封閉空間內(nèi)的聲場分布及其對燃燒的影響.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平的提高，人類對電力的需求量逐年增加。盡管我國已經(jīng)在太陽能、核能和風(fēng)能等新能源發(fā)電方面取得了一些成就，但據(jù)資料顯示，目前我國火電機組的發(fā)電量仍占總發(fā)電量的77％以上，因此，我國仍以火力發(fā)電為主要發(fā)電方式。鍋爐是火力發(fā)電廠的核心組成部分，鍋爐的安全高效運行在整個電廠中占有舉足輕重的地位。而鍋爐的安全高效運行在很人程度上取決于爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性和燃燒效率。研究表明，聲波可以影響燃燒的穩(wěn)定性，以及燃燒效率和污染物排放等。因

2、此，研究封閉空間包括爐內(nèi)的聲場分布及其對燃燒的影響對提高鍋爐效率、保障安全運行具有重要意義。
　　 本文從理論上給出矩形空間內(nèi)的模態(tài)頻率和由聲源引起的內(nèi)部聲場分布理論值，并由理論推導(dǎo)得出圓柱形空間內(nèi)的模態(tài)頻率以及聲源在圓柱形空間內(nèi)產(chǎn)生的聲場分布解析解，得到的結(jié)論是:當(dāng)聲源的頻率接近或等于封閉空間內(nèi)的模態(tài)頻率時，聲壓振幅將趨于一個極大值，這將對燃燒產(chǎn)生很大影響。同時，對均勻溫度場下由小激勵源引起的矩形和圓柱形空間內(nèi)的聲場分布進(jìn)行了

3、有限元計算，得出了不同模態(tài)頻率的聲場分布數(shù)值解，其結(jié)果與理論計算結(jié)果基本一致;根據(jù)火電鍋爐內(nèi)存在燃燒溫度場的實際情況，論文進(jìn)一步研究了點聲源在600MW鍋爐內(nèi)非均勻溫度場中的聲場分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非均勻溫度場下也存在駐波模態(tài)，但是模態(tài)頻率相對均勻溫度場情況發(fā)生了不同程度的漂移，這為研究實際熱態(tài)鍋爐運行情況下的模態(tài)頻率及其燃燒穩(wěn)定性提供了方法。論文從實驗上研究了圓柱形空間內(nèi)聲波對的燭光火焰燃燒穩(wěn)定性和固體燃料燃燒效率的影響。得出低頻聲波在振

4、幅較小時對燃燒穩(wěn)定性影響較弱，此時火焰長度較大，聲波對燃燒具有一定助燃作用;當(dāng)聲壓振幅增加至一定程度時會引起較為明顯的燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致滅火;高頻聲波對火焰穩(wěn)定性的影響不明顯;此外，在相同頻率下，聲壓波節(jié)處比聲壓波腹處對火焰穩(wěn)定性的影響更明顯。通過對于固體燃料棒燃燒效率實驗，得出:當(dāng)聲壓級在80-105dB、頻率小于300Hz時，聲壓波節(jié)處比聲壓波腹處對燃燒過程有更好的促進(jìn)作用，但當(dāng)聲壓級大于105dB時，聲壓波節(jié)處反而對燃燒過程