IGCC低旋流燃烧器冷态流场的实验与数值研究

发布时间：2017-11-22 17:20

  本文关键词：IGCC低旋流燃烧器冷态流场的实验与数值研究

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【摘要】：低旋流燃烧技术(LSC)是一种新型的燃烧技术。其具有较大的轴向速度衰减梯度,能够使流场中存在气体燃料的来流速度与火焰传播速度反向相等的位置,两者形成动态平衡,从而实现稳定燃烧。对于整体煤气化联合循化(IGCC)系统,低旋流喷嘴(LSI)作为插入式的组件,结构简单、成本更低,同时该燃烧技术具有燃料适应范围广、火焰稳定性好和污染物排放量低等特点。因此,对低旋流燃烧流场的研究具有重要的应用价值和学术意义。本文自行设计了LSC中的核心器件旋流器,通过改变旋流器中心孔板阻塞比的方式改变旋流器的旋流数,利用粒子图像测速技术(PIV)对六组不同旋流数的冷态流场进行了实验研究,同时进行了数值计算,结合实验数据与数值计算结果的对比分析,得出以下结论：(1)高旋流动与低旋流动的界定旋流数S0为0.55,低旋流的流场呈“W”型分布并具有自相似的特性；(2)中心直流区域有较大的速度衰减梯度,旋流数S的变化对中心直流区域速度变化影响较大,外侧环形旋流区域受影响较小；(3)流场中,中心直流区域湍动能较小,为稳定燃烧提供了良好的环境,旋流数S的增大导致中心湍动能的减小、外侧湍动能的增大,而这种影响趋势随着轴向距离的增加而减弱；(4)径向速度的径向分布和变化速率受旋流数S变化影响较大,旋流数S越大则扩散越为剧烈；(5)旋流数S的增大导致切向速度峰值的增大,但其沿径向方向的分布受影响很小。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK16

【参考文献】

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本文编号：1215468