本文關(guān)鍵詞：錐形穩(wěn)燃裝置頭部回流結(jié)構(gòu)及貧熄性能初步研究

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【摘要】：我國廠礦企業(yè)每年產(chǎn)生大量中低熱值可燃?xì)怏w,其中很多或被直接排入大氣,或未被高效清潔利用,這不僅帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,而且造成大量能源資源的浪費(fèi)。燃?xì)廨啓C(jī)燃燒具有燃燒效率高、污染物排放低的特點(diǎn),這些中低熱值可燃?xì)怏w有可能應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中。為此,本文在錐形穩(wěn)燃裝置中進(jìn)行了幾種氣體燃料的貧熄性能實(shí)驗(yàn),對幾種典型實(shí)驗(yàn)工況的頭部回流結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,特別是分析和討論了中心燃?xì)夤苌淞鲗θ紵邑毾ㄐ阅芫哂泻艽笥绊懙脑颉Ｑ芯砍晒蔀楦郀t煤氣等中低熱值氣體燃燒室的設(shè)計(jì)提供參考。主要研究結(jié)果如下：1.在貧熄性能實(shí)驗(yàn)方面：(1)中心燃?xì)夤芰髁繉﹀F形穩(wěn)燃裝置的貧熄性能有重要影響,中心燃?xì)夤芰髁康奶嵘茱@著提升貧熄性能。(2)錐形穩(wěn)燃裝置燃燒CH4+CO和CH4+CO+N2燃料時(shí),其熄火余氣系數(shù)大于以熱值更高的CH4為燃料時(shí),這表明該錐形穩(wěn)燃裝置可以適合以CO為主要可燃成分的燃料的穩(wěn)定燃燒。(3)近貧熄工況下,隨著燃燒室中加入的燃料熱值的增大,燃燒室的貧熄性能得到很大提高,但增大作用隨著燃料熱值的繼續(xù)增大越來越��；實(shí)驗(yàn)過程中,隨著中心燃?xì)夤蹸H4流量的逐漸增大,單位時(shí)間內(nèi)加入燃燒室中的總能量越來越少；當(dāng)中心燃?xì)夤車娙胼^多CH4時(shí),不僅使錐形穩(wěn)燃裝置的貧熄性能得到很大改善,而且此時(shí)花費(fèi)的總能量最少,中心燃?xì)夤芰髁繉τ谝訡O為主要可燃成分的燃料的燃燒穩(wěn)定性具有非常重要的作用。2.在數(shù)值模擬分析方面：(1)錐形穩(wěn)燃裝置的回流區(qū)在火焰筒中心軸線上的總長度約為250mm,回流區(qū)最大寬度約為55mm左右,約占整個(gè)火焰筒高度的2/3左右,并且上下回流區(qū)結(jié)構(gòu)不完全對稱。(2)在錐形穩(wěn)燃裝置中,中心燃?xì)夤苄纬傻纳淞骱蛢蓚?cè)燃?xì)夤苄纬傻男髀?lián)合對火焰燃燒起到了穩(wěn)定作用,中心燃?xì)夤艿纳淞鲗θ紵姆�(wěn)定作用更大。(3)在頭部回流區(qū)前端與中心射流火焰的中心軸線交匯處,即Z=-45mm到Z=-55mm之間的區(qū)域具有流速較低,溫度較高,OH基濃度分布較高等特點(diǎn),由中心燃?xì)夤苌淞餍纬闪己玫姆�(wěn)定著火條件,可能是貧熄性能得到大幅度改善的原因。
【關(guān)鍵詞】：中低熱值 錐形穩(wěn)燃裝置 貧熄性能 回流區(qū)
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK473
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 燃用中低熱值氣體燃料的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 中低熱值燃料燃燒室燃燒穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀16-19
• 1.2.3 EV型旋流燃燒室的發(fā)展與現(xiàn)狀19-22
• 1.3 燃燒室內(nèi)部流場研究方法概述22-23
• 1.4 本文的研究思路及主要內(nèi)容23-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)24-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)24-28
• 2.1.1 空氣系統(tǒng)25
• 2.1.2 燃料氣系統(tǒng)25-27
• 2.1.3 排氣及冷卻系統(tǒng)27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)臺測量與控制采集系統(tǒng)28-37
• 2.2.1 溫度及壓力測量28
• 2.2.2 燃?xì)馀c空氣流量測量與控制28-32
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)觀測/記錄系統(tǒng)32
• 2.2.4 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)32-37
• 2.3 錐形穩(wěn)燃裝置實(shí)驗(yàn)件37-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第3章 以CH_4為燃料時(shí)的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究40-62
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方案40-41
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)思路40
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟和過程40-41
• 3.2 貧熄特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-43
• 3.2.1 空氣量變化時(shí)錐形穩(wěn)燃裝置的貧熄性能41-42
• 3.2.2 空氣量不變時(shí)燃燒室的貧熄性能42-43
• 3.3 錐形穩(wěn)燃裝置回流區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析43-50
• 3.3.1 不同工況下,錐形穩(wěn)燃裝置回流區(qū)大小的比較45-46
• 3.3.2 不同工況下,錐形穩(wěn)燃裝置回流區(qū)結(jié)構(gòu)特征對比分析46-50
• 3.4 中心射流對錐形穩(wěn)燃裝置貧熄性能影響的模擬分析50-59
• 3.4.1 錐內(nèi)不同軸向位置處的軸向速度分布對比50-53
• 3.4.2 錐內(nèi)不同軸向位置處的溫度分布對比53-56
• 3.4.3 錐內(nèi)不同軸向位置處的OH基分布對比56-58
• 3.4.4 主燃區(qū)溫度分布與回流渦旋位置對比58-59
• 3.5 中心射流對錐形穩(wěn)燃裝置貧熄性能的影響討論59-60
• 3.6 本章小結(jié)60-62
• 第4章 以CO為主要可燃成分時(shí)的貧熄實(shí)驗(yàn)研究62-70
• 4.1 CH_4+CO為燃料時(shí)的貧熄實(shí)驗(yàn)及貧熄性能分析62-65
• 4.2 CH_4+CO+N_2為燃料時(shí)的貧熄實(shí)驗(yàn)及貧熄性能分析65-68
• 4.3 本章小結(jié)68-70
• 第5章 結(jié)論和展望70-74
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)71
• 5.3 未來工作展望71-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與項(xiàng)目78-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：581881