强制排气式燃气热水器的热工特性研究

论文题目: 强制排气式燃气热水器的热工特性研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风及空调工程

作者: 刘美丽

导师: 谭顺民

关键词: 强制排气式燃气热水器,传热,热效率,过剩空气系数,回归分析

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以强制排气式燃气热水器为样本,采用正交实验方法安排实验,根据实验数据进行回归分析和曲线拟合,对强制排气式燃气热水器的热工特性做出描述,并得出该种热水器在一定条件下达到较高的综合热效率和烟气中CO、NOx含量相对较低的热工参数。本论文首先对强制排气式燃气热水器的燃烧,火焰稳定性和传热过程进行了的理论上的分析,特别是对部分预混式燃烧进行了理论分析,阐述了部分预混式燃烧器火焰稳定原理、燃烧的稳定性和影响火焰传播速度的几种因素,并提出火焰稳定的范围和换热器的强化传热。强制排气式燃气热水器利用风机将烟气完全强制排出室内,但是由于风机的转速固定不变,使得抽入热水器中的空气量不随燃气压力的改变而改变,使其在燃气低负荷时过剩空气量偏大,致使热水器的热效率随热负荷的减小呈现降低的趋势;并且烟气虽然全部排出室内,但却对大气造成污染。随着人们环保意识的增强,必须降低烟气中CO和NOx的排放。论文中笔者通过正交实验研究从燃气压力、进水压力这两个因素找出了影响强制排气式热水器的燃烧和热工特性的主要因素。对这两个因素与热水器热效率,烟气中过剩氧体积含量,烟气中CO、NOx体积含量和排烟温度的关系作了回归分析并通过曲线拟合找出它们之间的变化趋势。通过分析发现对热水器热效率的影响,主要体现在过剩空气系数对热效率的影响,即过剩空气系数是影响热水器热效率的重要参数。故得出在保证完全燃烧的前提条件下应尽量降低α值,且让强制排气式燃气热水器风机转速应随着热负荷的变化而改变,使其过剩空气系数控制在一定的范围内,来达到提高热水器热效率的目的。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

前言

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 课题目的和意义

1.3 国内外燃气热水器发展综述

1.3.1 国外燃气热水器发展综述

1.3.2 国内燃气热水器的发展综述

1.4 家用热水器的分类

1.4.1 太阳能热水器

1.4.2 电热水器

1.4.3 燃气热水器

1.5 燃气热水器存在的问题和发展趋势

1.5.1 燃气热水器存在的主要问题

1.5.2 燃气热水器的发展方向

1.6 课题研究的任务

2 强制排气式燃气热水器简介

2.1 结构特点及工作原理

2.2 强制排气式热水器的安全保护

2.2.1 风压过大保护

2.2.2 烟道堵塞保护

2.2.3 风机故障保护

2.3 强排热水器噪声的产生和防治

2.3.1 噪声声源

2.3.2 噪声种类

2.3.3 噪声的防治

3 强排热水器的燃料燃烧与烟气排放

3.1 燃气的燃烧

3.1.1 燃烧及燃烧反应计量方程式

3.1.2 理论空气量与过剩空气系数

3.1.3 理论烟气量与实际烟气量

3.1.4 热水器的热效率与热负荷、产热水能力

3.2 强排热水器烟气的排放

3.2.1 烟气中的NO_x 排放

3.2.2 烟气中的CO 排放

4 强排热水器的稳焰机理与传热分析

4.1 大气式燃烧器的燃烧机理

4.2 预混燃烧火焰

4.3 大气式燃烧器的某些特性

4.3.1 结构参数对一次空气系数的影响

4.3.2 燃烧器自调节特性

4.3.3 燃烧器背压的影响

4.4 预混火焰稳定性

4.4.1 周边速度梯度理论

4.4.2 火焰拉伸原理

4.5 火焰稳定性

4.6 强排式燃气热水器的换热过程分析

4.6.1 热质传递原理及特点

4.6.2 燃烧室内的换热过程分析

4.6.3 热水器换热器内的换热过程分析

4.6.4 换热器传热过程的强化

5 强排热水器热工特性与相关因素的正交实验分析

5.1 正交实验设计的基本原理

5.2 正交实验设计的基本方法

5.2.1 明确试验目的，确定考核指标

5.2.2 挑因素，选水平

5.2.3 实验因素及因素水平的选取

5.2.4 选取合适的正交表

5.2.5 用正交表安排试验

5.3 实验系统及实验用仪器

5.3.1 实验系统的设计

5.3.2 实验测试的主要数据

5.3.3 实验测试仪器

5.4 实验数据

5.5 正交试验结果的方差分析

5.5.1 方差分析的简单概括

5.5.2 试验的结果及分析

5.5.3 趋势图

6 实验数据的整理和结果分析

6.1 回归分析与曲线拟合

6.1.1 回归分析的基本理论知识

6.1.2 曲线拟合的数学理论基础

6.2 实验数据的处理和分析

6.2.1 热效率与相关因素的分析

6.2.2 烟气中过剩氧体积含量与相关因素的回归分析

6.2.3 烟气中含量与相关因素的回归分析

6.2.4 烟气中体积含量与相关因素的回归分析

6.2.5 烟气温度与相关因素的回归分析

6.3 综合平衡选取最优化参数

7 结论

致谢

参考文献

附录 A 实验研究的实物图及简介

附录 B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

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