【摘要】：天然氣是我國的主要能源之一。相對(duì)于天然氣燃燒時(shí)效率高、SO2排放少等特點(diǎn),其燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫更易于生成NOx。因此天然氣燃燒器的優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)于天然氣的清潔、高效利用具有非常重要的作用。本文提出了一種結(jié)合空氣分級(jí)、燃料分級(jí)以及旋轉(zhuǎn)射流技術(shù)的低NOx排放天然氣燃燒器結(jié)構(gòu),通過實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬等手段進(jìn)行了系統(tǒng)研究。針對(duì)新型天然氣燃燒器的研究,本文從以下四個(gè)層面依次展開工作,包括:冷態(tài)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究、基于CFD冷態(tài)流動(dòng)和熱態(tài)燃燒數(shù)值模擬研究、多因素作用下NOx排放模擬研究以及基于RSM的關(guān)鍵影響因素研究。本文設(shè)計(jì)并搭建了燃?xì)馊紵鲗?shí)驗(yàn)平臺(tái),基于該實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)新型天然氣燃燒器進(jìn)行了冷態(tài)實(shí)驗(yàn),利用熱線風(fēng)速儀對(duì)燃燒室內(nèi)冷態(tài)流動(dòng)進(jìn)行了流場測量。結(jié)果表明:在燃燒室內(nèi)氣體形成了中央回流區(qū),回流區(qū)的長度為0.75m,在燃燒室沿寬度方向上的軸向速度分布呈現(xiàn)出中間凹兩邊凸的“馬鞍”型�；贔LUENT軟件對(duì)冷態(tài)流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,提取流場中的軸向速度與冷態(tài)實(shí)驗(yàn)相互驗(yàn)證。結(jié)果表明:冷態(tài)數(shù)值模擬的速度分布與實(shí)驗(yàn)基本一致,說明選用的數(shù)值模型是可靠的。利用數(shù)值模擬研究了燃燒器的結(jié)構(gòu)參數(shù)-旋流角度和運(yùn)行參數(shù)-空氣過剩系數(shù)以及空氣預(yù)熱溫度對(duì)燃燒器燃燒性能的影響。結(jié)果表明:隨著旋流角度的增加,NOx的生成量先減少后增加,旋流角度為40°時(shí),燃燒室內(nèi)回流區(qū)最長,溫度分布最均勻,且NOx的生成量最小;隨著空氣過剩系數(shù)的增加,NOx的生成量先增加后減小;隨著空氣預(yù)熱溫度的增加,燃燒室內(nèi)平均溫度升高,NOx的排放量也隨之逐漸增加。運(yùn)用響應(yīng)面法對(duì)上述結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,得到了二次預(yù)測模型。結(jié)果表明:三種參數(shù)對(duì)NOx生成量都有影響,顯著性影響從大到小依次為空氣預(yù)熱溫度、空氣過剩系數(shù)、旋流角度;在旋流角度為40°,空氣過剩系數(shù)為1.05以及空氣預(yù)熱溫度為293K時(shí),NOx的排放量最低。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU996

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘申生;;燃燒器[J];艦船輔助機(jī)電設(shè)備;1976年04期

2 夏暾;;R型燃燒器目前發(fā)展?fàn)顩r[J];吉林電力技術(shù);1978年01期

3 張平;張群星;;藥條燃燒器的發(fā)展[J];固體火箭技術(shù);1988年04期

4 張肇富;脈動(dòng)燃燒器的研究[J];能源技術(shù);1994年03期

5 閻常峰,林伯川,陳恩鑒;液排渣燃燒器液態(tài)渣膜厚度求解模型及傳熱分析　[J];鍋爐技術(shù);2001年07期

6 刁永發(fā),何伯述,許晉源,陳昌和;四角燃燒器射流向火側(cè)相干結(jié)構(gòu)渦的研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2003年03期

7 王鳳偉;機(jī)械鼓風(fēng)紊流燃燒器的設(shè)計(jì)[J];煤炭技術(shù);2005年04期

8 陳冬林;鄢曉忠;王政允;周旅;;縮放式噴管燃燒器及其數(shù)值模擬[J];長沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

9 徐順生;徐友良;周學(xué)平;楊勁松;;燃燒器出口磨損數(shù)學(xué)模型的建立及其應(yīng)用[J];硅酸鹽通報(bào);2007年04期

10 夏德宏;薛根山;任春曉;敖雯青;;自身蓄熱燃燒器的模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];冶金能源;2009年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 鄒琳江;翟篤棉;趙志民;鄒得球;;氣燒套筒石灰窯燃燒器的研究[A];第八屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 唐麗君;;超臨界爐燃燒器總裝胎具的通用化設(shè)計(jì)[A];2010全國機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年

3 譚爭鳴;;灶具聚火燃燒器的設(shè)計(jì)[A];中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年

4 李文蛟;宋純龍;周孟;;微油點(diǎn)火燃燒器燃燒過程的數(shù)值研究[A];2010全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

5 劉鳳國;尤學(xué)一;王啟;劉文博;;平板式預(yù)混燃燒器的污染物排放特性實(shí)驗(yàn)研究[A];中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年

6 楊春華;唐憲國;;HP型多通道燃燒器的研究開發(fā)及廣泛應(yīng)用[A];2003年水泥技術(shù)交流大會(huì)暨第六屆全國水泥技術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2003年

7 夏德奇;;灶具回火和防回火裝置的探討[A];中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年

8 陳維漢;劉世聚;;球頂式熱風(fēng)爐環(huán)形上噴燃燒器的燃燒室冷態(tài)流場特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];2008年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議暨煉鐵年會(huì)文集（下冊）[C];2008年

9 張建良;裴q，

本文編號(hào)：2540779