鼓风预混式中餐燃气灶热工性能研究

论文摘要

在我国,中餐灶是饭店、宾馆必备的设备之一。中餐灶是根据中餐的烹饪习惯和方式设计制造的,其主要特点是热负荷较大,锅底热强度大,但热效率不高,而且产生大量的油烟以及有害气体。为了有效地提高了中餐灶使用的安全性、高效性和环保性,各种新型安全、节能与环保的中餐灶不断出现,满足了不同消费者对中餐灶使用功能的需要。由此可知,不同类型的中餐灶其各种性能特性也是不相同。同时,由于中餐灶使用功能和结构的特殊性,对其所进行的研究也相对较少。因此,本课题为了深入认知所研究的鼓风预混式中餐灶的各种性能特性,运用传热学、燃烧学和数理知识,对其进行了深入地分析与研究。首先通过鼓风预混式中餐灶火焰稳定性实验,描绘了鼓风预混式中餐灶的燃烧特性曲线,确定了中餐灶的火焰稳定燃烧区,并发现了中餐灶在火焰燃烧稳定性方面存在的问题。然后通过鼓风预混式中餐灶热工性能特性正交实验,得到了燃气压力、一次空气系数和锅支架高度及其之间的交互作用对热工性能考核指标-烟气中CO、NOx和O2含量,热效率η以及烟气温度t f的影响程度,并讨论了影响因素及其交互作用影响热工性能考核指标的原因;再通过鼓风预混式中餐灶热工性能特性测试实验讨论了鼓风预混式中餐灶在无铝锅和有铝锅时,其热工性能考核指标随不同燃气压力、一次空气系数和锅支架高度的变化规律,而且还讨论了影响热工性能考核指标的原因;最后研究了无铝锅时的鼓风预混式中餐灶在不同燃气压力和测点下的火焰温度特性。根据上述研究与分析,提出了鼓风预混式中餐灶燃气-空气混合室改造方案。通过比较鼓风预混式中餐灶燃气-空气混合室改造前后（燃气压力Pg = 2000Pa）的火焰稳定性、热工性能特性和火焰温度特性的数据,研究了改造后的燃气-空气混合室对鼓风预混式中餐灶各项性能的影响,并得到燃气-空气混合室改造后的鼓风预混式中餐灶各种性能的变化规律,从而为进一步优化鼓风预混式中餐灶提供依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出与研究意义
• 1.1.1 课题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 家用燃气灶热工性能的研究现状
• 1.2.2 中餐灶热工性能研究现状
• 1.3 本文研究的目的和内容
• 1.3.1 本文研究的目的
• 1.3.2 本文研究的主要内容
• 2 鼓风预混式中餐灶结构描述与使用说明
• 2.1 鼓风预混式中餐灶结构描述
• 2.1.1 中餐灶的结构形式简介
• 2.1.2 鼓风预混式中餐灶结构示意图
• 2.1.3 鼓风预混式中餐灶结构数据
• 2.2 鼓风预混式中餐灶使用要求
• 2.2.1 燃具前的燃气压力要求
• 2.2.2 鼓风机的选择与要求
• 2.2.3 烟气排放物浓度要求
• 2.2.4 中餐灶的安全使用要求
• 3 燃气燃烧与烟气排放
• 3.1 燃气燃烧
• 3.1.1 燃烧及燃烧反应计量方程式
• 3.1.2 理论空气量和过剩空气系数
• 3.1.3 理论烟气量和实际烟气量
• 3.1.4 燃烧温度
• 3.2 烟气排放
• 3.2.1 烟气中CO 的排放
• x 的排放'>3.2.2 烟气中NO_x的排放
• 4 燃烧特性与火焰稳定性
• 4.1 燃烧特性
• 4.1.1 部分预混式燃烧特性
• 4.1.2 完全预混式燃烧特性
• 4.2 火焰稳定性
• 4.2.1 火焰稳定原理
• 4.2.2 燃烧特性曲线图
• 4.2.3 火孔参数对火焰稳定性的影响
• 5 鼓风预混式中餐灶热工性能特性研究实验设计
• 5.1 实验系统设计与组成
• 5.1.1 实验内容
• 5.1.2 实验系统设计
• 5.1.3 主要测量数据
• 5.1.4 实验仪器组成
• 5.1.5 燃气成分与热值
• 5.2 实验数据计算
• 5.2.1 燃具热负荷计算
• 5.2.2 火孔热强度的计算
• 5.2.3 一次空气系数的计算
• 6 鼓风预混式中餐灶火焰稳定性研究
• 6.1 火焰稳定性实验设计
• 6.1.1 火焰稳定性实验目的
• 6.1.2 火焰稳定性实验内容
• 6.2 火焰稳定性实验数据
• 6.3 火焰稳定性实验结论
• 7 鼓风预混式中餐灶热工性能特性研究
• 7.1 鼓风预混式中餐灶热工性能特性正交实验研究
• 7.1.1 正交实验基本原理
• 7.1.2 正交实验设计的基本方法
• 7.1.3 正交实验数据
• 7.1.4 正交实验方差分析的基本原理与方法
• 7.1.5 正交实验结果方差分析
• 7.1.6 正交实验方差分析结论
• 7.2 鼓风预混式中餐灶热工性能特性测试实验研究
• 7.2.1 热工性能特性测试实验设计
• 7.2.2 热工性能特性测试实验结果
• 7.2.3 热工性能特性测试实验结果分析
• 7.2.4 热工性能特性测试实验结论
• 7.3 鼓风预混式中餐灶火焰温度特性实验研究
• 7.3.1 火焰温度特性实验设计
• 7.3.2 火焰温度特性实验结果
• 7.3.3 火焰温度特性实验结果分析
• 7.3.4 火焰温度特性实验结论
• 8 鼓风预混式中餐灶燃气－空气混合室改造实验研究
• 8.1 鼓风预混式中餐灶存在的设计缺陷
• 8.2 鼓风预混式中餐灶燃气－空气混合室改造实验设计
• 8.2.1 中餐灶燃气－空气混合室改造实验目的
• 8.2.2 中餐灶燃气－空气混合室改造方案
• 8.2.3 中餐灶燃气－空气混合室改造实验内容
• 8.3 燃气－空气混合室改造后中餐灶火焰稳定性实验研究
• 8.4 燃气－空气混合室改造后热工性能特性实验研究
• 8.4.1 无铝锅时的中餐灶热工性能特性实验研究
• 8.4.2 有铝锅时中餐灶热工性能特性实验研究
• 8.5 燃气－空气混合室改造后火焰温度特性实验研究
• 8.6 燃气－空气混合室改造实验结论
• 9 结论及建议
• 9.1 主要结论
• 9.2 建议与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 实验装置
• B. 火焰流态
• C. 实验数据
• D. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文