水平浓淡燃烧器出口气固浓淡射流的混合特性研究

水平浓淡燃烧器出口射流在水平方向上分为浓淡两股，浓煤粉射流位于向火侧而淡煤粉射流位于背火侧，以实现稳定着火，防止炉内结渣和高温腐蚀，并起到降低氮氧化物(N0，)排放的作用，但由于浓淡两股煤粉空气射流之间仅有较薄的隔板加以分隔，因此往往存在浓淡煤粉射流是否在出口后不久即发生混合，导致浓淡分离效果丧失的疑虑。该文通过气固两相模化实验，采用基于光学波动法的激光光纤探针对水平浓淡气固两相射流在燃烧器出口外浓淡两股射流的混合特性进行了试验研究，结果表明水平浓淡燃烧器出口气固两相射流的浓淡分离效果能在较长的射程内得以维持，从而保证了浓淡燃烧的优点。     

直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合

该文对随时间发展模式的三维气固两相混合层中颗粒与流体的双相偶合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用拟谱方法对N—S方程组进行直接求解，计算颗粒场时，选取Stokes数等于5的颗粒，采用Lagrangian方法跟踪其运动。重点考察了颗粒相与流体相间的相互作用，分析了不同质量携带率的颗粒对流场特性的修正以及对颗粒扩散的影响。模拟结果表明：混合层流动在考虑颗粒的反作用时大涡结构的卷起和配对仍然占支配地位：颗粒延滞了混合层中大涡结构的发展，降低了大涡结构的长度尺寸；在大涡卷起过程中，颗粒会衰减气相湍流的能量，衰减的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。而在大涡配对过程中，颗粒使气相湍流的能量增加，并且增加的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。此外，颗粒的出现，增加了流体的混合程度，削弱了颗粒在流场中的扩散程度。     

气固两相圆柱绕流转捩两种模式的三维直接数值模拟

该文对随空间发展模式的三维气固两相圆柱绕流中颗粒与流体的单相耦合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分方法的数值方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于0．01、1、10的颗粒,采用Lagarangian方法跟踪其运动。颗粒与壁面采用了弹性碰撞的方法来模拟。重点考察了颗粒相受两种模式下拟序结构的作用,分析了不同Stokes数的颗粒扩散受其相应流场特性的影响。数值结果表明,颗粒扩散受两种模式的影响很大。在相同的Stokes数下,B模式下的颗粒场纵向和横向扩散要高于受A模式影响的颗粒场；而在相同雷诺数下,Stokes数越大,横向扩散越小,纵向扩散越大。     

可控煤粉浓淡旋流燃烧器着火稳燃的简化模型及其在旋流回流区中的应用

介绍了可控浓淡旋流燃烧器浓淡分离的原理及试验结果,利用回流区搅拌均匀反应热理论模型,结合风粉射流浓淡分离特点及颗粒浓度分布实验结果,通过热质交换平衡分析,建立了一个旋流燃烧器浓淡煤粉在回流区着火及气流火焰稳定性综合模型,求解得到燃烧器稳定着火燃烧的特征参数及燃烧器结构、运行参数变化对着火的影响,获得使煤粉稳燃的最小回流区长度及主流煤粉浓度,并结合工业性试验结果,对模型进行了验证。     

可控粉煤浓淡旋流燃烧器着火稳燃的简化模型及其在旋流回流？…

介绍了可控浓淡旋流燃烧器浓淡分离的原理及试验结果,利用回流区搅拌均匀反应热理论模型,结合风粉射流浓淡分离特点及颗粒浓度分布实验结果,通过热质交换平衡分析,建立了一个旋流燃烧器浓淡煤粉在回流区着火及气流火焰稳定性综合模型,求解得到燃烧器稳定着火燃烧的特征参数及燃烧器结构、运行参数地着火的影响,获得使煤粉稳燃的最小回流区长度及主流煤粉浓度,并结合工业性试验结果,对模型进行了验证。     

新型旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场的PDA实验研究

针对电站锅炉燃用煤种和负荷多变的问题,提出一种新型的旋流燃烧技术,即利用在一次风管中加装浓缩构件实行煤粉浓淡分离的浓淡旋流燃烧器。采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＡ）对浓淡旋流燃烧器和双调风旋流燃烧器出口区域两相流场进行了实验研究,得出了两种燃烧器几何结构下气固两相流场和浓度场的分布规律,并且进行了理论分析,证明了浓淡燃烧的优越性。     

四角燃烧器射流向火侧相干结构涡的研究

利用IFA300恒温式热线风速仪和六线涡量探针及其定位坐标系统，测量了HG－2008／18．2－YM2型切向炉等温模型燃烧器区的涡量场，判别了涡量探针所测炉内空间点涡矢量的大小和方向，采用条件采样技术，研究了4股燃烧器射流向火侧形成的相干结构涡。研究发现：对于单股射流，引射（卷吸）主要发生在射流两侧，从而在两侧造成负压并出现旋转方向相反的旋涡；对于两股相交射流，射流偏转，出现了射流向火侧的剪切涡，对于两股相交射流，射流偏转，出现了射流向火侧的剪切涡，以及由于横向射流干涉，在射流背部的尾迹涡，当四角燃烧器同时投运，燃烧器射流偏转且贴壁运行，射流向火侧有大的剪切涡出现，该涡即为相干结构涡；涡量场研究结果，也表明了最大的涡矢量在燃烧器射流的向火侧，相干结构涡的研究目的一为探讨涡中NOx的初生形态，二为研究涡对上炉膛内烟温偏差的影响提供理论依据。     

PAX型双调风旋流燃烧器一次风煤粉气流的数值模拟

为了揭示煤粉气流在带有乏气管道的一次风管内的运动轨迹及一次风进口段弯头的分离机理,采用标准k-ε双方程模型描述了旋流式燃烧器一次风气相场湍流流动,用随机轨道模型描述了其颗粒相运动,通过颗粒与流体相互耦合PISC算法,对管内气固两相流进行了数值模拟,为确定燃烧器出口一次风气流的着火和燃烧工况及弯管煤粉浓淡分离技术的应用提供了理论依据.     

双通道煤粉燃烧器冷态流场激光粒子图像测速测试及完善

为提高火电厂锅炉双通道煤粉燃烧器的技术性能和使用寿命，利用计算机数值模拟和PIV（Particle Image Velocimetry，激光粒子图像测速)技术联合开展了燃烧器性能实验研究，通过定量测试分析双通道燃烧器出口冷态流场特性．在保证不改变回流区结构的前提下，获得了提高一次风射流刚性，改善燃烧器性能的技术方法。     

气固两相湍流射流中颗粒的统计特性

为了进一步揭示气固两相湍流射流中颗粒的扩散机理，在对流场进行高精度直接数值模拟的基础上对颗粒进行了统计研究。跟踪颗粒轨迹时，在拉格朗日框架进行，统计颗粒的平均速度时采用欧拉方法。结果显示，颗粒的流向平均速度剖面呈高斯分布，而横向平均速度剖面则呈正弦分布。其中Stokes数为1的中等颗粒的速度较低，Stokes数为0．1的小颗粒的速度分布较宽，而Stokes数为8的大颗粒在射流中心区的速度较高。颗粒速度分布的不同导致颗粒不同的浓度分布和扩散方式。     

撞击式浓淡分离器与弯头组合数值模拟研究

煤粉浓淡燃烧技术在稳燃、防结渣、低NOx排放等方面具有良好的性能,近年来得到了广泛应用。四角切圆锅炉的煤粉管道一般在燃烧器前有弯头,利用数值模拟的方法,分析了撞击式浓淡分离器与弯头间的相互影响,计算了不同弯头与浓淡分离器组合形式下,管道内的流场和煤粉颗粒浓缩效率。     

带有侧边风的气固两相射流混合特性的实验研究

带有侧边风的燃烧器在电厂锅炉中得到广泛应用，侧边风往往布置在一次风射流的背火侧，可以起到防止水冷壁结渣和高温腐蚀的作用。该文通过气固两相模化实验，采用基于光学波动法的激光光纤探针对带有侧边风的燃烧器出口射流的混合特性进行了试验研究，获得了带有侧边风的气固两相射流沿程各截面固相浓度分布规律以及侧边射流的混合特性，试验结果对深入了解气固两相射流的发展规律、平行射流的混合特性以及电厂锅炉燃烧器的设计有指导意义。     

解决六角切圆锅炉结渣问题的研究及工程应用

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的水冷壁及炉膛出口过热器区域结渣问题，借鉴四角切圆锅炉的经验和研究成果，对射流偏转情况和结渣原因进行理论分析，并结合燃烧器区域气固两相流动的PDA(Particle Dynamics Analyzer)冷态模化试验，提出了工程技术改造方案，取得了很好的工程应用效果。研究表明，适当地采用一、二次风同心双切圆形式布置，能够有效地改善炉内的流场分布，从而抑制受热面结渣现象的发生。     

不同STOKES数和初始条件对炉内固体颗粒弥散的影响

采用Eulerian-Langian随机轨道模型方法，对四角切圆炉膛内不同Stokes数的固体颗粒运动进行了分析。通过对比3种粒径颗粒在燃烧器区、炉膛出口等处颗粒速度、体积分数等，显示出由于惯性、跟随性和湍流扩散能力的差异，在炉内的弥散运动也存在不同特点。文中讨论了颗粒运动特性及差异与结渣和烟温偏差等的关系。另外，通过分析起始于不同一次风口的颗粒轨道，发现由于期烧器区气流变化剧烈，致使不同颗粒在炉膛内飞行距离和停留时间明显不同。模拟结果与3D—PDA测量的颗粒速度进行对比，结果较为吻合。     

方形旋风分离器内部两相流场的PDA实验研究

应用三维颗粒动态分析仪(3D-PDA)对方形下排气分离器内的气固两相流场进行了测试,得到了几种工况条件下的流场矢量分布。研究发现分离器方腔内的流场偏离其几何中心,并呈中间为强旋流动和边壁附近为弱旋的准自由涡区的特点,且在边角处存在局部小旋涡。不等温流场比等温流场要均匀一些,但旋流强度减弱,分离效率降低。研究结果对于分析分离器的分离机理和结构优化有一定的指导意义。     

气固喷射器内气固两相流动三维数值模拟

利用拉格朗日和欧拉法相结合的三维数值模拟技术,对收缩型气固喷射器内的气固两相流动进行数值模拟研究.该文的数值模型考虑了气固两相的双向耦合作用以及颗粒碰撞.在他人研究结果的基础上,分析推导出密相气固两相流中固体颗粒运动动能与携带流体的动能之间的新的转换关联式.文中通过对气固喷射器内气固两相流流动的模拟计算,发现驱动气体在喷射器中心会形成一相对“稳定”的射流区域,而固体颗粒也存在积聚区,针对喷射器内存在固体颗粒堆积现象,本文对气固喷射器的结构设计提出了相应的改进措施.     

管内空气-煤粉混合气流在水平加热段中传热特性的研究

首先在总结前人研究的基础上,采用改进后的试验研究方法,在多相流动热态试验台上对水平管加热段内空气－煤粉混合气流的传热特性进行了实验研究,得出了热空气与煤粉在加热段内的换热准则Ｎｕ数,然后进行相应的误差分析和建立相应的数学模型,应用实全得出的换热准则Ｎｕ数,采用数值模拟的方法对空气－煤粉气流在水平加热段内传热特性进行了计算,结果表明试验得出的Ｎｕ数具有较高的精度。     

弯头对煤粉浓淡分离器工作特性影响的数值模拟研究

煤粉浓淡分离燃烧技术在低负荷稳燃、降低燃烧污染物排放等方面具有良好性能,得到广泛应用。由于四角切圆燃烧锅炉粉管布置要求,燃烧器前往往布置有弯头,弯头出口存在煤粉空气混合物速度和煤粉浓度分布的不均。该文采用试验和数值模拟方法,对一次风煤粉空气混合物流经弯头后形成的气、粉分布不均对浓淡分离器的工作特性的影响进行分析。试验和模拟结果表明,弯头结构和布置形式对煤粉浓淡分离器的分离效果、浓淡侧速度分布不均等都有重要影响。文中同时提出了具有前置弯头的浓淡分离器获得高分离效果及浓淡侧速度均衡的途径,为浓淡分离器的设计和运行提供参考。