人工煤氣脈沖燃燒特性的研究

1、人工煤氣脈沖燃燒特性的研究人工煤氣脈沖燃燒特性的研究摘要摘要介紹了三種體積的燃燒室、兩種管徑的尾管以及煤氣壓力對(duì)脈沖燃燒裝置的熱負(fù)荷、燃燒穩(wěn)定性、煙氣成分、燃燒室平均壓力的影響規(guī)律；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析；提出了脈沖燃燒裝置在不同熱負(fù)荷條件下，燃燒室與尾管的匹配關(guān)系。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞人工煤氣燃燒；脈沖燃燒裝置；燃燒室；尾管1前言隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源危機(jī)、環(huán)境污染日益嚴(yán)重，為了提高有限能源的利用率，減輕環(huán)境污染，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的研究已經(jīng)成

2、為當(dāng)務(wù)之急。而脈沖燃燒作為一種適應(yīng)這一發(fā)展的燃燒方式，它具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、燃燒強(qiáng)度大、傳熱系數(shù)高、NOX排放量低等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的關(guān)注。針對(duì)我國人工煤氣的情況，研制開發(fā)以人工煤氣為氣源的脈沖燃燒裝置已提到議事日程，本文將探討煤氣壓力、脈沖燃燒裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)(如燃燒室、尾管)對(duì)燃燒特性的影響，為今后脈沖燃燒裝置的開發(fā)研制，提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和借鑒，為進(jìn)一步拓寬脈沖燃燒系列產(chǎn)品的應(yīng)用范圍服務(wù)。2煤氣壓力對(duì)燃燒特性的影響2號(hào)燃燒室在煤氣噴

3、嘴直徑D0=5.3mm、空氣閥閥間隙S=1.3mm、尾管直徑D=2.67cm時(shí)的運(yùn)行工況下的數(shù)據(jù)處理后的曲線如圖1所示。下面為擬合曲線方程，Pg的單位為kPa其中Pm、Q是尾管長度為L＝188cm時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，CO2、CO、α為尾管長度L＝115cm時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。CO2=4.521.24Pg0.26Pg2α=2.380.11Pg0.11Pg2Q=2.27.6Pg1.3Pg2CO=41424643Pg1761Pg2Pm=153601Pg6

4、3.4Pg23)隨著煤氣壓力Pg的升高，煙氣中的CO含量降低，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明：當(dāng)裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，CO含量又隨著煤氣壓力Pg的升高而急劇上升，煙氣中CO的含量與煤氣壓力Pg呈U型曲線變化(見圖3)。圖3煙氣中CO的含量與煤氣壓力的關(guān)系從前面的燃燒室壓力波動(dòng)曲線可知空氣壓力低于煤氣壓力，在一個(gè)燃燒周期中，當(dāng)燃燒室的壓力范圍為P0～Pg時(shí)，煤氣便在自身壓力的作用下進(jìn)入燃燒室，而空氣瓣閥的有效流通面積比煤氣瓣閥的有效流通面積大的多

5、，最終導(dǎo)致空氣的吸入量比煤氣的吸入量大，這時(shí)就出現(xiàn)了空氣過剩；在經(jīng)過一段時(shí)間后，當(dāng)燃燒室的壓力大于P0而小于Pg時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)煤氣的吸入量比空氣大的現(xiàn)象。即在一個(gè)燃燒周期中，煤氣被吸入燃燒室的時(shí)間長，空氣被吸入的時(shí)間短，而且相對(duì)來說比煤氣量大(過?？諝庀禂?shù)α＞1)，這就造成了煤氣在一個(gè)燃燒周期中出現(xiàn)“富－貧－富“的現(xiàn)象。在煤氣壓力較低的情況下，煤氣、空氣的吸入量小，煤氣的“貧－富“差距不大(見圖4)。當(dāng)煤氣壓力Pg增加時(shí)，燃燒室內(nèi)平均壓力

6、Pm也隨之升高。Pm的升高增加了煤氣、空氣的擾動(dòng)，使它們混合更均勻、更充分。從而使CO的燃燒比較徹底，使煙氣中的CO排放量降低。當(dāng)煤氣壓力超過某一值時(shí)，煤氣、空氣的吸入量都比較大，煤氣的“貧－富“差距增大。盡管燃燒室平均壓力增加，也無法使它們充分混合，從而導(dǎo)致CO沒有完全燃燒就排出，使煙氣中的CO含量急劇上升。因此也存在著高負(fù)荷時(shí)，燃燒室平均壓力對(duì)煤氣、空氣的擾動(dòng)和煤氣、空氣的大量吸入而導(dǎo)致的在一個(gè)燃燒周期中煤氣的“貧－富“差距加大之間