液态燃料纯氧MILD燃烧的影响因素实验探究

发布时间：2020-06-09 02:22

【摘要】：富氧燃烧和MILD燃烧耦合的氧燃料MILD燃烧具有最高温度低、温度分布均匀、燃烧稳定等优点,可解决小空间超高压纯氧燃烧存在的局部温度过高、燃烧不稳定等问题。但以液态燃料为研究对象的氧燃料MILD燃烧研究尚不成熟,预热进气温度、烟气卷吸率和燃烧背压等因素对MILD燃烧的影响尚不明确。因此,本文采用可视化定压燃烧系统对液态燃料纯氧MILD燃烧的影响因素进行实验探究,主要工作如下:为探究预热进气温度、烟气卷吸率和燃烧背压对MILD燃烧的影响,研制并优化了可视化定压燃烧系统。经过优化的系统可以实现预热进气温度在0~800℃范围内可调,质量流量在0~200kg/h范围内可调。在燃料质量流量为2.5kg/h的条件下,200kg/h的混合气体对应的烟气卷吸率为13,即系统可实现烟气卷吸率在0~13范围内可调。此外,整个系统可在预热进气温度和烟气卷吸率达到最大的情况下,实现燃烧背压为6.5MPa的定压燃烧。与同类燃烧系统相比,该系统的特点主要体现在其定压流动性和高燃烧背压方面,对斯特林发动机、燃气轮机等需要持续燃烧的设备的燃烧室设计具有十分重要的意义。以正癸烷为替代燃料,以预热进气温度、烟气卷吸率和燃烧背压等为边界条件进行MILD燃烧的CFD数值模拟,为实验设计提供参考并与实验结果进行对比。初步预测了预热进气温度、烟气卷吸率和燃烧背压对液态燃料纯氧MILD燃烧的影响。对影响液态燃料纯氧MILD燃烧的因素进行了实验探究,利用控制单一变量的方法,分别以预热进气温度、烟气卷吸率和燃烧背压为变量,保持其他参数不变,进行了燃烧实验,共得到了60多组有效数据。利用两色法对得到的燃烧图像进行处理,通过温度分析,判定出是否实现了MILD燃烧。对模拟结果进行了验证以后,分析出烟气卷吸率是液态燃料纯氧MILD燃烧的主要影响因素,预热进气温度可以在一定程度上影响MILD燃烧,而燃烧背压对MILD燃烧的影响作用不显著。
【图文】：

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经进入了资源短缺的时代，，化石能源将成为新时代争夺的量应用，在提供给人类更高端文明的同时，也给地球的环气、土壤等都遭受了不同程度的破坏。开发清洁的新能源的方式也成为近年来热能领域的热门课题，由此产生了富-8]燃烧等多种新型的燃烧技术。这些新型的燃烧技术在不的燃烧特性，其应用场所也有所不同。烧排放少、温度高[9-10]以及 MILD 燃烧高效且温度场分布燃料 MILD 技术具有“近零”排放、效率高和燃烧稳定等条件下，燃烧不稳定、局部温度过高以及温度分布不均匀动机及锅炉等热能装备上得到了广泛的应用。而液态燃料，本文将对其影响因素进行探究。技术概述全称“moderate or intense low-oxygen dilution combustion释燃烧），是一种反应温和的容积燃烧或者弥散燃烧[14]。的传统燃烧与 MILD 燃烧外观图。

对比图,燃烧方式,壁面温度,锯木

燃烧（c）锯木粉传统燃烧（d）锯木粉 MILD 燃烧图 1.1 天然气与锯木粉传统燃烧与 MILD 燃烧对比图1.2.1 MILD 燃烧的起源MILD 燃烧起源于 20 世纪末期，由德国和日本的研究人员分别发现[15]。研究人员利用蓄热器将助燃的空气加热到 1600K 左右，并以 90m/s 的射流速度将加热后的空气通入炉膛
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK16

【参考文献】