低熱值生物質(zhì)氣生物質(zhì)燃燒機(jī)的影響因素及優(yōu)化的數(shù)值模擬
摘要：對3種低熱值生物質(zhì)氣生物質(zhì)燃燒機(jī)進(jìn)行了全尺寸的三維燃燒數(shù)值模擬，比較了熱態(tài)下不同燃燒器出口的流動(dòng)和燃燒特性。結(jié)果表明：部分預(yù)混生物質(zhì)燃燒機(jī)射流剛性好，中心回流區(qū)逆向速度*大，主流直徑*小，燃燒溫度*高，且高溫區(qū)域分布廣。進(jìn)一步研究了噴口型式對部分預(yù)混生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒效率的影響，得出了該生物質(zhì)燃燒機(jī)的*佳噴口形式。
本文所研究的3種生物質(zhì)燃燒機(jī)為工業(yè)實(shí)際裝置，以煤礦井下抽放生物質(zhì)氣[11為燃料。該生物質(zhì)氣經(jīng)SC-2000氣相色譜儀分析，其所含主要可燃成分是CH4，體積分?jǐn)?shù)在30%～32%之間；其余是N2和C02等不可燃?xì)怏w。生物質(zhì)氣低位熱值約為11000 kJ /ri3。決定混合氣體燃燒特性的主要因素是可燃?xì)怏w濃度，利用CH4體積比為30%的混合氣體對上述生物質(zhì)燃燒機(jī)進(jìn)行研究是可行的。
生物質(zhì)燃燒機(jī)按照燃燒方式可分為完全預(yù)混式燃燒器、部分預(yù)混式生物質(zhì)燃燒機(jī)和擴(kuò)散式生物質(zhì)燃燒機(jī)。其內(nèi)部是復(fù)雜的三維流場，物理模型實(shí)驗(yàn)研究受實(shí)驗(yàn)條件的限制，無法對生物質(zhì)燃燒機(jī)的燃燒狀況及流場得到全面的了解。隨著湍流流動(dòng)和燃燒模型的不斷完善以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)值模擬逐漸成為研究燃燒器的燃燒、流動(dòng)等問題的常用方法。本文建立燃燒器完整真實(shí)的三維幾何結(jié)構(gòu)，對3種生物質(zhì)燃燒機(jī)在100%熱負(fù)荷下進(jìn)行了全尺寸的燃燒數(shù)值模擬，并進(jìn)一步研究了生物質(zhì)燃燒機(jī)的*佳結(jié)構(gòu)形式。 |
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