貧燃預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒不穩(wěn)定性的數(shù)值研究.pdf

1、貧燃預(yù)混預(yù)蒸發(fā)（LPP）燃燒是一項(xiàng)革命性的降低NOx排放的新技術(shù)。然而，在設(shè)計(jì)條件下，貧燃預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒易于引發(fā)壓力振蕩和不穩(wěn)定燃燒，這會限制汽輪機(jī)（GT）的操作條件，還會造成汽輪機(jī)重要組件的嚴(yán)重?fù)p壞。已有大量研究表明，液滴的蒸發(fā)過程與不穩(wěn)定燃燒過程之間可能存在著某種影響關(guān)系。
　　本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺，利用FLUENT軟件，對液霧預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬來探尋燃燒不穩(wěn)定性的產(chǎn)生機(jī)理。分析了不同空氣預(yù)熱溫度、液滴初始直徑和旋流強(qiáng)度

2、下液霧的燃燒情況及壓力場振蕩情況。
　　首先，計(jì)算不同工況下冷態(tài)噴霧的蒸發(fā)情況。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度越高，液滴的蒸發(fā)速率越大；隨著旋流數(shù)的增大，中心回流區(qū)逐漸增大，液滴蒸發(fā)過程逐漸放緩；直徑20μm時(shí)，液滴不需要預(yù)熱過程直接蒸發(fā)，而直徑為50μm、80μm時(shí)，液滴則有預(yù)熱過程，并且直徑越大，預(yù)熱過程越長；并發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)過程存在著一定程度的壓力振蕩。
　　其次，模擬上述工況的液霧燃燒情況得出，空氣的預(yù)熱溫度越高，燃料燃燒的越充分

3、，不穩(wěn)定燃燒的程度越低；不同初始直徑的液滴，其化學(xué)反應(yīng)速率、火焰形狀以及燃燒系統(tǒng)內(nèi)的整體溫度分布相差不大，隨著液滴直徑的增大，燃燒的不穩(wěn)定性逐漸降低；隨著預(yù)混室入口處旋流數(shù)的增大，火焰的長度越來越短，不穩(wěn)定燃燒的程度有所降低；而火焰隨著燃燒室入口處旋流數(shù)的變化趨勢與預(yù)混室入口旋流數(shù)不同時(shí)相似，只是相較之下更為明顯，振蕩情況則是由高幅壓力振蕩逐漸過渡到較低頻率的振蕩。
　　因此，可以從空氣預(yù)熱溫度、液滴直徑和旋流強(qiáng)度等角度出發(fā)，改變