长焰燃烧器数值模拟与改进

发布时间：2020-06-13 22:06

【摘要】：为探究轧钢加热炉炉宽方向的温度均匀性问题,调研了某钢厂轧钢加热炉炉用燃烧器,该燃烧器主要提供炉宽方向的供热。针对该燃烧器在实际生产中出现的随负荷降低而引起的火焰变短和NO含量剧增问题进行数值模拟。数值模拟用Fluent软件进行,采用了标准的k-ε湍流模型和β函数简化的PDF湍流扩散燃烧模型,模拟了炉用燃烧器、三种同心圆燃烧器、两种三段圆弧型燃烧器共六种燃烧器在三种负荷下的燃烧特性。模拟发现炉用燃烧器确实存在随负荷降低火焰长度变短和NO含量剧增问题。查阅相关文献得出,空煤气不同混合程度对燃烧有影响。结合同轴射流扩散燃烧的特点,自行设计了三种不同圆环间距的同心圆燃烧器、二种不同圆环间距的三段圆弧型燃烧器。设计不同的圆环间距是为了探究空气和煤气不同的混合条件对燃烧器温度和NO的影响。通过对6种燃烧器的速度、温度、H_2消耗、NO进行对比分析发现:随着负荷的降低,炉用燃烧器火焰变短和NO含量剧增;随着负荷的降低,同心圆燃烧器和三段圆弧型燃烧器火焰长度基本不变,NO含量增加较少;在同一负荷下,随着圆环距离的增加,三种同心圆燃烧器高温区温度出现变化,高温区出现的位置出现变化,NO含量增加。
【图文】：

图 1-1 本生灯结构图［2］.2.2 引射式燃烧器大气式燃烧器燃气压力为常压，燃气喷射速度较小，卷吸能力不强，图 1-2 引射器结构简图［3］不太理想，与之相比较，引射式燃烧器预混效果几乎可以达到 100%。如射器是引射式燃烧器［3］主要部件，其包括工作喷嘴、吸收室、混合室

2图 1-2 引射器结构简图［3］果不太理想，与之相比较，引射式燃烧器预混效果几乎可以达到 100%。如图 1-2引射器是引射式燃烧器［3］主要部件，其包括工作喷嘴、吸收室、混合室、扩压室。工作喷嘴大多做成收缩形用来增加引射气体的速度；吸收室是作为被引射气体的通道，考虑到阻力和加工，大多做成锥形；混合室是作为两种气体的混合场所；扩压室是将混合气流速度降低，，压力提高的装置，其增加了喷出气体的压力喷出气体压力与引射器喉部压力形成压力差，这将有助于喷射器内部气流运行提高了引射器的效率。引射式燃烧器的研究着重在引射器上，采用引射器在应用领域也屡见不鲜。上至喷气式战斗机，下至家用燃气灶。喷气式战斗机［4］利用引射器喷射出来的高速气体产生巨大的推力来提速，家用燃气灶［5］通过引射器
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG307

【参考文献】

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本文编号：2711814