燃烧器材料的热物理性质对微尺度催化燃烧的影响

催化燃烧可增强微型燃烧器的工作稳定性。对石英玻璃、刚玉陶瓷、紫铜3种不同材料制作的微尺度催化燃烧器，在0.12~0.36L/min、当量比浓度下进行实验比较。利用贵金属Pt为催化剂，石棉为催化剂载体，氢气/空气预混气体为燃料。实验结果显示，催化燃烧器具有很高燃烧稳定性。使用数值模拟观察燃烧器内部燃烧过程。模拟结果显示石英玻璃和刚玉陶瓷燃烧器存在明显的热点，其在0.12L/min时分别达到约1475K和1427K，而紫铜燃烧器内部的温度较低，一般不超过1200K，且分布均匀。对燃烧器散热分析发现，导热率较低的材料反而散热较高，如石英玻璃燃烧器散热在0.12L/min时高于紫铜燃烧器2.61W。由于不同燃烧器中的反应模式不同，石英玻璃和刚玉陶瓷中主要为气相反应，紫铜燃烧器中主要为两相反应，因此产生上述现象。