浸没式燃烧器火焰稳定性数值模拟与实验研究

发布时间：2017-12-20 22:03

  本文关键词：浸没式燃烧器火焰稳定性数值模拟与实验研究　出处：《北京建筑大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 浸没式燃烧器 火焰稳定性 理论分析 实验研究 数值模拟

【摘要】：环境保护与经济增长之间的矛盾日益突出,兼顾环境保护与经济增长必须加大清洁能源的使用力度,提高设备的效率。浸没式燃烧器的热源来自清洁燃料天然气的燃烧,此类设备环保、高效,应用领域广泛,发展前景光明。浸没燃烧技术的环保性、安全性和运行可靠性均主要取决于燃烧器的火焰稳定性。在实际运行的SCV设备中仍存在爆鸣、燃烧器熄火、燃烧不完全等现象,在本文的实验装置在稳定燃烧状态也受燃烧室压力波动因素的影响。因此,对浸没燃烧式气化器进行火焰稳定性的理论分析、实验研究和三维数值模拟分析具有现实意义。借鉴预混燃烧火焰稳定性理论研究的结论,结合流体力学和化学反应方程,建立基于压力波动的扩散火焰稳定性方程,分析实验装置熄火的原因是压力波动导致脱火或者燃气浓度超出可燃浓度范围。进一步分析得到燃烧器功率、浸没深度、过剩空气系数等因素对火焰稳定性影响规律和实现稳定燃烧的压力波动范围。本文实验结果表明:浸没式燃烧器的可燃浓度范围比一般燃烧器的可燃浓度范围要窄,在浸没式燃烧器设计的时候要充分考虑初始设计燃气浓度。燃烧室压力波动的主要影响因素是浸没深度。热态实验中,浸没深度越低,燃烧室内的压力波动幅度越大;过剩空气系数越大,燃烧室内的压力波动幅度越大。利用快速Fourier变换(FFT)分析压力波动的周期和频域宽度,结果表明周期只与浸没深度有关,与燃烧器功率和过剩空气系数均无关。浸没深度越大,压力波动周期越大。浸没深度低,燃烧器功率越小,频域较窄,与其它设备联合使用时,不易发生共振。参照实验工况,完成160kW不同浸没深度0.4m、0.7m、1.0m的熄火工况数值模拟,数值模拟与实验测得的熄火点的压力波动值作对比,误差分别是14.9%、18.4%、18.2%,验证了前述对熄火原因的分析。布风板距燃烧头上部越近,回流区越大。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ052.7

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马晓茜;燃气互换性与火焰稳定性研究[J];燃烧科学与技术;1996年01期

2 全惠君;火焰稳定性的分析[J];煤气与热力;1997年06期

3 马晓茜,靳世平,史学锋,钱壬章;煤粉气流火焰稳定性条件分析[J];热能动力工程;1998年01期

4 苗海燕;焦琦;黄佐华;蒋德明;;稀释气对掺氢天然气层流预混燃烧火焰稳定性的影响[J];燃烧科学与技术;2010年03期

5 吴德荣;分岔型煤气燃器的开发(第一部分 火焰稳定性)[J];工业炉;1995年02期

6 高勇;;法国专家德尔布博士来华讲学[J];城市煤气;1981年05期

7 李红斌;;由火焰稳定性判断锅炉灭火类型的一种办法[J];武钢技术;2007年05期

8 马晓茜,史学锋;煤质特性与火焰稳定性关系的研究[J];广东电力;1995年04期

9 杨玉玺;;营口——C7型沼气炉有独到之处[J];中国沼气;1985年01期

10 夏昭知;关于民用燃气燃烧器火焰稳定问题的探讨[J];煤气与热力;1998年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 冯威;燃料自燃及火焰稳定性机理的研究[D];上海交通大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 薛_g;O_2/H_2O条件下合成气同轴射流扩散火焰稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 康凤立;浸没式燃烧器火焰稳定性数值模拟与实验研究[D];北京建筑大学;2016年

3 徐艳冰;燃烧火焰稳定性研究[D];浙江大学;2014年

4 孙文浩;点火枪火焰稳定性的数值模拟及试验研究[D];华中科技大学;2013年

，

本文编号：1313554