火焰長度可調式燃燒器的數(shù)值模擬.pdf

1、火焰爐是一種重要的熱工設備，在火焰爐內(nèi)燃料的化學能通過燃燒轉變?yōu)闊崮?，并被加熱工質所利用。燃燒器是火焰爐上最重要部件，對爐內(nèi)的溫度分布和產(chǎn)品能耗都有著決定性的影響，一直是人們研究的重點。由于氣體燃料相對于固體燃料和液體燃料而言，易達到完全燃燒，對環(huán)境污染較小，因而在火焰爐熱工領域得到廣泛的應用。對傳統(tǒng)的氣體燃燒器而言，火焰長度的控制一般是通過增減熱負荷來實現(xiàn)，但某些工藝要求在不改變熱負荷的情況下能對火焰長度進行調整，因此出現(xiàn)了火焰長度可

2、調式燃燒器，但目前的應用結果不盡人意，同時關于這類燃燒器的理論和燃燒特性的研究也相對較少。
　　因此，本文以Fluent6.3軟件為計算平臺，對一種火焰長度可調式燃燒器的燃燒過程建立數(shù)學物理計算模型，采用數(shù)值模擬的方法，在空氣直流射流和空氣旋轉射流兩種形式下分別研究了熱負荷及內(nèi)外空氣比β對燃燒室內(nèi)燃燒特性（溫度場分布、最高溫度、速度場、火焰長度、NO生成量）的影響，得出如下結論:
　　空氣直流射流時:
　　(1)回流區(qū)

3、的大小隨β的增大基本保持不變，但隨著β的增加，回流逐漸變?nèi)?回流區(qū)軸線位置隨熱負荷的增大逐漸后移，但隨著β值的增大而逐漸前移。
　　(2)隨著熱負荷的增加，尾部溫度逐漸升高;隨著β值的增大，火焰形狀由扇形變?yōu)榧忓N形;火焰長度隨著熱負荷的增加而逐漸加長;隨熱負荷的增大，燃燒室內(nèi)溫度分布趨于均勻，中高溫區(qū)區(qū)域變大，整體溫度水平升高。
　　(3)隨熱負荷及β的增大，火焰長度均增長，但β對火焰長度的影響遠大于熱負荷對火焰長度的影響。

4、隨著β的增大，燃燒室內(nèi)的最高溫度先升高后降低，極值位于β=0.5附近。
　　(4)當熱負荷一定時，隨著內(nèi)外圍空氣比β的增大，NO的體積濃度逐漸增大，當β一定時，NO的體積濃度隨著熱負荷的增大而稍有降低，但變化不大。
　　空氣旋轉射流時:
　　(1)加入旋流使得燃燒室內(nèi)溫度極值降低，外入口空氣加入旋流對火焰最高溫度的影響要小于內(nèi)入口空氣加入旋流的情況，隨著α的變大，α對室內(nèi)最高溫度影響程度逐步變小。
　　(2)空氣

5、旋轉射流時，火焰長度都相比于直流射流縮短;在內(nèi)、外空氣入口加入旋流時，隨著旋流系數(shù)的增大，火焰長度均縮短;在旋流系數(shù)相同時，在內(nèi)空氣入口施加旋流時燃燒室內(nèi)火焰長度要比在外空氣入口加入旋流時要短。
　　(3)空氣旋轉射流時，NO體積濃度相比于直流射流時要低;在內(nèi)、外空氣入口加入旋流時，NO排放體積濃度均隨旋流系數(shù)α的增大而減小，且減小率隨著旋流系數(shù)的增大而變小;旋流系數(shù)α相同時，內(nèi)空氣入口加入旋流時NO體積濃度要低于外入口加入旋流時