影響的數(shù)值模擬    閆云飛;張力;冉景煜;

甲烷在逆流換熱微燃燒器內(nèi)催化燃燒的數(shù)值模擬    鐘北京,伍亨

基于微尺度的燃燒特性研究進(jìn)展    徐濤;楊澤亮;甘云華;

高溫空氣對(duì)燃燒回流區(qū)流動(dòng)影響的數(shù)值模擬    呂軍;唐一科;歐陽奇;

燃?xì)馊紵魅紵匦缘臄?shù)值模擬    周曉波;蔣杰;張?zhí)?張傳美;

微細(xì)直管內(nèi)甲烷燃燒的數(shù)值模擬研究    邵敏;劉向軍;

重力作用下甲烷催化部分氧化積炭特性數(shù)值分析    孫志偉;張力;閆云飛;

煤礦乏風(fēng)低濃度甲烷催化氧化數(shù)值模擬    王鵬飛;馮濤;陳麗娟;郝小禮;

適用于微小型溫差發(fā)電器的變通道燃燒室設(shè)計(jì)研究    毛靖;韓東;單華偉;葉莉;

進(jìn)風(fēng)量對(duì)燃?xì)馊紵魅紵癗O_x排放特性影響    周曉波;蔣杰;張?zhí)?張傳美;

微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研究進(jìn)展    李勇;曾鳴;陳旭鵬;吳鑫;王飛;

電場(chǎng)作用下液體乙醇微細(xì)尺度層流擴(kuò)散燃燒的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬    徐濤

微尺度環(huán)境下預(yù)混火焰穩(wěn)燃方法的研究    汪洋

微小尺度燃燒中淬熄距離和貧燃極限的研究    徐侃

微尺度燃燒特性及微能源系統(tǒng)的研制    曹海亮

基于多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒的微小型化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)的數(shù)值研究    張根烜

微尺度燃燒及其熱電轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究    張永生

催化燃燒的數(shù)值模擬及其在均質(zhì)壓燃（HCCI）發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究    曾文

基于輻射圖像的高爐回旋區(qū)溫度場(chǎng)重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究    歐陽奇

微尺度火焰及微燃燒器的穩(wěn)燃強(qiáng)化技術(shù)研究    蔣利橋

多孔介質(zhì)內(nèi)預(yù)混氣體燃燒的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究    姜海

甲烷在微燃燒器內(nèi)催化燃燒的數(shù)值模擬    伍亨

可逆式催化燃燒器特性研究    楊博

微通道內(nèi)甲烷催化燃燒的數(shù)值模擬研究    馬盟

Power MEMS氫氣微燃燒過程的數(shù)值模擬    王婧

微型燃燒器內(nèi)甲烷預(yù)混催化燃燒的數(shù)值模擬    邱赟

微尺度多孔介質(zhì)中燃燒的電容層析成像應(yīng)用研究    張義貴

Pd基催化劑用于甲烷催化燃燒的實(shí)驗(yàn)研究    楊祖照

微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程數(shù)值模擬研究    劉慶

微管內(nèi)燃燒特性分析與數(shù)值模擬研究    李玉蘭

微型發(fā)動(dòng)機(jī)均質(zhì)充量壓燃（HCCI）燃燒特性理論分析及其試驗(yàn)研究    付興林

Ni/αAl_2O_3催化劑上甲烷水蒸氣重整本征動(dòng)力學(xué)    王金剛,楊立英,劉輝,李成岳

空氣槽對(duì)微型Swiss-Roll燃燒器工作特性的影響    李軍偉;鐘北京;王建華;魏志軍;王寧飛;

水在微尺度槽道中單相流動(dòng)和換熱研究    姜明健,羅曉惠,劉偉力

壁面開槽尺寸及槽內(nèi)填充物對(duì)測(cè)溫精度和熱流分布的影響    司廣樹,姜培學(xué)

沉淀法制備催化劑催化合成碳酸乙烯脂    李萬鑫

MEMS技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)    劉光輝,亢春梅

Ni/Al_2O_3催化劑上CH_4部分氧化制合成氣反應(yīng)積碳的原因    李春義,余長春,沈師孔

甲烷部分氧化制合成氣載體及助劑對(duì)Ni系催化劑活性的影響    余林,袁書華,田久英,王升,儲(chǔ)偉

載體對(duì)Ni基催化劑催化甲烷三重整反應(yīng)性能的影響    姜洪濤;李會(huì)泉;張懿;

基于燒結(jié)微纖多孔結(jié)構(gòu)材料的微反應(yīng)器中的苯硝化反應(yīng)    李劍鋒;楊九龍;王苗苗;路勇;何鳴元;

微小尺度燃燒中淬熄距離和貧燃極限的研究    徐侃

高溫催化材料制備方法及其在甲烷催化燃燒中應(yīng)用的研究    徐金光

微尺度燃燒特性及微能源系統(tǒng)的研制    曹海亮

基于多孔介質(zhì)內(nèi)燃燒的微小型化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)的數(shù)值研究    張根烜

微尺度燃燒及其熱電轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究    張永生

CuZnAl水滑石衍生及纖維結(jié)構(gòu)化ZnCaAl催化劑上MSR制氫    湯穎

微型燃燒器內(nèi)甲烷催化燃燒特性數(shù)值研究及實(shí)驗(yàn)    閆云飛

狹縫型微型燃燒器的催化燃燒特性研究    豆慶民

微細(xì)腔內(nèi)甲烷自熱重整催化產(chǎn)氫暫態(tài)特性數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究    張苗

氧化鋁為載體的負(fù)載型鈀催化劑對(duì)甲烷催化燃化燃燒反應(yīng)性能的研究    袁強(qiáng)

丙烷催化燃燒催化劑的研究和油井套管氣紅外加熱器的研制    汪媛

微通道反應(yīng)器內(nèi)直接沉淀法制備納米材料    應(yīng)盈

微通道內(nèi)甲烷催化燃燒的數(shù)值模擬研究    馬盟

甲烷二氧化碳重整催化劑制備及反應(yīng)性能研究    陶凱

甲烷聯(lián)合重整三重整制合成氣的熱力學(xué)分析    孫迎

微型燃燒器內(nèi)甲烷預(yù)混催化燃燒的數(shù)值模擬    邱赟

甲烷在微小過量焓燃燒器中燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究    王建華

微細(xì)腔內(nèi)甲烷-濕空氣重整特性試驗(yàn)與數(shù)值模擬    趙柳潔;冉景煜;張力;王方明;

壁面參數(shù)對(duì)甲烷微尺度催化燃燒的影響    冉景煜;秦昌雷;吳晟;

氧碳比對(duì)微細(xì)腔內(nèi)自熱重整積碳的影響    冉景煜;涂維峰;趙柳潔;

隧道窯預(yù)熱帶調(diào)溫?zé)鞂?duì)窯內(nèi)溫度的影響    辛旭亮;王世峰;陳士冰;

空氣中不同形態(tài)氚取樣方法    李華;

重力作用下甲烷催化部分氧化積炭特性數(shù)值分析    孫志偉;張力;閆云飛;

沉淀劑對(duì)尖晶石型Co_(0.7)Ce_(0.3)Co_2O_4催化劑甲烷催化燃燒性能的影響    丁佳;羅來濤;

預(yù)混氣溫度及多孔材料特性對(duì)多孔介質(zhì)表面火焰的影響    馮耀勛;王勇;蔣利橋;趙黛青;汪小憨;

多孔介質(zhì)表面火焰最小穩(wěn)燃空間實(shí)驗(yàn)研究    馮耀勛;王勇;蔣利橋;趙黛青;汪小憨;

預(yù)混氣體在泡沫陶瓷多孔介質(zhì)燃燒溫度分布與火焰面移動(dòng)特性    朱茜茜;程樂鳴;鄭成航;駱仲泱;岑可法;

窯爐煙氣中二氧化碳的回收工藝探討    曾令可;李萍;程小蘇;王慧;稅安澤;劉平安;

預(yù)混式二次燃燒系統(tǒng)的節(jié)能減排效果    李萍;曾令可;程小蘇;王慧;鄧毅堅(jiān);麥振華;李永福;

微尺度環(huán)境下預(yù)混火焰穩(wěn)燃方法的研究    汪洋

微小尺度燃燒中淬熄距離和貧燃極限的研究    徐侃

微細(xì)通道內(nèi)甲烷濕空氣低溫自熱催化重整反應(yīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究    趙柳潔

氨分解催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控與反應(yīng)機(jī)理研究    段學(xué)志

微型燃燒器內(nèi)燃燒與傳熱特性研究    李艷霞

煤礦乏風(fēng)低濃度瓦斯熱逆流氧化理論及實(shí)驗(yàn)研究    王鵬飛

甲醇蒸氣重整制氫和CO選擇氧化：整裝式微纖結(jié)構(gòu)化Pd-ZnO/Al_2O_3和Pt-Co/Al_2O_3催化劑研究    凌敏

礦井排風(fēng)氣體利用的研究    周喜鳳

受限空間中液體乙醇微尺度擴(kuò)散火焰的實(shí)驗(yàn)研究    李微

鋁基Pd與Ni催化劑生物質(zhì)氣催化燃燒的實(shí)驗(yàn)研究    秦曉楠

微細(xì)腔內(nèi)甲烷自熱重整催化產(chǎn)氫暫態(tài)特性數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究    張苗

預(yù)混火焰熱聲不穩(wěn)定性研究    段潤澤

Gasar多孔金屬材料傳熱性能數(shù)值分析    丁英杰

銀催化劑上乙烯環(huán)氧化過程的研究    張闊

共沉淀—噴霧干燥法制備鈷酸鑭催化材料的研究    張旭霞

甲烷燃燒催化劑的微波輔助合成及其性能的研究    孫月秋

微尺度催化燃燒的研究進(jìn)展    陳俊杰;王謙;

甲烷微尺度催化燃燒的數(shù)值模擬    鐘北京,洪澤愷

烷烴催化燃燒的數(shù)值模擬    曾文;解茂昭;

微型燃燒器內(nèi)甲烷預(yù)混催化燃燒的數(shù)值研究    張力;閆云飛;李麗仙;冉景煜;

空間反應(yīng)和入口速度對(duì)甲烷催化反應(yīng)的影響    伍亨,鐘北京

環(huán)形微細(xì)腔內(nèi)甲烷催化轉(zhuǎn)化效率的數(shù)值模擬    閆云飛;馬盟;張力;

Mg_(0.5)La_(0.5)Mn_xAl_(12-x)O_(19)的甲烷純氧燃燒催化行為研究    馮紹杰;袁明輝;

多孔介質(zhì)特性參數(shù)對(duì)催化燃燒的模擬分析    陳建梅;宋正昶;張曉磊;林琳;王瑩;

縫隙區(qū)催化燃燒影響HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的多維數(shù)值模擬    曾文;解茂昭;艾延廷;

Pt的加入提高了PdO/Al_2O_3催化劑反應(yīng)活性    劉憲云;崔艷明;

超臨界干燥對(duì)La_(0.8)Sr_(0.2)FeMn_(1.5)Al_(9.5)O_(19-δ)六鋁酸鹽性能的影響    張涯遠(yuǎn);蔣政;張世超;朱慶山;

檸檬酸法制備Ce_(1-x)Mn_xO_(2-a)固溶體催化劑甲烷催化燃燒的研究    劉長春;於俊杰;陶炎鑫;蔣政;郝鄭平;

銦錫氧化物的制備及催化燃燒甲烷性能研究    付慧靜;傅立新;李俊華;

CeMnAl_(11)O_y的制備及甲烷催化燃燒反應(yīng)性能    王斌;郭耘;張志剛;盧冠忠;

碳煙催化燃燒用三維有序大孔Pd-修飾三元鈰鋯固溶體    張桂臻;何洪;訾學(xué)紅;邱文革;戴洪興;鄧積光;

甲烷在Pd／CeO_2(111)表面的吸附:密度泛函理論研究    李會(huì)英;郭楊龍;王海豐;郭耘;盧冠忠;P.Hu;

超聲場(chǎng)下制備催化燃燒VOCs的CuO/γ-Al_2O_3催化劑    郭建光;李忠;奚紅霞;

一種低成本合成六鋁酸鹽納米材料的方法    李順清;鄒國軍;陳龍;趙新紅;王曉來;

不同Mn含量的MnCeLa-O催化劑對(duì)氯苯催化燃燒的影響    戴宇;王幸宜;

CeY涂層負(fù)載Pd整體式催化劑的研究    金凌云;何邁;謝冠群;羅孟飛;

35億年前微生物就能造甲烷    記者　 陳超

日本利用海藻進(jìn)行甲烷發(fā)電和廢熱供暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)    新洲

歐美發(fā)現(xiàn)目前火星生命重要證據(jù)    王俊鳴

“卡西尼”在土衛(wèi)六上看見“疑似湖泊”    記者 陳勇

南工大開發(fā)高效菌種讓糞便轉(zhuǎn)化成甲烷    解悅

有雨有河，士衛(wèi)六酷似地球40億年前    記者 楊駿

北極甲烷面臨解凍危險(xiǎn)    呂靜 王平才

深海甲烷遇暖破冰升空污染大氣    辛 力

甲烷:氣候變化的引爆器    本報(bào)記者 黃永明

地幔中可產(chǎn)生甲烷    記者 曹麗君

粘彈性流體微尺度流動(dòng)特性研究    李小斌

低濃度甲烷流向變換催化燃燒實(shí)驗(yàn)研究及模型化    張佳瑾

高溫催化材料制備方法及其在甲烷催化燃燒中應(yīng)用的研究    徐金光

錳基催化劑上含氯揮發(fā)性有機(jī)化合物的催化燃燒    戴宇

濟(jì)陽坳陷館陶組構(gòu)造特征及成藏模式研究    孫喜新

液體射流分裂霧化機(jī)理及內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)工作過程的模擬    嚴(yán)春吉

復(fù)合期權(quán)與路徑相關(guān)期權(quán)定價(jià)理論模型、數(shù)值模擬及應(yīng)用研究    何志偉

超細(xì)粉再燃低NO_x燃燒技術(shù)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究    郭永紅

淮河試驗(yàn)時(shí)期的能量與水份循環(huán)研究    胡國權(quán)

管陣流體彈性不穩(wěn)定性研究及流體誘發(fā)振動(dòng)數(shù)值模擬    吳一紅

甲烷在微燃燒器內(nèi)催化燃燒的數(shù)值模擬    伍亨

納米銅錫氧化物的制備及催化性能的表征    賈超

天然氣（CH_4）催化燃燒催化劑的研究    閆智慧

狹縫型微型燃燒器的催化燃燒特性研究    豆慶民

微型燃燒器內(nèi)甲烷預(yù)混催化燃燒的數(shù)值模擬    邱赟

微鑄造成形過程液態(tài)金屬微流動(dòng)規(guī)律研究    慕巖

微通道內(nèi)甲烷催化燃燒的數(shù)值模擬研究    馬盟

氣相燃燒煙氣分布及催化燃燒瞬態(tài)行為規(guī)律的研究    王智華

壁面粗糙度和加工缺陷對(duì)微槽道流動(dòng)的影響模擬    李勝華

環(huán)形加熱爐高溫空氣燃燒特性數(shù)值模擬    石洋