旋流数对燃油旋流燃烧器燃烧过程影响的数值模拟

模拟燃烧器在不同的旋流数状况下,燃烧空间内部温度场和速度场的分布,分析燃烧器燃烧过程的火焰结构和火焰温度。模拟结果表明:要保证燃油能稳定燃烧且火焰分布合理,旋流数应选在1.584～4.705之间。     

内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响

针对高热值气体在多孔介质中燃烧时泡沫多孔介质熔融损坏和热力型NOx大量生成的问题,设计了一台具有水冷边界的多孔介质燃烧器。在燃烧强度为200 kW/m~2,当量比为0.90,水流量为1.2 L/min的条件下,在孔隙均匀型、纵向变化型和横向变化型各3种结构的多孔介质燃烧室内组织液化石油气-空气的燃烧试验,探究内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响规律,获得综合性能较好的内芯结构。结果表明:9种内芯结构中,孔隙纵向变化型的综合性能优于均匀型和横向变化型,其热量传递效果最好,不完全燃烧产物含量最低,NO_x排放量可控制在34 mg/m~3。在气流方向上孔隙密度(PPI数)由小到大再变小排列,有利于燃烧和传热的需求。     

水泥窑煅烧过程中废气排放及分布规律的模拟仿真

利用数值仿真(CFD)方法模拟研究了新型的煤粉燃烧器在水泥窑内的燃烧以及NOx、SOx有害废气的排放及其分布规律,讨论了燃烧器结构与NOx生成的关系,初步探索了高效燃烧与低有害气体排放燃烧的机理问题.     

多孔介质微燃烧器预混燃烧的数值研究

开发了带有回热夹层的多孔介质微燃烧嚣,对其预混燃烧性能进行了数值模拟,研究了燃烧功率和过量空气系数对微燃烧器的出口尾气温度、燃烧效率、壁面温度和热损失率的影响.结果表明:在较宽的燃烧范围内,微燃烧器具有较高的燃烧效率和较低的热损失率,而且随着燃烧热功率和过量空气系数的增大,微燃烧器的外壁面温度和热损失率反而减小;多孔介质微燃烧器的最佳燃烧功率为200 w,最佳的过量空气系数范围为2.5相似文献   

新型栅格式陶瓷燃烧器燃烧过程数学模型研究

应用计算机模拟软件对所开发的新型栅格式燃烧器（专利号为ZL97250073－1）的燃烧特性进行了模拟研究,得出了该燃烧器在使用过程中各种物理量的分布情况,通过研究验证了该燃烧器在加强煤气和空气混合方面的成功之处。     

旋流强度对平焰燃烧湍流流动的影响

采用任意拉格朗日欧拉(ALE)框架下的有限体积法对平焰燃烧湍流流动进行了数值模拟,其中湍流模拟采用修正的k-ε模拟.重点分析了平焰燃烧器旋流强度对湍流流动的影响,结果表明,旋流强度增大有利于充分发展的平焰燃烧流场的形成,但同时也增大了流动阻力,平焰燃烧器的旋流强度要进行合理设计.     

配风比对燃油燃烧器燃烧过程影响的数值模拟

模拟燃烧器不同配风比状况下的燃烧器内温度场分布,分析燃烧器燃烧过程的火焰结构温度。模拟结果表明：配风比为一次风量（G1）占总风量（G）的30％,二次风量（G2）占总风量的70％时,火焰结构和火焰温度分布最合理。     

天然气无焰氧化燃烧器燃烧特性的数值模拟

对一种天然气无焰氧化燃烧器的燃烧特性进行了数值模拟，从速度和温度分布沿着气流喷射方向的变化可看出，按本文方式布置的无焰氧化燃烧器的无焰氧化燃烧非常稳定．计算结果表明：无焰氧化燃烧温度大大低于有焰燃烧温度，温度分布较均匀．无焰氧化燃烧可大大降低热力NOx的生成．     

气体燃烧室中热流场与生成NOx浓度场的数值模拟研究

对于一种燃气燃烧器,选取合适的燃烧室尺寸进行匹配,进而构成一个完整的计算区域.天然气燃料和助燃空气通过该燃气燃烧器喷入燃烧室实现完整燃烧过程.通过简化燃气燃烧器完成几何建模,使用热流与燃烧分析软件对计算区域进行数值模拟,选用Realizable k-ε湍流模型、ED燃烧模型、DO辐射模型及热力型NO_x生成模型,探究过量空气系数α对该燃气燃烧器燃烧过程的影响,得出其温度场及生成NO_x浓度场的相关云图及分布情况并进行分析.当过量空气系数α=1.1时,NO_x浓度最大.研究结果可为相关研究实验和设计低NO_x燃烧器提供参考依据.     

切向燃烧炉膛中网格划分方法对数值模拟的影响

针对四角切向燃烧煤粉锅炉在进行数值模拟过程中的特性，采用两种网划分方法－与壁面平行和与壁面倾成４５°的网格，对计算过程中燃烧器出口附近的伪扩散现象进行了分析，指出采用方法ｂ可以有铲燃烧器出口附近的伪扩散现象，计算结果与实验值吻合得较好。建议在模拟四角切向燃烧煤粉锅炉燃烧器区域的气流流动工况时，采用本文提出网格划分方法ｂ。     

F级燃气轮机环形燃烧室设计方法的研究

采用总压恢复系数方法并结合数值模拟验证,进行了F级重型燃气轮机环形燃烧室的设计计算。根据燃烧室设计参数完成了环形燃烧室的总体设计方案,以及旋流器和火焰筒等部件的设计方案。采用数值模拟对设计完成的燃烧室进行性能分析,得出最优的值班燃料入口和预混燃料入口的旋流速度设定。在最优的入口旋流设定下,环形燃烧室内部流场能够形成两个旋转方向相反的回流区,保证了燃烧的稳定。此时燃烧室内的温度场、速度场和气体组成分布均能满足燃烧室的设计要求。     

往复式多孔介质燃烧器温度分布的试验研究

研究了往复式多孔介质燃烧器在热态试验条件下的温度分布，分析了当量比、空截面流速、
切换半周期对多孔介质中温度分布的影响，以及切换半周期对燃烧器出口温度的影响。随着系统周期性地
运行，多孔介质中的温度呈动态周期性变化。在当量比为0.3～1.4时，随着当量比的增大，多孔介质中的
温度先上升后下降。在切换周期和当量比一定时，随着空截面流速的增大，多孔介质中的温度随之升高；
在当量比和燃气质量流量保持不变时，随着切换半周期的增大，多孔介质中的温度先升高后降低，最后基
本保持不变，而燃烧器出口温度随切换半周期的增大而升高。与单个多孔介质燃烧相比，往复式多孔介质
中的温度整体分布较均匀。     

燃料分配对燃气轮机燃烧室燃烧特性影响的研究

应用燃烧试验台完成了某重型燃气轮机DLN(Dry-low NOx)燃烧室烧天然气时,燃料分配比例对燃烧特性影响的试验研究。试验结果表明:对于预混-扩散混合燃烧燃烧室,在总余气系数不变的情况下,增加预混燃料比例有利于燃烧室出口温度场均匀性提高,特别是周向温度分布系数(OTDF)对燃料分配比例尤为敏感;仅靠增加预混燃料不能降低NOx含量,预混均匀性是决定NOx的关键因素。这一结论为燃机的设计、改进提供了可靠参考和依据。     

棘轮型超紧凑燃烧室全覆盖气膜冷却性能

针对新一代棘轮型超紧凑燃烧室壁面的高温问题,对全覆盖气膜冷却的方式进行了研究。在对KJ-66微型涡喷发动机实验与模拟的基础上,将原燃烧室替换为缩放优化后的棘轮型超紧凑燃烧室。在实际燃烧工况下,对突扩段斜坡和二次补燃区内环上的高温壁面进行全覆盖冷却研究,比较了不同排布方式、孔倾角和扩张型气膜孔对气膜冷却效果的影响。结果表明:突扩段斜坡上圆柱型气膜孔的气膜覆盖性不理想,综合气膜冷却效果欠佳,并且不同排布方式与孔倾角对气膜冷却效果的影响不大;扩张型气膜孔对斜坡的气膜贴壁性和冷却效果都有很大的改善,在45°孔倾角,出口直径0.6 mm的扩张孔模型中,由吹离高温火焰面与气膜叠加覆盖产生的综合冷却效果达到最优;在主流高离心力场的影响下,吹风比较大时二次补燃区下游也能获得较好的气膜贴壁效果;排布方式对二次补燃区气膜冷却效果的影响比孔倾角更明显。在实际燃烧工况下全覆盖气膜冷却对棘轮型超紧凑燃烧室壁面有很好的冷却作用,扩张型气膜孔能有效改善气膜冷却效果。     

多孔介质预混燃烧气固温度分布特性试验研究

为研究多孔介质燃烧、传热和生成物特性，采用非接触式红外测温仪对多孔介质预混燃烧室中气、固两相温度分布进行了试验研究.结果表明预混气体在多孔介质中燃烧时，气相和固相的温度是不同的，存在－60～+100 K的温差.试验得到了不同当量比、热流密度和孔径下的燃烧室气、固温度分布.在火焰前缘，固体骨架的温度高于多孔介质内气体的温度，对气体有预热作用；在火焰后缘，气体温度高于固体骨架温度，对固体骨架有蓄热作用.当量比降低，气、固温差波动变小；当量比不变，热流密度增大，气、固温度差值在轴向长度方向变化小.     

微型涡喷发动机燃烧室全覆盖气膜冷却

为了延长微型涡喷发动机燃烧室的使用寿命,针对燃烧室壁面高温区进行全覆盖气膜冷却研究. 在KJ-66微型涡喷发动机试车实验的基础上,比较实际燃烧工况下,排布方式和燃烧室外环的扩张孔对气膜冷却效果及燃烧室整体性能的影响. 结果表明,在实际微型涡喷发动机模型中,顺排的平均综合冷却效率低于叉排,但对壁面的综合降温效果优于叉排. 随着扩张孔出口直径的增大,气膜冷却效果逐渐改善,但会影响燃烧室出口温度分布的均匀性. 由于燃烧室后排冷却孔的影响,二次流射入主流会发生偏转,提升了气膜的冷却效果. 整体而言,全覆盖气膜冷却在实际燃烧工况下对燃烧室壁面有着很好的冷却作用,扩张型气膜孔能够有效改善燃烧室外环的气膜冷却效果.     

Numerical investigations on effects of bluff body in flat plate micro thermo photovoltaic combustor with sudden expansion

In order to reveal combustion characteristics of H_2/air mixture in a micro-combustor with and without bluff body, the effects of inlet velocities, equivalence ratios and bluff body's blockage ratios on the temperature field, pressure of the combustor wall, combustion efficiency and blow-off limit were investigated. The numerical results indicate that the sudden expansion plate micro combustor with bluff body could enhance the turbulent disturbance of the mixed gas in the combustion chamber and the combustion condition is improved. Moreover, a low-speed and high temperature recirculation region was formed between the sudden expansion step and the bluff body so that the high and uniform wall temperature(1000 K) could be gotten. As a result, it could strengthen the mixing process, prolong the residence time of gas, control the flame position effectively and widen the operation range by the synergistic effect of the bluff body and steps. When the blockage ratio ranged from 0.3 to 0.6, it could be found that the bluff body could play a stabilizing effect and expand combustion blow burning limit, and combustion efficiency firstly was increased with the inlet velocity and equivalence ratio, and then was decreased.     

天然气掺氢燃烧技术在旋流式燃气灶上的数值模拟研究

为研究天然气掺氢后在家用燃气灶上的燃烧特性变化,将天然气掺氢燃烧技术应用于家用旋流式燃气灶上,进行数值模拟和热态实验。首先对详细燃烧机理GRI-Mech 3.0进行了简化,通过对比验证,简化机理与详细机理的计算误差小于1%。然后使用简化机理进行燃气灶的数值模拟,将数值模拟与热态实验计算结果进行对比分析,发现燃烧区域平均温度的最大误差不超过12%,证实了数值模拟的可行性。最后进行了天然气掺氢工况的数值模拟,结果表明家用燃气灶的一次空气系数随着掺氢体积分数的提高逐渐上升,对燃烧特性影响较大。同时,掺入体积分数15%的氢气后,CO排放的摩尔分数降低了约9%;燃烧区域平均温度基本保持稳定,证实了天然气掺氢技术的有效性。研究成果为天然气掺氢燃烧技术在燃气灶上的推广应用提供参考。