多孔介质内过滤燃烧的实验与模拟研究的任务书.docx

多孔介质内过滤燃烧的实验与模拟研究的任务书
任务书
题目：多孔介质内过滤燃烧的实验与模拟研究
研究背景与意义：
多孔介质在工业生产及能源利用中具有广泛的应用，尤其在化学反应、过滤、传质、吸附、生物反应等方面更加明显。过滤燃烧是指燃料在多孔介质内发生燃烧反应的过程。多孔介质过滤燃烧的研究对于提高工业生产效率、降低污染物排放、优化能源利用等具有重要意义。
本研究的重点是多孔介质内燃料燃烧过程的研究，旨在通过实验与模拟同步开展的方式，综合研究多孔介质内燃烧过程中的物理化学各项参数，探究其对燃烧过程的影响机理，为实现多孔介质内过滤燃烧的高效、低污染、可持续性发展提供理论依据。
研究内容：
1.实现多孔介质内过滤燃烧的实验系统，对燃料的燃烧过程进行实时监测，并采集实验数据。
2.对不同物理化学参数（如孔径大小、孔隙度、燃料浓度、燃烧温度等）进行实验设计和多组数据采集，并优化实验方案。
3.基于实验数据分析多孔介质内燃料燃烧的反应机理和热力学过程。
4.运用Fluent等模拟软件，建立多孔介质内过滤燃烧数值模型，验证实验结果和分析模拟结果。
5.研究多孔介质内燃烧与流动相互作用，对流动特性和基本物理参数进行分析和计算。
6.研究多孔介质内燃烧的动力学与传质机制。
7.分析多孔介质内燃烧对环境及能源的影响与作用。
研究方法：
本研究采用“实验+模拟”的综合方法，旨在全面、准确地掌握多孔介质内过滤燃烧的本质规律和基本机理，并从微观及宏观两个方面对其进行全面分析和描述。具体研究方法如下：
1.设计和构建多孔介质内过滤燃烧实验系统。
2.采集实验数据，包括温度、压力、质量流量、化学反应物（物质）浓度等各项参数。
3.分析实验结果，结合数理模型，研究多孔介质内燃烧的反应机理和热力学过程。
4.基于多物理场耦合的CFD模拟软件，建立多孔介质内过滤燃烧数值模型。
5.通过对模拟结果的分析和验证，探究多孔介质内燃烧对流动与传质机制的影响。
6.对多孔介质内燃烧的环境效应及能源利用进行评价。
7.统计和分析实验数据和模拟结果，对多孔介质内过滤燃烧的特性及相关物理参数进行探究。
研究计划与预期成果：
1.第一年：设计和构建多孔介质内过滤燃烧实验系统，对实验方法和参数的确定进行优化。
2.第二年：采集实验数据，分析实验结果，完成燃烧反应机理和热力学过程的研究。
3.第三年：开展基于CFD模拟软件的多孔介质内过滤燃烧数值模型研究，探究燃烧对流动与传质机制的影响，并完成多孔介质内过滤燃烧对环境及能源的评价研究。
预期成果：
1.建立多孔介质内过滤燃烧实验系统。
2.完成多组实验数据的采集和分析，并得出燃烧反应机理和热力学过程的规律。
3.提出多孔介质内过滤燃烧数值模型，探究燃烧对流动与传质机制的影响。
4.完成多孔介质内过滤燃烧的环境效应及能源利用评价研究，为工业生产和能源利用提供依据。
5.发表研究论文3篇以上，及多个国际或国内会议口头报告。