沥青搅拌设备用燃气燃烧器流场及燃烧特性数值分析研究
发布时间：2022-02-08 15:15
沥青搅拌设备用燃气燃烧器通过燃料燃烧所释放的热量将冷骨料中的水分蒸发并加热至额定的温度,其热性能在沥青搅拌设备的安全运行和经济效益中扮演着至关重要的作用。然而,伴随燃料燃烧而产生的氮氧化物（NOx）严重污染了大气环境。为此,研究燃烧器的结构对流场及NOx排放特性的影响,开发一种应用于沥青搅拌站的低NOx排放燃烧器具有重要的价值与意义。本文以火焰的锋面长度、热交换效率及NOx排放量为评价指标,通过数值模拟研究燃烧器中的旋流器结构对燃烧器性能的影响,并以此为基础进行新型燃烧器设计与优化,本文的主要内容如下:首先,以单级旋流燃气燃烧器为对象进行几何建模与数值分析,通过对燃烧器的实验结果和数值模拟结果进行比较来验证数值模型的可靠性与正确性。由此数值模型对旋流器进行多叶片角度和数目的参数化研究,探索其对燃烧器流场及燃烧特性的影响规律。其次,在单级旋流器的基础上设计出了双级旋流器,将两者进行对比,发现双级旋流燃气燃烧器的火焰锋面长度得到了改善。接着,运用燃料分级燃烧技术,基于双级旋流器引入中心喷嘴结构,实现燃料...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业
2沥青搅拌设备是将不同颗粒直径的冷骨料经热系统(如图1.2所示)烘干后，填充其他不同比例的混合料，在一定的温度下以沥青作结合剂搅拌成沥青混合料，最终经压实和整形后摊铺成沥青路面。所形成的沥青路面因强度和密实度高，具有弹性和塑性变形能力等特点，相比于混凝土路面，具有良好的可再生性和修复性。因此，沥青路面可作为高级公路的优质柔性路面，特别适用于高速公路，具有寿命长、耐用性好、高温稳定、低温抗裂和水稳定性好等一系列优点，将成为我国公路路面建设的趋势。图1.2沥青搅拌设备图沥青搅拌设备根据工作方式分为强制间歇式和连续式搅拌设备。由于强制间歇式搅拌设备能精确地控制矿料和沥青的配比，因此该设备应用广泛[10,11]。强制间歇式搅拌设备的工作流程如图1.3所示。烘干加热将冷骨料中所含的水分进行蒸发，使之更好的与沥青搅拌，因此热系统的性能决定着沥青混合料的质量，进而决定路面质量。图1.3强制间歇式搅拌设备生产流程图储存、运输配料输送烘干加热热料提升筛分存储(除尘)熔化、脱水加热、保湿计量计量计量搅拌沥青成品料石粉骨料沥青热系统
4气的混合速率。图1.4普通射流火焰和旋流火焰对比图V.Ganesan[24]等主要集中从空气动力学角度对旋流器(图1.5所示)的重要的几何参数，即叶片角度、叶片数量和轮毂与叶尖比，对比通过再循环区域的大小，在再循环区域中的烟气量以及压降来评估旋流的特性。结果发现叶片角度为45°时的效果最佳。M.R.Johnson[25]等将燃烧器的高旋流叶片角度改为低旋流叶片角度(如图1.6所示)，通过对比发现低旋流下火焰的稳定性不受当量比及入口温度的影响。图1.5不同叶片角度旋流器(a)(b)图1.6(a)高旋流叶片角度；(b)低旋流叶片角度下的旋流器测量传感器等电子元件的丰富，科研人员使实验现象更为可视化[26-28]。T.
【参考文献】：
期刊论文
[1]BP：世界正走向不可持续之路[J]. 卢凯瑞. 中国石油石化. 2019(16)
[2]能源需求快速增长背后现危机——2019年世界能源统计年鉴解读[J]. 李敏,钱伯章. 中国石油和化工经济分析. 2019(08)
[3]大气中氮氧化物的危害及治理[J]. 王禹苏,张蕾,陈吉浩,文欣. 科技创新与应用. 2019(07)
[4]2015年世界能源供需解读——基于《BP世界能源统计年鉴》[J]. 代晓东,王潇潇,毕晓光,杨景斌,印树明,梁月. 天然气与石油. 2017(01)
[5]节能减排与中国绿色经济增长——基于全要素生产率的视角[J]. 王兵,刘光天. 中国工业经济. 2015(05)
[6]Numerical investigation of gas-particle flow in the primary air pipe of a low NOx swirl burner-The DEM-CFD method[J]. Hao Zhou,Yu Yang,Lingli Wang. Particuology. 2015(02)
[7]低排放燃烧室旋流器结构对NOx排放的影响[J]. 武萍,曹天泽,张晨曦,李名家. 热能动力工程. 2015(02)
[8]煤炭和天然气发展趋势分析与中国机遇[J]. 陈春阳,薛茹君,周敏,程淑芬. 能源研究与信息. 2014(03)
[9]当量比对甲烷预混低旋流燃烧的影响[J]. 柳伟杰,葛冰,田寅申,袁用文,臧述升,翁史烈. 燃烧科学与技术. 2014(01)
[10]旋流器安装角对低旋流燃烧流场的影响[J]. 尹航,戴韧,张建辉,钟仕立. 动力工程学报. 2011(09)
硕士论文
[1]天然气高效低NOx锅炉柔和燃烧器研究[D]. 陈卫杰.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]基于烟气再循环的工业锅炉天然气低氮燃烧研究[D]. 宋少鹏.清华大学 2016
[3]低NOx天然气燃烧器数值模拟及优化[D]. 董璐.安徽工业大学 2015
本文编号：3615295
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业
2沥青搅拌设备是将不同颗粒直径的冷骨料经热系统(如图1.2所示)烘干后，填充其他不同比例的混合料，在一定的温度下以沥青作结合剂搅拌成沥青混合料，最终经压实和整形后摊铺成沥青路面。所形成的沥青路面因强度和密实度高，具有弹性和塑性变形能力等特点，相比于混凝土路面，具有良好的可再生性和修复性。因此，沥青路面可作为高级公路的优质柔性路面，特别适用于高速公路，具有寿命长、耐用性好、高温稳定、低温抗裂和水稳定性好等一系列优点，将成为我国公路路面建设的趋势。图1.2沥青搅拌设备图沥青搅拌设备根据工作方式分为强制间歇式和连续式搅拌设备。由于强制间歇式搅拌设备能精确地控制矿料和沥青的配比，因此该设备应用广泛[10,11]。强制间歇式搅拌设备的工作流程如图1.3所示。烘干加热将冷骨料中所含的水分进行蒸发，使之更好的与沥青搅拌，因此热系统的性能决定着沥青混合料的质量，进而决定路面质量。图1.3强制间歇式搅拌设备生产流程图储存、运输配料输送烘干加热热料提升筛分存储(除尘)熔化、脱水加热、保湿计量计量计量搅拌沥青成品料石粉骨料沥青热系统
4气的混合速率。图1.4普通射流火焰和旋流火焰对比图V.Ganesan[24]等主要集中从空气动力学角度对旋流器(图1.5所示)的重要的几何参数，即叶片角度、叶片数量和轮毂与叶尖比，对比通过再循环区域的大小，在再循环区域中的烟气量以及压降来评估旋流的特性。结果发现叶片角度为45°时的效果最佳。M.R.Johnson[25]等将燃烧器的高旋流叶片角度改为低旋流叶片角度(如图1.6所示)，通过对比发现低旋流下火焰的稳定性不受当量比及入口温度的影响。图1.5不同叶片角度旋流器(a)(b)图1.6(a)高旋流叶片角度；(b)低旋流叶片角度下的旋流器测量传感器等电子元件的丰富，科研人员使实验现象更为可视化[26-28]。T.
【参考文献】：
期刊论文
[1]BP：世界正走向不可持续之路[J]. 卢凯瑞. 中国石油石化. 2019(16)
[2]能源需求快速增长背后现危机——2019年世界能源统计年鉴解读[J]. 李敏,钱伯章. 中国石油和化工经济分析. 2019(08)
[3]大气中氮氧化物的危害及治理[J]. 王禹苏,张蕾,陈吉浩,文欣. 科技创新与应用. 2019(07)
[4]2015年世界能源供需解读——基于《BP世界能源统计年鉴》[J]. 代晓东,王潇潇,毕晓光,杨景斌,印树明,梁月. 天然气与石油. 2017(01)
[5]节能减排与中国绿色经济增长——基于全要素生产率的视角[J]. 王兵,刘光天. 中国工业经济. 2015(05)
[6]Numerical investigation of gas-particle flow in the primary air pipe of a low NOx swirl burner-The DEM-CFD method[J]. Hao Zhou,Yu Yang,Lingli Wang. Particuology. 2015(02)
[7]低排放燃烧室旋流器结构对NOx排放的影响[J]. 武萍,曹天泽,张晨曦,李名家. 热能动力工程. 2015(02)
[8]煤炭和天然气发展趋势分析与中国机遇[J]. 陈春阳,薛茹君,周敏,程淑芬. 能源研究与信息. 2014(03)
[9]当量比对甲烷预混低旋流燃烧的影响[J]. 柳伟杰,葛冰,田寅申,袁用文,臧述升,翁史烈. 燃烧科学与技术. 2014(01)
[10]旋流器安装角对低旋流燃烧流场的影响[J]. 尹航,戴韧,张建辉,钟仕立. 动力工程学报. 2011(09)
硕士论文
[1]天然气高效低NOx锅炉柔和燃烧器研究[D]. 陈卫杰.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]基于烟气再循环的工业锅炉天然气低氮燃烧研究[D]. 宋少鹏.清华大学 2016
[3]低NOx天然气燃烧器数值模拟及优化[D]. 董璐.安徽工业大学 2015
本文编号：3615295
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