富氧燃燒爐內(nèi)輻射傳熱特性研究.pdf

1、在未來的燃煤電廠運用富氧燃燒技術對二氧化碳的捕獲是很有前景的選擇之一。富氧燃燒爐內(nèi)燃燒氣體輻射特性和熱傳導特性有別于空氣燃燒爐。目前，僅有少量文獻為富氧燃燒條件下的產(chǎn)物提供合適的輻射特性計算的關聯(lián)式?，F(xiàn)有的關聯(lián)式是基于早期版本的HITRAN數(shù)據(jù)庫，在溫度高于1000K條件下的燃燒產(chǎn)物應用數(shù)據(jù)時對光譜強度的預測是不準確的。本文通過以基于HITEMP2010數(shù)據(jù)庫的逐線法較高精度的計算為參考，修正基于統(tǒng)計窄譜帶模型的RADCAL程序的計算結

2、果來預測在富氧燃燒條件下的輻射特性。
　　本文主要研究以下內(nèi)容：
　　（1）在總結國內(nèi)外有關富氧燃燒及其氣體輻射換熱計算技術的發(fā)展，分析氣體輻射換熱計算在富氧燃燒以及其他諸多領域的應用及發(fā)展前景，歸納氣體輻射的特性以及計算氣體輻射時所需要的物理量的基礎上，對每種輻射模型的優(yōu)缺點進行評價，重點對灰體模型和統(tǒng)計窄譜帶模型的計算過程進行詳細的評價，并分析本文運用統(tǒng)計窄譜帶模型進行氣體輻射換熱計算的原因。
　?。?）改進已有的

3、統(tǒng)計窄譜帶模型計算程序，計算在不同工況下富氧燃燒產(chǎn)物（混合氣體）的總輻射量、總發(fā)射率、光譜輻射強度、光譜透射率等參數(shù)，并對計算結果加以比較分析。結果表明：摩爾比率（混合氣中水蒸氣和二氧化碳的體積分數(shù)的比值）和壓力行程主要影響混合氣的光譜透射率隨波長變化的波動所在范圍，而溫度主要影響光譜透射率大小在波長范圍的分布。與高計算精度的基于HITEMP2010數(shù)據(jù)庫的逐線計算所得混合氣體總發(fā)射率曲線的比較表明：窄帶模型在1bar m的壓力行程和5

4、00～2500K溫度范圍內(nèi)，計算精度較高；在10bar m壓力路徑和大于1000K的計算精度不合理。另外，通過比較分析修正統(tǒng)計窄譜帶模型計算出的相關參數(shù)，為下一步富氧燃燒爐內(nèi)非灰模型和灰體模型的數(shù)值計算奠定基礎。
　?。?）將統(tǒng)計窄帶模型計算得到的氣體輻射特性用于模擬富氧燃燒爐內(nèi)高溫煙氣的輻射換熱模擬。應用FLUENT軟件，結合非灰氣體輻射特性，計算了不同工況下爐內(nèi)的速度分布、溫度分布以及輻射換熱量，并與將氣體作為灰體處理的結果進