【摘要】：管式加熱爐應(yīng)用廣泛,其燃燒與污染物排放控制技術(shù)向來(lái)都是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。本文在調(diào)研管式加熱爐燃燒與污染物排放技術(shù)、氣體燃燒及其火焰穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)研究了噴嘴直徑、燃?xì)饬魉僖约安煌?dāng)量比對(duì)氣體燃燒火焰特征的影響;建立了燃燒數(shù)值計(jì)算模型,采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性,并利用數(shù)值模擬研究了管式加熱爐的燃燒與排放特性。為研究不同當(dāng)量比對(duì)丙烷氣體燃燒特性的影響,設(shè)計(jì)并搭建了封閉空間丙烷氣體燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái);采用無(wú)量綱量火焰高度與無(wú)量綱火源熱釋放速率之間的關(guān)系、Delichatsios關(guān)聯(lián)式兩種方案對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證;采用實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,確定了封閉空間壁面僅影響當(dāng)量比,確保了搭建的實(shí)驗(yàn)裝置的有效性。分析不同當(dāng)量比丙烷氣體燃燒的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到了噴嘴直徑、燃?xì)饬魉俸彤?dāng)量比共同影響下的無(wú)量綱火焰長(zhǎng)度和火焰推舉高度的表達(dá)式,當(dāng)噴嘴直徑和燃料流速都增大時(shí),隨著當(dāng)量比的增加,無(wú)量綱火焰長(zhǎng)度增加的越來(lái)越慢,逐漸趨于平緩,但是火焰推舉高度的倒數(shù)則增加的越來(lái)越快。對(duì)不同丙烷氣體燃燒實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,對(duì)比分析了模擬和實(shí)驗(yàn)的煙氣溫度和NO濃度,煙氣溫度平均偏差約?6.3%,最大偏差小于?9.4%;NO濃度最大偏差小于?6%,驗(yàn)證了所建立的湍流模型、燃燒模型、輻射模型以及NO模型有效。采用數(shù)值模擬對(duì)管式加熱爐在過(guò)量空氣系數(shù)λ分別為1.05、1.10、1.15、1.20、1.25和1.30等六種工況下爐膛內(nèi)的溫度分布、燃燒器軸向速度分布及NO的分布與排放情況進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,在λ=1.10時(shí),爐膛內(nèi)部溫度分布均勻,避免了爐膛內(nèi)部NO密度局部過(guò)高,能夠保證管壁均勻受熱,且較高的燃燒器軸向速度引起的卷吸效果明顯,有利于燃料的充分燃燒以及火焰向周圍管壁的熱輻射的增強(qiáng),有效地減少了NO排放量;對(duì)管式加熱爐在氧化劑中添加水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)F_(wv)為0、0.03、0.05、0.08、0.10和0.15等六種工況下爐膛的溫度分布、水蒸氣的排放量以及NO的分布與排放情況進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,當(dāng)氧化劑中添加的水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為0.10時(shí),爐膛內(nèi)部溫度分布均勻,爐膛區(qū)域內(nèi)NO生成量也較低,有效避免了爐膛內(nèi)部NO密度過(guò)高,降低了NO排放量,對(duì)應(yīng)的水蒸氣排放量也較少,減少了因水蒸氣的排放引起的熱損失。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK16;TK175
【圖文】：

圖 2.1 射流燃燒器尺寸示意圖Fig 2.1 Jet burner size diagram由帶4個(gè)輪子的支架支撐，燃燒室底面距離地面的高度大約統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。

燃燒系統(tǒng)

圖 2.3 testo350 煙氣分析儀Fig 2.3 testo350 flue gas analyzer表 2.1 量程和分辨率Tab 2.1 Range and resolution

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2790771