貧燃預(yù)混旋流火焰的非穩(wěn)態(tài)燃燒行為研究.pdf

1、近年來隨著綠色環(huán)保概念的加強(qiáng)，低污染燃燒技術(shù)已成為人們研究的重點(diǎn)，其中貧燃料預(yù)混燃燒技術(shù)由于可以兼顧C(jī)O和NOx的排放，受到了較大的關(guān)注和發(fā)展，但是由于其背離正常化學(xué)當(dāng)量比的燃燒條件，極容易產(chǎn)生火焰吹熄和振蕩燃燒等燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響燃燒室的正常工作，導(dǎo)致污染物排放增加，甚至導(dǎo)致燃燒室部件損壞，嚴(yán)重制約了預(yù)混燃燒技術(shù)的發(fā)展。
　　本文以貧燃預(yù)混燃燒過程為研究對(duì)象，對(duì)其中的燃燒不穩(wěn)定行為和污染物排放特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。論文主要研究工

2、作和結(jié)論如下:
　　(1)設(shè)計(jì)并建立了可視化貧燃預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過高速攝影捕捉火焰形態(tài);高頻壓力傳感器、高溫溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集單元獲得貧燃預(yù)混燃燒過程中的壓力、溫度等參數(shù)變化情況，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是開展實(shí)驗(yàn)研究工作的基礎(chǔ);
　　(2)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，研究了不同當(dāng)量比對(duì)火焰結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨當(dāng)量比由0.4增加到0.8，火焰由軸向脈動(dòng)逐漸過渡到穩(wěn)定狀態(tài)。隨著燃燒強(qiáng)度的增加，燃燒室噪音強(qiáng)度增加，由起初的62dB增加到96d

3、B;
　　(3)突擴(kuò)結(jié)構(gòu)與旋流結(jié)構(gòu)的存在能夠在燃燒室內(nèi)形成中心回流區(qū)與角回流區(qū)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)量比大于0.8時(shí)容易誘發(fā)回火。中心區(qū)域回火將會(huì)使火焰向上游蔓延并穩(wěn)定在預(yù)混管內(nèi)，通過設(shè)置中心鈍體有效地抑制了中心回流區(qū)回火;
　　(4)測量了不同條件下的貧燃熄火極限，研究發(fā)現(xiàn)隨著進(jìn)氣速度由2.8m/s增加到8.6m/s時(shí)，燃燒室可穩(wěn)定燃燒燃范圍向前推移，貧燃熄火極限當(dāng)量比由0.5降低到0.37，可穩(wěn)定燃燒的最大當(dāng)量比由0.91降低到

4、0.7;
　　(5)研究了當(dāng)量比對(duì)燃燒脈動(dòng)行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)振蕩燃燒的頻率隨當(dāng)量比增加而增加，而有效壓力振幅卻隨當(dāng)量比增加而下降。當(dāng)量比降低至接近貧燃熄火極限時(shí)，由于燃燒的高速低頻振蕩，更加容易產(chǎn)生熄火現(xiàn)象。另外固定當(dāng)量比，增加進(jìn)氣速度，振蕩燃燒的頻率也隨之增加，但是平均壓力幅值卻隨之減少。
　　(6)最后對(duì)不同燃燒條件下高溫?zé)煔饨M分進(jìn)行測量和分析，得出以下結(jié)論:
　?、匐S當(dāng)量比增加CO2排放增加而O2殘余濃度減少，

5、對(duì)煙氣中O2含量進(jìn)行分析表明，當(dāng)量比在0.67時(shí)燃燒效率效率最高，增加旋流數(shù)一定程度上能夠增加燃燒效率。另外NOx的生成量也越來越高，由最初的5ppm激增到147ppm，可見貧燃預(yù)混燃燒條件能大大降低NOx的排放;
　　②固定當(dāng)量比、增加進(jìn)氣速度的情況下，由于無形中降低了燃?xì)庠诟邷貐^(qū)的停留時(shí)間導(dǎo)致NOx的生成減少且開始大量生成NOx時(shí)的當(dāng)量比也隨之增加;
　?、鄹淖冃鲝?qiáng)度，旋流數(shù)由0.8增加到1.0時(shí)，NOx的生成明顯減少