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管状燃烧器中低热值预混气的燃烧特性

实验研究了低热值CHa／N2／Air预混气在旋流管状燃烧器中的燃烧以及污染物排放特性。固定过量空气系数为1．17，通过调节N2比例得到热值在3．6—5MJ／m3之间的低热值预混气。结果表明，管状火焰半径随预混气热值降低而减小，当热值小于一定值时，燃烧器的燃烧效率急剧下降，烟气中CO含量大量增加，但NOx含量始终很低。

关键词: 低热值燃气 , 管状燃烧器 , 火焰特性 , 节能 , 污染物控制

煤粉低尘燃烧器热态试验研究

林伯川 , 陈恩鉴 , 阎常锋 , 杨卫斌 , 左军

工程热物理学报

以液排渣旋风燃烧技术为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供含尘浓度低的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术.本论文介绍了新型煤粉低尘燃烧器的热态燃烧试验研究结果,该燃烧器采用端面旋流进风,煤粉和一次风在旋转气流外层送入,分级燃烧等技术.热态试验研究表明,采用上述技术的煤粉低尘燃烧器具有燃烧完全,捕渣率高,NOx排放浓度低等特点.

关键词: 煤粉 , 低尘燃烧 , NOx控制

在强旋流燃烧中,固体颗粒向壁面的沉积趋势急剧增强,高温下甚至发生附壁燃烧和熔渣流动等复杂现象.考虑到现有理论模型的缺陷,本文首先构建了相关的颗粒沉积、附壁燃烧和熔渣流动的子模型,并考察了在煤和木粉不同掺混比下,固体颗粒的沉积特性以及渣层的熔融特性.研究结果表明,在同样粒径时,木粉的沉积能力比煤粉弱很多,形成飞灰排放的趋势更加明显;与纯煤工况相比,适量木粉的添加,不但可以提高燃烧性能,同时也可以促使颗粒和沉积表面的快速熔化,有利于形成连续稳定的液渣层.本文的模型和数值模拟研究能够定量地反映出强旋流燃烧时的颗粒沉积规律,对于燃烧工程设计有一定的参考价值.

关键词: 强旋流 , 固体燃料 , 沉积特性 , 液渣流动

甲烷/富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性研究

赵黛青 , 杨浩林 , 鲁冠军 , 冯耀勋 , 杨卫斌

工程热物理学报

本文对甲烷/富氧扩散火焰燃烧区域的分层特性进行了数值模拟和实验研究,结果表明氧化剂中氧浓度的增加加剧了火焰的分层现象(黄焰层与蓝焰层),使蓝色火焰变厚,并且使NOx生成大量增加;火焰面上的速度梯度主要影响黄色火焰厚度,蓝色火焰随着速度梯度的增加而减小,NOx生成也随之较少.对比温度及火焰结构还表明,研究中所采用的数值模拟方法可以正确地预测对向流扩散火焰特性.

关键词: 火焰形态 , 数值模拟 , 富氧燃烧 , 氮氧化物

微尺度预混合火焰结构和熄火特性研究

赵黛青 , 蒋利桥 , 黄显峰 , 杨卫斌 , 山下博史

工程热物理学报

本文以空气中的无约束甲烷预混合火焰为对象,用实验和数值解析的方法研究了微尺度预混合火焰的火焰结构和熄火特性.实验测得不同尺寸下混合气当量比和喷出速度与熄火关系图,在不到理论当量比(φ＞1)时,火焰已经熄灭,管径越小,极限混合气当量比φu越大.数值解析研究了d=0.3 mm无约束甲烷预混合火焰,在混合气当量比大于1的富燃料燃烧条件下,空气中形成的预混合火焰结构是内层预混合火焰和外层扩散火焰,极限当量比约为1,解析结果再现了实验现象.

关键词: 微尺度 , 预混火焰 , 熄火

壁面渗透燃烧微燃烧器结构参数优化实验研究

蒋利桥 , 赵黛青 , 汪小憨 , 杨卫斌

工程热物理学报

针对一种圆柱多孔壁面组织渗透燃烧微尺度燃烧器,本文在甲烷/空气不同燃料当量比和混合气流量下,对比实验了关键参数燃烧室内径(d)和燃烧室高度(h)变化对燃烧器性能的影响.结果表明随燃烧室内径减小,吹熄极限速度显著下降,烟气平均温度升高,同时壁面温度下降;燃烧室高度减小,可燃烧极限当量比和淬熄极限速度均增大;在高径比h/d接近1时,烟气平均温度最高,壁面最高温度不变,大流量下壁面温度降低更快.因此,当缩小壁面渗透微燃烧器时,为防止燃烧效率降低和热损失增加,应优先缩小内径并保持高径比接近1.0.

关键词: 壁面渗透燃烧 , 微燃烧器 , 结构参数优化

二甲醚/空气对向流扩散燃烧反应历程的数值研究

张立志 , 赵黛青 , 汪小憨 , 蒋利桥 , 杨卫斌

工程热物理学报

本文采用详细化学反应动力学模型对二甲醚对向流扩散燃烧火焰进行了数值模拟,通过分析二甲醚燃烧过程中基元反应速度、关键中间产物和自由基,得到了二甲醚在对向流扩散燃烧中氧化的主要反应途径.结果表明,反应主要发生在高温区域(大于 800 K),CH2O、H2 和 CH4是重要的中间产物;OH、H 和 CH3是重要的自由基,在生成 CO、CO2和 H2O 的过程中起到关键性作用.

关键词: 对向流扩散火焰 , 化学动力学 , 反应机理 , 二甲醚