MILD氧燃燒噴嘴結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、化石燃料在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體和氣體污染物，如溫室效應(yīng)氣體CO2、粉塵顆粒物、NOx、SO2等，嚴(yán)重危害人類的身體健康并影響人類正常的社會(huì)活動(dòng)。因此研發(fā)高效率、低污染的環(huán)保型燃燒技術(shù)是目前工業(yè)燃燒領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。MILD燃燒技術(shù)具有無火焰、低噪音、低污染物排放的環(huán)保特點(diǎn)；氧燃燒技術(shù)雖然提高了火焰溫度、燃燒強(qiáng)度及燃燒的效率，卻造成大量污染物排放。因此，基于MILD燃燒技術(shù)與氧燃燒技術(shù)相結(jié)合的MILD氧燃燒技術(shù)可以更好的實(shí)現(xiàn)高效

2、、低污染的要求。
　　本文以非對(duì)稱射流噴嘴結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并搭建MILD氧燃燒實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用燃燒實(shí)驗(yàn)與CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)“非對(duì)稱射流噴嘴結(jié)構(gòu)”的操作性能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行研究。
　　實(shí)驗(yàn)研究包括冷態(tài)、熱態(tài)兩部分。其中冷態(tài)實(shí)驗(yàn)是利用高精度的熱線風(fēng)速儀對(duì)直徑3mm、角度11°的非對(duì)稱射流噴嘴通入相同當(dāng)量比的不同流量空氣，研究噴嘴附近速度的分布變化規(guī)律。熱態(tài)實(shí)驗(yàn)包括空氣-丙烷MILD燃燒和氧氣-丙烷MILD燃燒，空氣MI

3、LD燃燒實(shí)驗(yàn)是MILD氧燃燒的實(shí)踐基礎(chǔ)和理論來源，可以用空氣MILD燃燒實(shí)驗(yàn)去探究MILD氧燃燒的可操作性能。為MILD氧燃燒實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了3組不同的氣體流量，選取彌散效果最佳的一組對(duì)應(yīng)的操作參數(shù)，作為數(shù)值模擬研究的速度參照。本文應(yīng)用FLUENT軟件采用standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε三種湍流模型進(jìn)行冷態(tài)數(shù)值模擬，分析發(fā)現(xiàn)RNG k-ε模型與冷態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果最相符，利用RNG k-ε模型對(duì)不同直徑和角度噴嘴

4、燃燒情況進(jìn)行熱態(tài)數(shù)值模擬，分析對(duì)比濃度場、溫度場的分布情況，并對(duì)噴嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)與模擬研究結(jié)果得出以下結(jié)論：
　　1、熱線風(fēng)速儀實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了非對(duì)稱射流噴嘴結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定氣速的特點(diǎn)，這有利于高速氣體均勻充分混合，有利于實(shí)現(xiàn)MILD燃燒方式；
　　2、熱態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)非對(duì)稱射流噴嘴結(jié)構(gòu)操作性能的研究，發(fā)現(xiàn)丙烷流量0.8m3/h，氣速31.45m/s；氧氣流量4m3/h，氣速157.27m/s時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)MILD氧燃燒；