火焰長(zhǎng)度可調(diào)式燃燒器的數(shù)值模擬.pdf

1、火焰爐是一種重要的熱工設(shè)備，在火焰爐內(nèi)燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒈患訜峁べ|(zhì)所利用。燃燒器是火焰爐上最重要部件，對(duì)爐內(nèi)的溫度分布和產(chǎn)品能耗都有著決定性的影響，一直是人們研究的重點(diǎn)。由于氣體燃料相對(duì)于固體燃料和液體燃料而言，易達(dá)到完全燃燒，對(duì)環(huán)境污染較小，因而在火焰爐熱工領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)傳統(tǒng)的氣體燃燒器而言，火焰長(zhǎng)度的控制一般是通過增減熱負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)，但某些工藝要求在不改變熱負(fù)荷的情況下能對(duì)火焰長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，因此出現(xiàn)了火焰長(zhǎng)度可

2、調(diào)式燃燒器，但目前的應(yīng)用結(jié)果不盡人意，同時(shí)關(guān)于這類燃燒器的理論和燃燒特性的研究也相對(duì)較少。
　　因此，本文以Fluent6.3軟件為計(jì)算平臺(tái)，對(duì)一種火焰長(zhǎng)度可調(diào)式燃燒器的燃燒過程建立數(shù)學(xué)物理計(jì)算模型，采用數(shù)值模擬的方法，在空氣直流射流和空氣旋轉(zhuǎn)射流兩種形式下分別研究了熱負(fù)荷及內(nèi)外空氣比β對(duì)燃燒室內(nèi)燃燒特性（溫度場(chǎng)分布、最高溫度、速度場(chǎng)、火焰長(zhǎng)度、NO生成量）的影響，得出如下結(jié)論:
　　空氣直流射流時(shí):
　　(1)回流區(qū)

3、的大小隨β的增大基本保持不變，但隨著β的增加，回流逐漸變?nèi)?回流區(qū)軸線位置隨熱負(fù)荷的增大逐漸后移，但隨著β值的增大而逐漸前移。
　　(2)隨著熱負(fù)荷的增加，尾部溫度逐漸升高;隨著β值的增大，火焰形狀由扇形變?yōu)榧忓N形;火焰長(zhǎng)度隨著熱負(fù)荷的增加而逐漸加長(zhǎng);隨熱負(fù)荷的增大，燃燒室內(nèi)溫度分布趨于均勻，中高溫區(qū)區(qū)域變大，整體溫度水平升高。
　　(3)隨熱負(fù)荷及β的增大，火焰長(zhǎng)度均增長(zhǎng)，但β對(duì)火焰長(zhǎng)度的影響遠(yuǎn)大于熱負(fù)荷對(duì)火焰長(zhǎng)度的影響。

4、隨著β的增大，燃燒室內(nèi)的最高溫度先升高后降低，極值位于β=0.5附近。
　　(4)當(dāng)熱負(fù)荷一定時(shí)，隨著內(nèi)外圍空氣比β的增大，NO的體積濃度逐漸增大，當(dāng)β一定時(shí)，NO的體積濃度隨著熱負(fù)荷的增大而稍有降低，但變化不大。
　　空氣旋轉(zhuǎn)射流時(shí):
　　(1)加入旋流使得燃燒室內(nèi)溫度極值降低，外入口空氣加入旋流對(duì)火焰最高溫度的影響要小于內(nèi)入口空氣加入旋流的情況，隨著α的變大，α對(duì)室內(nèi)最高溫度影響程度逐步變小。
　　(2)空氣

5、旋轉(zhuǎn)射流時(shí)，火焰長(zhǎng)度都相比于直流射流縮短;在內(nèi)、外空氣入口加入旋流時(shí)，隨著旋流系數(shù)的增大，火焰長(zhǎng)度均縮短;在旋流系數(shù)相同時(shí)，在內(nèi)空氣入口施加旋流時(shí)燃燒室內(nèi)火焰長(zhǎng)度要比在外空氣入口加入旋流時(shí)要短。
　　(3)空氣旋轉(zhuǎn)射流時(shí)，NO體積濃度相比于直流射流時(shí)要低;在內(nèi)、外空氣入口加入旋流時(shí)，NO排放體積濃度均隨旋流系數(shù)α的增大而減小，且減小率隨著旋流系數(shù)的增大而變小;旋流系數(shù)α相同時(shí)，內(nèi)空氣入口加入旋流時(shí)NO體積濃度要低于外入口加入旋流時(shí)