甲烷/空气典型混合模式在约束空间内的燃烧特性研究

燃料质量浓度分布在一定程度上影响混合气体的燃烧效率,能使燃气充分混合的同轴射流、旋片同轴、轴切结合、切向旋流等典型混合模式在航空发动机、燃气轮机及火箭发动机等先进燃烧技术应用中较为常见。因此,设计了甲烷/空气部分预混的燃烧实验装置,较为系统地实验研究了旋流数和轴向流速对混合气体在约束空间燃烧室内燃烧特性的影响。结果表明：对于有中心射流的混合结构,燃气轴向流速较低时产生黄色火焰,增大轴向流速,黄色火焰转为蓝色湍流火焰,且温度分布趋于均匀;纯切向旋流燃烧器的掺混效果较好,受燃气轴向流速的影响小,火焰结构稳定,均为蓝色火焰,温度轴/径向分布均匀且趋势一致,同当量比下燃烧产物中的污染物体积分数最小。     

回收垃圾填埋气发电的热气机燃烧系统研究

针对热气机连续燃烧的特点,采用稀薄燃烧和燃气再循环技术,开发了一套新型旋流扩散燃烧系统和燃烧控制逻辑,建立了利用热气机回收填埋气发电的试验系统,在垃圾填埋场进行了现场系统性能试验.结果表明,改装了燃烧垃圾填埋气燃烧器的热气机系统启动容易,对甲烷浓度适应范围广,燃烧完善,燃烧室内温度分布均匀合理,污染物排放低,并且实现了热气机发电系统无人值守运行.     

非预混燃烧中喷嘴结构布局影响火焰长度的变化

验证了用数值方法研究湍流燃烧的可靠性,在燃气流量和喷口总面积不变的情况下,调整喷口的数量和间距,确定了多种燃烧器喷口布局方案;讨论了非预混燃烧中喷口数量和间距对火焰长度的影响,认为喷口数量和间距的改变不但会引起空气和燃气的混合程度发生变化,也使得各股燃气之间的扰动程度不一样.所以应合理调整喷口布局,改变燃烧器的火焰结构和温度分布,使燃烧的高温区域更加集中,提高燃气炉的热效率.     

高温空气燃烧燃气热态试验炉非稳态数值模拟

采用双方程湍流模型、概率密度函数(PDF)燃烧模型和离散坐标(DO)辐射模型，对采用高温空气燃烧技术的燃气热态试验炉炉内工况进行了非稳态数值模拟，预测热态试验炉运行时的炉内温度场、组分场和速度场，由数值模拟结果分析比较了不同喷口间距五喷口燃烧器对炉内工况的影响，为采用高温空气燃烧技术的燃气燃烧器设计提供参考。     

旋流管状火焰燃烧器内低热值燃气的燃烧

考察了不同种类低热值燃气预混气在旋流管状火焰燃烧器中的燃烧特性,比较了稀释气种类、燃气热值和组分等对可燃极限、火焰温度分布、燃烧效率及污染物排放的影响.结果表明,惰性气体CO2替代N2使可燃极限变窄、燃烧效率降低,而用H2替代部分CH4则有利于稳燃并改善燃烧效率.对4种实际低热值燃气的燃烧测试结果表明,管状火焰燃烧器可以实现多种低热值燃气稳定、高效、低排放的燃烧.     

壁面厚度和材料对微通道内H2/空气燃烧特性影响的数值模拟

通过数值计算对二维平板微燃烧器内H_2/空气的预混燃烧特性进行研究,讨论了壁面厚度和材料对火焰位置、外壁面温度、燃烧效率、热循环比和散热损失比的影响.结果表明:平板的热导率越高、平板厚度越大,火焰的稳定性就越好,吹熄极限和偏斜极限就越大;平板厚度越大、热导率越高,火焰位置越靠近燃烧器的上游,且平板外壁面温度分布更加均匀,燃烧效率和热循环比更高;燃烧器的散热损失比受到火焰温度的影响,并随着火焰温度的升高而降低,但是当进气速度达到偏斜极限时,燃烧效率和火焰温度开始下降,从而导致燃烧的散热损失比开始急剧下降.     

醇基-废机油混合燃料燃烧特性分析

以醇基-废机油混合燃料为研究对象,在一台标定功率为50 kW的柴油燃烧器上开展实验研究,结合数值模拟方法,分析不同配比混合燃料在不同过量空气系数下的火焰燃烧特性、炉膛温度分布、污染物生成等的变化规律和燃烧器出口流场特性.结果发现:随着混合燃料中废机油含量从10％增加到30％,在工业热态锅炉中燃烧的火焰颜色更加白亮、火焰...     

过量空气系数对燃气燃烧中NOx生成的影响

低NOx燃烧是燃气锅炉中的主要研究课题。本文针对燃气燃烧的特点,进行了燃烧实验,分析了燃烧火焰中的温度场分布和过量空气系数对燃气燃烧中NOx的影响,以此得到过量空气系数与NOx生成量的关系,从而确定在特定工况下最佳的过量空气系数。     

小型部分预混燃烧器在PNG和LNG下的离焰和黄焰燃烧特性研究

设计了一台功率为1.5kW的小型部分预混燃烧器,其中燃烧器头部材质分别为铸铁和铜铝。通过改变燃气和空气预混比例,实验测试了不同PNG和LNG下燃烧器的离焰和黄焰特性,结合燃烧器头部温度变化规律,分析了在天然气置换后部分预混燃烧器的燃烧特性。实验发现:在发生黄焰时,铜铝材质拟合线性斜率分布在-6.2~-18.6,铸铁材质分布在-4.6~-9.0,在发生离焰时,铜铝材质拟合曲线曲率分布在1.3~2.7,铸铁材质分布在1.1~3.3,铜铝材质头部温度波动大,而铸铁材质保持相对平缓的温度变化趋势;发生离焰时,在高火孔热强度下,LNG引射的空气量波动小,燃烧器头部温度基本不变,PNG引射的空气量下降,火焰根部温度出现上升;黄焰发生时,LNG的引射空气量是PNG的1.2倍左右,引入过多的室内空气,导致燃烧器头部、火焰根部的温度降低。     

旋流片开槽深度对低热值煤层气燃烧特性的影响

为提高低热值煤层气的燃烧效率,设计了3种由不同开槽深度的旋流片组合成的低热值煤层气燃烧器,并进行燃烧特性实验研究,分析了不同流量下,开槽深度对燃烧室内速度、温度及火焰结构特性的影响。研究表明,火焰温度在燃烧器轴线方向分布与流速分布相似,均存在一个温度和速度峰值。相同轴向距离处,甲烷流量减小,3种旋流片的火焰中心流速和温度峰值逐渐下降,且中心流速峰值、温度峰值位置逐渐前移,但温度峰值位置始终是大于速度峰值位置。开槽深度对燃烧特性的影响主要是由于燃气通流截面改变引起的入口流速和射流直径变化导致的。采用3 mm开槽深度的旋流片时,火焰长度和直径增加最快,燃烧室内轴向速度分布和温度场最为理想,射流刚性和火焰充满度最好。