發(fā)布時(shí)間：2020-08-15 23:11

【摘要】：隨著工業(yè)迅猛發(fā)展,氮氧化物排放控制已經(jīng)刻不容緩。預(yù)混燃燒作為一種低氮氧化物排放的燃燒方式,廣泛應(yīng)用于民用燃燒器、工業(yè)鍋爐及電站鍋爐中。常用的預(yù)混燃燒器有兩種類型,分別是水冷預(yù)混燃燒器和金屬纖維燃燒器,這兩種燃燒器都容易發(fā)生脫火和回火問題,同時(shí),水冷預(yù)混燃燒器目前主要用于家庭;而金屬纖維燃燒器只能在高過量空氣系數(shù)下運(yùn)行,會加大排煙熱損失。為了提高預(yù)混燃燒器的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,設(shè)計(jì)制造了一種以氧化鋁空心球作為惰性填料的火床預(yù)混燃?xì)馊紵?以彌補(bǔ)現(xiàn)有燃燒器的不足。通過對燃燒室的冷態(tài)流場Fluent模擬發(fā)現(xiàn):未鋪設(shè)氧化鋁空心球時(shí),燃燒器內(nèi)流場會生成很多個渦旋,影響燃燒穩(wěn)定性;在加入氧化鋁空心球后,燃燒器內(nèi)流場均勻穩(wěn)定,空心球表面流出速度較為適宜。對火床點(diǎn)燃預(yù)混燃?xì)膺^程進(jìn)行了模擬,揭示了火床預(yù)混燃燒器燃燒機(jī)理。設(shè)計(jì)并且構(gòu)建了包括燃?xì)狻諝忸A(yù)混系統(tǒng)、煙氣冷卻系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)、煙氣成分測定系統(tǒng)等在內(nèi)的火床預(yù)混燃?xì)馊紵囼?yàn)臺。熱態(tài)條件下測定了不同工況下煙氣中氮氧化物、氧量及一氧化碳的參數(shù),擬合了預(yù)混比例與氮氧化物排放關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明這是一種有效的燃燒方式,測試結(jié)果對設(shè)計(jì)大型燃?xì)饣鸫差A(yù)混式燃燒器提供參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK16
【圖文】：

圖２．１冷態(tài)流場模擬位置逡逑試驗(yàn)選取的氧化鋁小球孔隙率０．４左右，所以在模擬中設(shè)定孔隙率為４０％

Ｉ邐Ｉ逡逑圖２．１冷態(tài)流場模擬位置逡逑試驗(yàn)選取的氧化鋁小球孔隙率０．４左右，所以在模擬中設(shè)定孔隙率為４０％。在將逡逑三維模型簡化為二維模型時(shí)，用面積比作為孔隙率的表示參數(shù)，設(shè)定空心球與空心球逡逑間水平和垂直距離相同，用ｔｌ表示。用式２．１邋—邋２．３表示孔隙率并計(jì)算小球間距離。逡逑Ｐ邋＝邋（Ｓｚ－Ｓｑ）邋／Ｓｚ邐（２．１）逡逑Ｓｑ邋＝邋（ｎｒ＾邋＋邋Ｔｉｒ２２）邋／４邐（２．２）逡逑５Ｚ邋＝邋ｄ邋ｘ邋ｄ邐（２．３）逡逑式中，Ｐ——孔隙率；逡逑５Ｚ—－氧化鋁空心球球心組成的面積；逡逑ｄ——空心球與空心球的水平（垂直）距離；逡逑Ｓｑ——氧化鋁空心球面積。逡逑計(jì)算可以得到選用不同直徑氧化鋁空心小球時(shí)，小球與小球間距離如表２．１所示。逡逑表２．１空心小球間距設(shè)定表邐（單位：ｍｍ）逡逑空心球模型邋３ｍｍ空心球邋５ｍｍ空心球邋３－５－３－５－３型邋５－３－５－３－５型逡逑邐ｄ邐１４３邐４０５邐３￡７邐３．３７逡逑根據(jù)計(jì)算得到的孔隙率，用ｇｅｏｍｅｔｒｙ建立模型后導(dǎo)入到ＩＣＥＭ邋ＣＦＤ屮進(jìn)行網(wǎng)格逡逑劃分。得到五種模型如圖２．２所示。逡逑１０逡逑

（ｅ）邋５－３－５－３－５氧化鋁球模型逡逑圖２．３五種模型速度場逡逑圖２．３邋（ａ）與圖２．３邋（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）比較發(fā)現(xiàn)，（ａ）中噴嘴出口上方出現(xiàn)／逡逑尺寸很大的渦旋。ＷａｎｇＳ［＠等指出燃燒中出現(xiàn)的渦核進(jìn)動過程會加強(qiáng)湍流強(qiáng)度，Ｈｉ能逡逑會與燃燒室內(nèi)的低頻振蕩相互耦合進(jìn)而引發(fā)劇烈的燃燒振蕩，影響燃燒穩(wěn)記性。作燃逡逑燒過程中，這種渦旋處會發(fā)生燃燒不均勻現(xiàn)象，會生成很多的高溫燃燒丨Ｘ域，渦旋處逡逑１５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2794795