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燃烧法合成碳纳米管火焰形态选择的数值模拟

作者：王绵远 Publish: 2007-7-23 Hits:-

【中文题名】

燃烧法合成碳纳米管火焰形态选择的数值模拟

【英文题名】

Numerical Simulation of Flame Forms' Choice Combustion of Synthesis of Carbon Nanotubes

【学科专业】

热能工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-7-23

【中关键词】

碳纳米管,火焰法,数值模拟,,,

【英关键词】

carbon nanotubes,flame,numerical simulation,

【分类导航】

工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>燃料与燃烧>>

【论文摘要】

燃烧法合成碳纳米管是一个全新的技术和研究领域,有极大的发展前景。本文应用数值模拟方法,对以往燃烧法合成碳纳米管的典型火焰进行数值模拟研究,分析燃烧法合成碳纳米管的主要影响因素,并给出了合理的参数值;通过对数值计算结果和实验数据的比较,验证了本文计算结果的合理性与可用性。但是以往的典型火焰形态对碳纳米管的合成存在着很多不足。因此本文提出了一种新型火焰形态,即V型热解火焰。在以上研究的基础上,对将要采用的V型热解火焰合成碳纳米管的过程进行了数值模拟研究。研究结果将为燃烧法合成碳纳米管的火焰形态选择和试验提供预期参考和帮助。

【论文题纲】

中文摘要	4
英文摘要	4-7
第一章引言	7-22
1.1 课题背景	7-8
1.2 碳纳米管的发现	8-9
1.3 碳纳米管的性能与应用	9-12
1.4 碳纳米管制备方法	12-19
1.4.1 电弧放电法	13-15
1.4.2 化学气相沉积法(即碳氢化合物催化裂解法，CVD法)	15-18
1.4.3 激光蒸发法	18
1.4.4 燃烧法合成CNTs	18-19
1.5 燃烧法合成碳纳米管的优势	19
1.6 燃烧法合成CNTs的数值模拟研究综述	19
1.7 碳纳米管制备的研究现状及前景	19-20
1.8 本文的研究内容与技术路线	20-22
第二章燃烧法合成CNTs数值模拟的数学模型介绍	22-32
2.1 气体状态方程	22
2.2 基本守恒方程	22-23
2.3 流动模型	23-25
2.3.1 流动模型的发展	23
2.3.2 双方程模型	23-25
2.4 组分方程	25-26
2.4.1 层流中的质量扩散	26
2.4.2 湍流中的质量扩散	26
2.4.3 能量方程中的物质输送处理	26
2.5 反应模型	26-31
2.5.1 层流有限速率模型	26-30
2.5.2 涡耗散模型	30-31
2.6 本章小结	31-32
第三章典型火焰的数值模拟	32-51
3.1 壁驻定喇叭状火焰的数值模拟	32-37
3.1.1 壁驻定喇叭状火焰的介绍	32
3.1.2 网格划分	32-33
3.1.3 边界条件	33
3.1.4 计算工况	33
3.1.5 数值模拟结果与实验结果比较和分析	33-37
3.1.6 本节小结	37
3.2 对冲火焰的数值模拟	37-45
3.2.1 对冲火焰的介绍	37-38
3.2.2 网格划分	38
3.2.3 计算工况	38
3.2.4 数值模拟结果与分析	38-45
3.2.5 本节小结	45
3.3 扩散火焰的数值模拟	45-49
3.3.1 数值模拟的介绍	45
3.3.2 计算工况	45-46
3.3.3 数值模拟结果与分析	46-49
3.3.4 本节小结	49
3.4 本章小结	49-51
第四章 V型热解火焰的介绍和数值模拟	51-59
4.1 V型热解火焰的介绍	51-52
4.2 网格划分	52
4.3 边界条件	52
4.4 计算工况	52
4.5 数值模拟结果	52-57
4.6 本章小结	57-59
第五章结论与展望	59-61
参考文献	61-65
致谢	65-66
作者在攻读硕士学位期间发表的论文	66

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.130675



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