甲醇-柴油混合燃料燃烧的数值模拟

本文根据柴油机燃烧过程的数学模型,将Chemkin中甲醇燃烧动力学反应机理导入Fluent软件中,对各种比例下的甲醇柴油微乳液进行了燃烧模拟计算,并用S195柴油机在台架上对计算值进行测试验证。结果表明:数值模拟的方法可靠。在不改动柴油机结构的情况下,甲醇含量影响燃烧效果,低甲醇含量可以提高燃烧效率,高甲醇含量降低燃烧效率,甲醇含量为10%时最佳。     

醇基燃料热值的研究探讨

在化石燃料资源日益枯竭的背景下,醇基燃料作为新型清洁能源和碳循环的载体,不仅解决了能源的高效贮存和分配问题,同时其多样的合成途径和对二氧化碳等废弃物的重新合成循环利用对缓解全球变暖具有重大意义。醇基燃料的热值高低是决定醇基燃料能否大规模应用的首要因素,针对醇基燃料国家标准结合实验过程中醇基燃料成分计算热值分析进行探讨,为今后国标的修订提供参考依据。     

过量空气系数对甲烷燃烧特性的影响

过量空气系数对工业锅炉的稳定安全运行、节能减排方面具有重要影响。以小火焰伴流燃烧器为对象,基于FLUENT软件,采用了24步甲烷燃烧简化CHEMKIN化学反应动力学机理。对在常规空气氛围、不同过量空气系数条件下的甲烷燃烧进行了数值模拟。分析了燃烧温度、燃烧速率、主要污染物生成情况。得出了过量空气系数对各参数的影响规律以及作用机理。总结了适合工业应用的最佳过量空气系数。     

600MW锅炉双尺度低氮改造后的燃烧特性及其机理分析

结合大容量锅炉分区热力计算和全炉膛温度压力简化动态模型思想,以能量守恒定律和辐射换热理论为基础,针对某电厂600 MW锅炉建立改造前和双尺度低氮改造后炉膛三区机理模型,通过Simulink软件仿真炉膛纵向空间燃烧特性.采用Fluent软件模拟炉内横向空间温度和速度场变化,并对双尺度低氮改造技术进行了较全面的机理分析.结果表明:低氮改造后由于二次风射流方向偏斜,使得一次风与二次风旋流方向相反,旋流区横向增大、纵向缩短,从而部分区域燃烧效率提高,NO_x排放量显著减少,但却具有燃烧过程惯性增大、升负荷适应性下降的缺陷.     

醇基燃料燃烧器优化设计概述

介绍了醇基燃料的特性及市场上醇基燃料燃烧器所面临的问题,重点分析了影响醇基燃料雾化质量因素,以及旋流结构、多级送风及烟气回流等设计对燃烧器燃烧性能的影响。认为良好的雾化质量可使得醇基燃料充分燃烧,减少污染物的排放,喷射压力、环境压力、结构、配风及荷电等参数对醇基燃料雾化质量影响较大。在优化设计醇基燃料燃烧器时应重点研究其旋流结构,醇基燃料的预热及回流区的形成,对提高醇基燃料燃烧器性能尤为重要。     

生物质颗粒燃料燃烧污染物排放特性

为研究生物质颗粒燃料燃烧时气态污染物(CO,CO_2,NO_2,SO_2)和颗粒物排放情况,选用一种小型民用炉,基于自行搭建的生物质燃烧试验平台,采用TESTO便携式烟气分析仪,低压电子冲击仪等设备,对锅炉进行了瞬时输出功率的测定,并对生物质颗粒燃料在不同质量和不同过量空气系数下的气态污染物和颗粒物排放特性进行了研究。试验结果表明:CO的浓度变化与瞬时输出功率变化存在负相关关系,CO_2,NO_x和SO_2的浓度变化与瞬时输出功率变化存在正相关关系;增大生物质颗粒燃料的质量,控制较小的过量空气系数有利于降低气态污染物和颗粒物浓度,尤其是积聚模态的颗粒物的数量浓度和质量浓度。     

生物柴油混合燃料在柴油机中燃烧数值模拟计算

以K IVA-3为计算平台,计算了生物柴油和柴油混合燃料的燃烧过程,并将结果与柴油的燃烧计算结果进行分析比较。结果表明：混合燃料的燃烧效果与纯柴油相似,NO排放没有明显升高,可以作为柴油的替代燃料使用。     

基于多场协同理论的炉膛燃烧传热分析

为了探究炉膛传热性能,利用场协同理论对不同条件下的炉膛燃烧流场进行了分析。结果表明：在炉膛燃烧区壁面附近及中心部分区域,协同角α较小,而介于这两部分的大块区域,协同角α较大。协同角β大的区域占比相对较大。在整个燃烧区域,尤其是喷口附近,协同角γ较大,且分布比较均匀。协同角φ分布也比较均匀,大角度φ主要集中在壁面附近。在炉膛中心大部分区域以及炉膛顶部及折焰角处协同角θ较大,但是在喷口附近,协同角θ较小。     

醇基生物燃料及其专用炉具的应用效果

通过醇基生物燃料及其专用炉具的实际应用效果检验实例,介绍醇基生物燃料及其专用炉具的实际应用效果及其所产生的经济效益和社会效益,以促进新能源和节能炉具的开发利用。     

MTV富燃烟火剂低压燃烧特性分析

为研究镁/聚四氟乙烯/氟橡胶(MTV)富燃烟火剂在低压环境下的燃烧特性,建立了MTV烟火剂三维燃烧流动数值模型,采用9步简化反应机理耦合涡耗散概念燃烧模型描述有氧燃烧反应动力学过程．通过CO₂激光点火低压燃烧实验结果验证了模型的合理性．结果表明：压力降低和Mg含量增加均会造成火焰温度降低;Mg氟化反应产物MgF₂的分布核心与火焰高温区重合,低压下核心面积减小并向燃面移动;由于氧气分压降低,压力对Mg氧化反应速率的影响更明显．     

镁基水反应金属燃料冲压发动机的工作特性

针对水下高速航行器用镁基水反应金属燃料冲压发动机,设定了3种质量组分配比的燃料,结合热力计算和二维轴对称数值模拟研究其工作特性。其中,两进水口处观测到的漩涡预言了在燃料燃烧过程中引发热声振荡的可能性。在3种燃料发动机各自的有效水燃比范围内,通过数值模拟可知两次水燃比的分配直接影响发动机内的燃烧稳定性;总水燃比的增加会引发一个最大的比冲值,同时热效率和推进效率分别单调增加和降低。另外,数值模拟和热力计算结果均显示燃料中镁含量的增加有益于发动机比冲及热效率的增加。本研究中燃烧特性、比冲及效率等工作特性随发动机工况的变化规律特征,可指导发动机整体结构构型及总体性能优化的方向,同时可对发动机内潜在的热声振荡特性进行预估以便设计相应的抑制策略。     

醇类-汽油混合燃料的喷雾特性

在试验台上,研究了使用汽油醇类混合燃料,其中醇类燃料体积分数分别为10％的乙醇-汽油、30％的乙醇-汽油、10％的正丁醇-汽油和30％的正丁醇-汽油时,直喷汽油机多孔喷油器的喷油率和喷雾特性.结果表明,随着喷油压力的提高,醇类-汽油混合燃料的瞬时喷油率增大,且瞬时喷油率波动性依赖于燃料.同时,喷油压力的提高使得喷雾贯穿距离加大,单次喷油后同一时刻的喷雾差异性变大.在高背压,相同喷油压力下醇类-汽油混合燃料的贯穿距离与汽油接近.背压大小对不同燃料喷油初期的喷雾锥角影响较大.低背压时,汽油的喷雾锥角高于醇类-汽油混合燃料,而高背压时,除了30％乙醇-汽油燃料外,醇类-汽油混合燃料的喷雾锥角更大.     

CFB垃圾焚烧炉绝热炉膛热平衡计算及燃烧特性分析

针对降低CFB垃圾焚烧炉辅助燃煤掺混比例的实际需要,提出垃圾焚烧炉绝热炉膛燃烧方案,通过炉膛热平衡计算,计算出热值在3 558～4 605 kJ/kg(850～1 100 kcal/kg)范围内6组不同热值垃圾在绝热炉膛内的燃烧温度,结果表明:有无外置式换热器时的炉膛燃烧温度相差40～60℃,无外置式换热器时,垃圾热值3 768 kJ/kg即可达到850℃燃烧温度;有外置式换热器时,垃圾热值4 396 kJ/kg才能达到。这对于纯烧生活垃圾焚烧炉设计有重要指导意义。     

杂醇混合燃料提高增压汽油机抗爆性的研究

论述了汽油一杂醇混合燃料的主要性质及杂醇的增溶能力、辛烷值，介绍了掺醇混合燃料的配制方法，通过示功图特征参数对照对掺醇混合燃料的抗爆性进行了分析研究。     

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟及结渣分析

在100%、75%和50%负荷下以及不同煤粉细度下对某660MW旋流对冲燃煤锅炉进行燃烧过程数值模拟计算,分析了影响该类型锅炉结渣的因素.结果表明:100%负荷下炉膛左右墙19~24m高度截面中间区域出现结渣的概率最大,75%负荷下炉膛左右墙21~23m高度截面中间区域最有可能出现结渣情况,50%负荷下炉内出现结渣的可能性最小;当煤粉细度为10μm时,炉膛左右墙出现结渣的区域为23~28m高度截面的中间区域,且煤粉细度减小会加快煤粉着火速度,提高炉膛整体温度,增大炉内可能出现结渣情况的区域面积.     

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟及结渣分析

在100%、75%和50%负荷下以及不同煤粉细度下对某660MW旋流对冲燃煤锅炉进行燃烧过程数值模拟计算,分析了影响该类型锅炉结渣的因素.结果表明:100%负荷下炉膛左右墙19~24m高度截面中间区域出现结渣的概率最大,75%负荷下炉膛左右墙21~23m高度截面中间区域最有可能出现结渣情况,50%负荷下炉内出现结渣的可能性最小;当煤粉细度为10μm时,炉膛左右墙出现结渣的区域为23~28m高度截面的中间区域,且煤粉细度减小会加快煤粉着火速度,提高炉膛整体温度,增大炉内可能出现结渣情况的区域面积.     

乙醇-柴油混合燃料的燃烧特性研究

研究了以正丁醇为助溶剂,不同比例的乙醇柴油混合燃料在不同转速、不同负荷下的燃烧特性.试验结果表明:随着混合燃料中乙醇比例的增加,燃烧滞燃期延长,而且在不同转速、中大负荷工况下,缸内最大爆发压力增大,峰值滞后明显;燃烧放热率呈明显双峰现象,放热率曲线后移,峰值高于柴油,燃烧持续期缩短.在小负荷工况下,缸内压力峰值随着燃料乙醇比例的增加而减小,放热率曲线呈单峰形曲线.在低速小负荷时,大比例乙醇混合燃料燃烧持续期有所延长.     

CH4/air预混气体双层多孔介质燃烧特性数值模拟研究

基于局部热平衡假设,定义了无量纲参数——火焰宽度比,在过量空气系数为1.2条件下,研究了CH_4/air预混气体在双层多孔介质中浸没燃烧和表面燃烧的燃烧特性。结果表明:表面燃烧具有更高的烟气出口温度以及更高的火焰宽度比。浸没燃烧火焰轮廓类似抛物线,而表面燃烧的火焰宽度比则基本不变;入口速度不同时,距离着火面同一位置浸没燃烧火焰宽度基本保持不变,火焰轮廓仍类似于抛物线;而对于表面燃烧,相同位置的火焰宽度比在很小范围内(约为0.03)呈现先增大后减小的变化规律。同时研究也表明表面燃烧具有更高的NO_x排放,且随着速度的增加两种燃烧方式NO_x排放变化规律一致,均呈现先增大后减小再增加的变化规律。在速度为1.1～1.2μm/s左右时,两种燃烧方式NO_x排放大致相当,这表明在不扩大污染的条件下,可以使用表面燃烧获得更多的对外辐射以节约能源。