MILD燃燒的實驗研究與基于EDC的詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機理的數(shù)值模擬.pdf

1、高效低污染的燃燒技術(shù)是解決目前面臨的環(huán)境與氣候問題的主要途徑之一。本文研究的Mild燃燒技術(shù)是一種可以實現(xiàn)氮氧化物排放減少50％以上,熱效率提高30％以上,設(shè)備的尺寸減少20％以上的新型燃燒技術(shù)。但是目前Mild燃燒的實現(xiàn)要求較高的空氣預(yù)熱溫度,嚴(yán)重阻礙了其大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用,本文主要研究常溫空氣下Mild燃燒方式的實現(xiàn)及其燃燒特性。
　　利用CFD輔助設(shè)計了功率為20kW的Mild燃燒試驗臺,實驗臺可以進(jìn)行氣體燃燒和煤粉的Mild

2、燃燒研究。在設(shè)計的實驗臺上順利實現(xiàn)了常溫空氣下丙烷的Mild燃燒,發(fā)現(xiàn)燃燒室內(nèi)氣流組織結(jié)構(gòu)式是實現(xiàn)常溫空氣燃燒的關(guān)鍵。設(shè)計的燃燒室中燃料和空氣在距離進(jìn)口約為爐膛1/4處已經(jīng)被與爐內(nèi)的回流煙氣充分稀釋,回流倍率為4.216。通過對常溫空氣下Mild燃燒爐膛內(nèi)的組分場發(fā)現(xiàn)爐膛的CO含量最高的區(qū)域往往發(fā)生在爐內(nèi)溫度峰值的區(qū)域,并且爐膛的NO含量最低的區(qū)域往往發(fā)生在爐內(nèi)CO含量最高的區(qū)域。常溫空氣下Mild燃燒煙氣中污染物含量非常低,CO約為3

3、ppm,NO約為40ppm。
　　通過不同空氣進(jìn)口溫度工況下的Mild燃燒實驗發(fā)現(xiàn),提高燃燒時空氣的進(jìn)口溫度,會使?fàn)t內(nèi)的溫度水平有所增加,但爐內(nèi)及煙氣中的CO含量和NO含量都有不同程度的升高。
　　本文采用雷諾應(yīng)力湍流模型(RSM)與渦耗散概念(EDC)燃燒模型以及三種不同的詳細(xì)反應(yīng)機理對常溫Mild燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,模擬的結(jié)果表明235步反應(yīng)機理可以很好的進(jìn)行Mild燃燒絕大部分區(qū)域的溫度場與組分場的預(yù)測,爐膛中CO