微圆管壁面材料和厚度对甲烷催化着火的影响

工程热物理学报 , 2014, 35(9): 1884-1888.

微圆管壁面材料和厚度对甲烷催化着火的影响

吴晟 ^1, , 冉景煜 ^2, , 杨德祥 ^3, , 张力 ^4, , 闫云飞 ^5,

1.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044;重庆大学能源与环境研究所,重庆400044

2.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044;重庆大学能源与环境研究所,重庆400044

3.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044;重庆大学能源与环境研究所,重庆400044

4.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044;重庆大学能源与环境研究所,重庆400044

5.低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室(重庆大学),重庆400044;重庆大学能源与环境研究所,重庆400044

基金项目: 国家自然科学基金项目(No.51276207 No.50876118) 中央高校基本科研业务费资助(No.CDJXS11142231)

关键词：壁面材料和厚度 , 微尺度催化着火 , 着火温度 , 着火及系统稳定时间 , 极限着火条件

The Effects of Wall Materials and Thickness on Methane Catalytic Ignition in Micro-Tubes

Keywords： wall materials and thickness , micro-catalytic ignition , ignition temperature , ignition and steady-state times , critical ignition conditions

对负载Pt催化剂的微圆管内CH4的催化着火进行了非稳态和稳态模拟,重点研究了壁面材料和厚度对CH4催化着火所需预热温度(表征着火温度)、着火时间、系统稳定时间以及极限着火条件的影响.非稳态研究结果表明:CH4催化着火所需的预热温度与壁面条件无关,但着火时间和系统达到稳定状态所需的时间受壁面条件的影响较大,壁面热容量(mc)越大,着火及系统稳定时间越长;当壁面导热系数较小时,CH4的催化着火发生在微圆管出口处,反应峰值区域随时间逐渐向进口移动,当壁面导热系数较大时,着火发生在进口处,且峰值反应位置不变.稳态结果显示,壁面轴向上热量的回流(大的导热系数和适当的壁面厚度)可以有效地拓宽甲烷的极限着火范围.

参考文献

[1]	Yiguang Ju;Kaoru Maruta .Microscale combustion: Technology development and fundamental research[J].Progress in energy and combustion science,2011(6):669-715.
[2]	Michael Reinke;John Mantzaras;Rolf Schaeren;Rolf Bombach;Andreas Inauen;Sabine Schenker .High-pressure catalytic combustion of methane over platinum: In situ experiments and detailed numerical predictions[J].Combustion and Flame,2004(1/2):217-240.

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