红外线燃气灶的热工性能与节能技术研究

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燃气灶是当今人们日常生活中不可缺少的一种必备器具,在可持续发展战略的要求下,节能高效的红外线燃烧技术是近年来燃气灶具的发展趋势,研究提高红外线燃气灶的性能具有重要意义,但是目前对其所进行的研究相对较少。因此,本文对红外线燃气灶的传热过程进行了理论分析,然后系统地运用实验和数值模拟的方法对红外线燃气灶的热工性能进行了深入的探究,并在此基础上研究分析其节能方法。影响红外线燃气灶热工性能的重要考核因素有很多,本文首先通过红外线燃气灶的热工性能正交试验,得到了燃气压力、风门开度、锅支架高度及其交互作用对于灶具热工性能考核指标中的热效率、污染物排放量的影响程度,并详细分析了这些因素影响其考核指标的主要原因。在此基础上,通过红外线燃气灶热工性能实验得出了各影响因素对于热工性能考核指标的具体影响情况,并分析了出现该种情况的原因。然后再通过红外线燃气灶的燃烧温度特性系列实验研究,得出了不同燃气压力和风门开度在燃烧面板不同测点的温度特性,并讨论了红外线燃气灶着火启动的表面温度稳定性和稳定燃烧时表面温度的分布情况。根据上述理论分析和热工性能实验研究结果,本文进行了红外线燃气灶的节能实验研究。首先介绍了改造燃气灶的具体设计,并对改造后的红外线燃气灶进行了传热理论分析,然后对改造前后燃气灶的燃烧温度特性和热工性能进行了对比实验。通过比较了改造前后燃气灶的燃烧温度特性实验数据,得出了改造前后燃气灶着火启动、稳定燃烧和关火后的温度场分布差异,并分析了原因;通过比较改造前后燃气灶的热工性能实验数据,得出了其热效率和污染物排放量的差异,同时分析了不同燃气压力和风门开度下,其热工性能指标的变化规律。在理论分析和实验的基础上,本文通过数值模拟方法对红外线燃气灶燃烧过程进行了进一步研究。首先建立了红外线燃气灶二维燃烧模型,利用Chemkin软件进行了数值模拟,得出了燃气灶竖直方向稳定燃烧的温度场分布;同时对不同热工性能指标下的燃烧工况进行了模拟,分析了燃气压力和过剩空气系数改变对燃烧温度场的影响情况。然后建立了带节能圈红外线燃气灶的燃烧模型,得出了其二维燃烧温度场分布,并对有无节能圈的红外线燃气灶在稳定燃烧下的温度场分布情况进行了对比分析,从而对燃气灶的节能实验研究结果进行了补充,为进一步探究红外线燃气灶的节能方法提供了依据。
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