常溫空氣MILD燃燒的實驗研究與火焰面模型的模擬.pdf

1、MILD燃燒技術(shù)具有高效率,低NOx、CO、SOx等污染物排放等優(yōu)點(diǎn),被國際燃燒界譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新型燃燒技術(shù)之一。
　　本文針對MILD燃燒需要預(yù)熱空氣的缺點(diǎn),設(shè)計并建立規(guī)模為20kW的MILD燃燒中試實驗臺架。采用實驗研究和CFD數(shù)值模擬的手段,以佳能氣為燃料,實現(xiàn)了常溫空氣的MILD燃燒,并進(jìn)行相關(guān)的實驗研究。
　　實驗發(fā)現(xiàn),常溫空氣下通過調(diào)整燃燒器鈍體高度,可以實現(xiàn)常規(guī)燃燒到MILD燃燒的轉(zhuǎn)化。實驗測量結(jié)果

2、表明:爐內(nèi)溫度分布均勻,溫差在200K左右,沒有明顯火焰鋒面,燃燒反應(yīng)速率降低且發(fā)生在整個爐膛容積內(nèi),輻射換熱增強(qiáng);爐膛內(nèi)處在低氧的水平,平均氧濃度為4.2％,NO的生成量很低,平均值僅為29ppm。在爐膛中心存在高濃度的CO分布,但在爐膛的其它區(qū)域內(nèi),幾乎檢測不到CO的存在。采樣尾部煙氣發(fā)現(xiàn),O2和CO的濃度分別為11.0％和0,NO僅為17ppm,證明常溫空氣下MILD燃燒具有較高的減排水平。
　　使用FLUENT軟件,采用三

3、種不同的湍流模型—standard k-ε模型、realizable k-ε模型、Reynolds Stress模型,結(jié)合層流火焰面燃燒模型和DO輻射模型對常溫空氣下C3H8的MILD燃燒進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示Reynolds Stress模型結(jié)合Flamelet模型的溫度和CO分布預(yù)報結(jié)果要明顯地優(yōu)于其他兩個模型,而在O2濃度分布預(yù)報上三種組合模擬的結(jié)果相當(dāng);采用FLUENT自帶NO反應(yīng)模型可以對NO的趨勢較為準(zhǔn)確地預(yù)報;尾部煙氣中CO和