微小尺度燃烧稳焰技术9787577202365
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作者范爱武,康鑫,李林洪
出版社华中科技大学
ISBN9787577202365
出版时间2024-01
装帧平装
开本其他
定价98元
货号31964466
上书时间2024-11-18
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作者简介
华中科技大学能源与动力工程学院教授，博士生导师，华中卓越学者。同时为煤燃烧国家重点实验室基础燃烧研究团队骨干，中欧清洁与可再生能源学院兼职教授。研究兴趣包括：微尺度燃烧及其应用、电子器件散热技术、强化传热理论与技术、储能技术、多孔介质传热传质等多个领域。截至目前，已在国际权威期刊上发表SCI论文90篇，连续3年被评为“爱思唯尔中国高被引学者”，入选全球顶尖2%科学家排行榜。主持国家自然科学基金项目4项，企业横向课题多项。出版著作2部，教材3本。授权发明专利10项。
目录
1 微小尺度燃烧的火焰稳定性
1.1 微小尺度燃烧研究背景
1.2 微小尺度燃烧面临的挑战
1.3 微小尺度预混燃烧的不稳定火焰
1.4 微小尺度非预混燃烧的不稳定火焰
1.5 微小尺度稳燃技术
1.6 本章小结
2 回流区稳焰技术
2.1 钝体稳燃技术
2.2 凹腔稳燃技术
2.3 本章小结
3 瑞士卷燃烧器
3.1 瑞士卷燃烧器中非预混火焰特性的实验研究
3.2 火焰三维结构的数值模拟
3.3 本章小结
4 多孔介质预混燃烧
4.1 全部填充陶瓷纤维的微细通道内的预混燃烧火焰稳定性
4.2 部分填充金属丝网的微细通道内丁烷!空气的预混燃烧特性
4.3 本章小结
5 多孔介质非预混燃烧
5.1 填充陶瓷纤维的
5.2 形微细通道内的非预混燃烧
5.3 微小平板型多孔介质燃烧器的非预混燃烧特性
5.4 本章小结
6 壁面热管理稳焰技术
6.1 采用各向异性壁面材料的燃烧器
6.2 两段壁面的燃烧器
6.3 双层壁面的微细通道燃烧器
6.4 外表面发射率对燃烧效率的影响
6.5 壁面热损失对扩散\"火焰街#结构的影响
6.6 本章小结
7 催化燃烧稳焰技术
7.1 基于壁面催化段的预混燃烧稳燃技术
7.2 非对称的平板型燃烧器内的非预混催化燃烧的火焰特性
7.3 对称的平板型燃烧器内的非预混催化燃烧的火焰特性
7.4 本章小结
8 燃料或氧化剂掺混燃烧稳焰技术
8.1 甲烷掺混氢气或一氧化碳抑制不稳定的甲烷火焰
8.2 甲烷掺氢微管射流火焰
8.3 氧气浓度对微细通道凹腔燃烧器燃烧效率的影响
8.4 稀释剂对微细通道凹腔燃烧器燃烧效率的影响
8.5 本章小结
9 复合稳焰技术
9.1 带钝体的瑞士卷燃烧器
9.2 带预热通道和稳焰板的微燃烧器
9.3 本章小结
参考文献
内容摘要
笔者主要专业方向为动力工程及工程热物理，研究方向为微小尺度燃烧及其应用，在过去十多年中一直专注于微小尺度燃烧的稳焰技术研究，开发了基于回流区、热循环、催化燃烧、多孔介质燃烧、掺氢燃烧等一系列简单有效的稳焰技术，其中部分技术已经应用于特殊工业领域。本书具有很强的系统性，同时兼具技术性和理论性等特点，能为相关领域的研究人员和工程技术人员提供参考。本书既介绍了各种微小尺度稳焰技术的实际效果，也从传热、流动与火焰之间的复杂耦合作用进行了理论分析。
主编推荐
本书是国内外第一本关于微小尺度燃烧稳焰技术方面的专著。
精彩内容
通常来说，燃烧是有质量、热量、动量传递的化学反应过程，简称为“三传一反”过程。因此，在流动反应器中，维持火焰稳定需要同时满足多方面的平衡关系。具体来说，散热不能太强，否则将导致热淬熄。其次，火焰速度与进气速度要保持平衡，即来流速度既不能太大也不能太小，否则将发生回火或吹熄。再次，反应物停留时间不能太短，否则燃料中的化学能来不及释放。此外，还有传热、传质不平衡导致的刘易斯数效应、以及流场中剪切层的拉伸效应，均有可能导致火焰局部发生熄火。
与常规燃烧器相比，微小燃烧器的特征尺度减小2~3个数量级。燃烧器的面体比（或称面容比）与特征尺寸近似成反比，因此，微小燃烧器的面/体比将升高约2~3个数量级。这将给微尺度燃烧的火焰稳定性带来几个方面的不利影响：①反应物的停留时间大大缩短；②通过燃烧器壁面的散热损失比例将大大增加；③燃烧器内壁面对反应活性自由基的捕获可能会对气相燃烧产生不利影响；④材料的耐热性问题。例如，MIT研究团队开发的微型燃气轮机就存在由于硅材料的蠕变而导致气体泄漏等问题。此外，笔者课题组的研究还表明，在微小燃烧器内的流场中经常存在剪切率较大的局部区域，很容易导致火焰因受到强烈拉伸作用而发生断裂、最终被吹熄的现象。
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