撞击流对喷雾燃烧强化机理的数值模拟研究
发布时间：2021-11-02 17:56
撞击流对液体燃料的雾化燃烧过程有显著的强化作用,但由于其复杂性,到目前为止,关于喷雾撞击燃烧过程及其形成NOx的关键影响因素和规律仍少有报道。因此,本文将基于理论分析和数值模拟,通过建立考虑液滴碰撞和后续发展、液滴蒸发过程,以及气相燃烧反应过程的综合模型,对同轴射流喷雾撞击燃烧、逆向射流喷雾燃烧以及各自燃烧过程中形成的NOx进行研究。通过对比分析各种形式下喷雾撞击燃烧的特性,研究了不同工况中燃烧室内热流场的变化和分布,揭示了撞击流对喷雾燃烧过程的强化机理与NOx的形成,从而对撞击流喷雾燃烧在工业过程中的应用和优化产生一定的指导意义。从数值模拟结果可以看出,撞击流对同轴射流喷雾撞击燃烧和逆向射流喷雾燃烧方式下的燃烧过程均存在一定的强化作用。相较于单喷嘴射流喷雾燃烧,同轴射流喷雾燃烧温度提高了100K。在同轴射流喷雾撞击燃烧方面:随着喷嘴进口气相速度、喷嘴进口燃料质量流量、两喷嘴夹角以及燃料碳原子数的增加,撞击区燃烧强化,产生相差100K500K的高温;随着两个喷嘴之间的距离增加,撞击区域的燃烧强化效果...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同轴射流喷雾撞击燃烧结构示意图
图 1.3 逆向喷雾燃烧火焰结构示意图Fig. 1.3 Schematic of flame structure of counterflow spray combustio外，喷雾撞击燃烧亦会产生阻碍作用。例如，液滴受到剪得其运动过程中的阻力系数增加，从而降低相对相间速度射流和逆向射流两种喷雾撞击燃烧形式进行研究，它们的图 1.2 和 1.3 所示。撞击流燃烧的应用现状与研究撞击流应用现状来，因为喷雾撞击燃烧的诸多好处，工业生产过程中广泛的撞击流燃烧器。图 1.2 中的 BKZ-320-140GM 型撞击流设备[20]，它在工业生产过程中表现出优越的性能，喷雾撞燃料的燃烧效率，且基本能够忽略在低空气过量系数下的匀受热，大大降低了燃烧产物的腐蚀性。这几年，中国喷
图 1.4 BKZ-320-140GM 撞击流锅炉器；2—燃烧室；3—二次燃烧室；4—蒸汽过热器；5—Fig. 1.4 BKZ-320-140GM impinging stream boilermbustion chamber；3—Secondary combustion chamber；4—5—Water-saving device人员也针对逆向射流喷雾燃烧进行了实验研究。M流喷雾燃烧的火焰构造、传播和稳定性发现，在透到火焰氧气侧继续燃烧，且预混喷雾侧和相对稳定性与液滴平均尺寸、初始速度紧密联系。M雾燃烧火焰中的液滴特性和反应混合物的部分当侧发生燃烧反应，而由大尺寸液滴蒸发导致的二喷雾燃烧。撞击流的确增强了燃烧并且更有利于火焰稳定，
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年我国能源形势分析及2018年预测[J]. 肖宏伟. 科技促进发展. 2017(11)
[2]撞击流内液滴碰撞的后续发展行为[J]. 吴鸽平,龚俊,杜敏,陈威. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]撞击流中颗粒旋转特性[J]. 杜敏,陈威,王助良,龚俊,王宏宇. 化工学报. 2016(05)
[4]撞击流内颗粒旋转特性的数值模拟[J]. 王助良,陈威,龚俊,杜敏. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]撞击流反应制备钇稳定氧化锆超细粉体[J]. 阳慧芳,徐志高,池汝安,李攀红,赵骏,祝都明. 有色金属(冶炼部分). 2014(07)
[6]牛磺酸结晶成长速度的研究[J]. 侯学娟,程敬华,郭嘉,周玉新,朱瑛. 云南化工. 2014(02)
[7]撞击流吸收器湿法同时脱硫脱硝三维数值模拟[J]. 钱达蔚,张吉超,关梦龙,熊源泉. 中国电机工程学报. 2013(29)
[8]多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行总结[J]. 张雷,陆丽萍. 中外能源. 2013(07)
[9]多喷嘴对置式撞击流反应器流场的数值模拟[J]. 杨侠,余蓓,郭钊,罗燕,陈星亮. 化工进展. 2013(07)
[10]侧进式搅拌釜内气液两相流的数值模拟[J]. 陈佳,肖文德. 化工学报. 2013(07)
硕士论文
[1]撞击流中颗粒运动特性的实验研究[D]. 许彦彬.华中科技大学 2016
[2]撞击流内液滴碰撞后续发展行为研究[D]. 龚俊.江苏大学 2016
[3]气流床撞击火焰声学特性与热氧火焰噪声实验研究[D]. 顾彧.华东理工大学 2013
本文编号：3472158
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同轴射流喷雾撞击燃烧结构示意图
图 1.3 逆向喷雾燃烧火焰结构示意图Fig. 1.3 Schematic of flame structure of counterflow spray combustio外，喷雾撞击燃烧亦会产生阻碍作用。例如，液滴受到剪得其运动过程中的阻力系数增加，从而降低相对相间速度射流和逆向射流两种喷雾撞击燃烧形式进行研究，它们的图 1.2 和 1.3 所示。撞击流燃烧的应用现状与研究撞击流应用现状来，因为喷雾撞击燃烧的诸多好处，工业生产过程中广泛的撞击流燃烧器。图 1.2 中的 BKZ-320-140GM 型撞击流设备[20]，它在工业生产过程中表现出优越的性能，喷雾撞燃料的燃烧效率，且基本能够忽略在低空气过量系数下的匀受热，大大降低了燃烧产物的腐蚀性。这几年，中国喷
图 1.4 BKZ-320-140GM 撞击流锅炉器；2—燃烧室；3—二次燃烧室；4—蒸汽过热器；5—Fig. 1.4 BKZ-320-140GM impinging stream boilermbustion chamber；3—Secondary combustion chamber；4—5—Water-saving device人员也针对逆向射流喷雾燃烧进行了实验研究。M流喷雾燃烧的火焰构造、传播和稳定性发现，在透到火焰氧气侧继续燃烧，且预混喷雾侧和相对稳定性与液滴平均尺寸、初始速度紧密联系。M雾燃烧火焰中的液滴特性和反应混合物的部分当侧发生燃烧反应，而由大尺寸液滴蒸发导致的二喷雾燃烧。撞击流的确增强了燃烧并且更有利于火焰稳定，
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年我国能源形势分析及2018年预测[J]. 肖宏伟. 科技促进发展. 2017(11)
[2]撞击流内液滴碰撞的后续发展行为[J]. 吴鸽平,龚俊,杜敏,陈威. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(05)
[3]撞击流中颗粒旋转特性[J]. 杜敏,陈威,王助良,龚俊,王宏宇. 化工学报. 2016(05)
[4]撞击流内颗粒旋转特性的数值模拟[J]. 王助良,陈威,龚俊,杜敏. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]撞击流反应制备钇稳定氧化锆超细粉体[J]. 阳慧芳,徐志高,池汝安,李攀红,赵骏,祝都明. 有色金属(冶炼部分). 2014(07)
[6]牛磺酸结晶成长速度的研究[J]. 侯学娟,程敬华,郭嘉,周玉新,朱瑛. 云南化工. 2014(02)
[7]撞击流吸收器湿法同时脱硫脱硝三维数值模拟[J]. 钱达蔚,张吉超,关梦龙,熊源泉. 中国电机工程学报. 2013(29)
[8]多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行总结[J]. 张雷,陆丽萍. 中外能源. 2013(07)
[9]多喷嘴对置式撞击流反应器流场的数值模拟[J]. 杨侠,余蓓,郭钊,罗燕,陈星亮. 化工进展. 2013(07)
[10]侧进式搅拌釜内气液两相流的数值模拟[J]. 陈佳,肖文德. 化工学报. 2013(07)
硕士论文
[1]撞击流中颗粒运动特性的实验研究[D]. 许彦彬.华中科技大学 2016
[2]撞击流内液滴碰撞后续发展行为研究[D]. 龚俊.江苏大学 2016
[3]气流床撞击火焰声学特性与热氧火焰噪声实验研究[D]. 顾彧.华东理工大学 2013
本文编号：3472158
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