對(duì)生物質(zhì)氣建立層流預(yù)混燃燒的數(shù)學(xué)物理模型,同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值模擬方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度較好。在此基礎(chǔ)上,改變助燃劑O₂濃度,探究火焰?zhèn)鞑ニ俣取⑷紵郎囟取煔獬煞帧O濃度與O₂濃度的關(guān)系。結(jié)果表明:高濃度O₂氣氛下的火焰?zhèn)鞑ニ俣仍龇用黠@;燃燒溫度隨O₂的濃度增加而增加,但濃度過(guò)高時(shí),溫度反而會(huì)由于熱分解而降低;O₂濃度越高,產(chǎn)物中H₂O和CO₂的濃度越高,而N₂的含量會(huì)隨之降低,并且NO的濃度也會(huì)隨之上升,不利于節(jié)能減排。

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圖2生物質(zhì)氣燃燒的數(shù)值模擬與參考實(shí)驗(yàn)的燃燒溫度比較圖

文獻(xiàn)[8]中，對(duì)成分為0.2H2-0.37CO-0.43CO2的生物質(zhì)氣燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)工況為常溫、常壓，設(shè)定壓力和初始溫度分別為1×105Pa,298K。本文為了驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的正確性，對(duì)相同工況下的生物質(zhì)氣進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，將計(jì)算獲得的燃燒溫度與文獻(xiàn)中的溫度進(jìn)行比....

圖3不同O2濃度下的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兓瘓D

不同O2濃度下的火焰?zhèn)鞑ニ俣热鐖D3所示。可以看出，在不同O2濃度下，火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊内厔?shì)是大體相同的，都是在距入口處0.45cm前（預(yù)熱區(qū)）保持較低的速度，當(dāng)燃燒至0.45～0.55cm（反應(yīng)區(qū)）時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍龇黠@，當(dāng)超過(guò)0.60cm時(shí)，增幅變緩。其中，在預(yù)熱區(qū)的火焰?zhèn)?...

圖4不同O2濃度下的燃燒溫度變化圖

不同O2濃度下的燃燒溫度如圖4所示。可以看出，不同工況下，燃燒溫度在預(yù)熱區(qū)幾乎保持不變，這是由于進(jìn)入爐膛后氣體化學(xué)反應(yīng)速度很小，混合氣溫升很小。在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，燃燒溫度劇增，富氧程度越大，溫升越顯著。常規(guī)空氣氣氛下，燃燒溫度由308℃增長(zhǎng)到1709℃，純O2工況下，燃燒溫度由298....

圖5不同O2濃度下的H2O的摩爾分?jǐn)?shù)變化圖

不同O2濃度下的H2O、CO2以及N2的摩爾分?jǐn)?shù)如圖5～圖7所示。圖6不同O2濃度下的CO2的摩爾分?jǐn)?shù)變化圖

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