生物燃油燃燒機(jī)的設(shè)計及噴嘴霧化特性仿真研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源的保有量逐漸減少，給環(huán)境帶來壓力日益顯著，所以人們對優(yōu)質(zhì)綠色能源的需求變得格外迫切。生物燃油作為新興的可再生能源，由于其具有能量密度高、易儲存與運輸、燃燒產(chǎn)物符合綠色環(huán)保等特點已經(jīng)得到了世界各國政府的高度關(guān)注，使得制取和提煉生物燃油的技術(shù)得到了充分的發(fā)展。實現(xiàn)生物燃油利用的最大化對緩解全世界的石油壓力以及環(huán)境壓力都有著重要的意義。
　　本文是以國家863高技術(shù)項目“斜板槽式低能耗精控加熱型生物

2、質(zhì)快速裂解制生物燃油及混合乳化燃料新技術(shù)”為基礎(chǔ)，根據(jù)東北林業(yè)大學(xué)生物質(zhì)能工程技術(shù)中心所研制的生物燃油為樣本，對適用于工業(yè)中的生物燃油燃燒機(jī)進(jìn)行研發(fā)設(shè)計。本文通過分析，對生物燃油的理化特性和燃燒特性進(jìn)行較為深入的研究;在擬定噴油量的前提下，確定燃燒機(jī)的功率為2000kW，燃燒效率在90％以上;將燃燒機(jī)劃分為各個系統(tǒng)組件，分別對其進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計理論計算;從燃燒產(chǎn)物、燃燒噪聲以及燃燒效果等方面對生物燃油燃燒機(jī)進(jìn)行完善和強(qiáng)化;應(yīng)用Pro/e軟

3、件對生物燃油燃燒機(jī)整機(jī)進(jìn)行三維建模;最后應(yīng)用Fluent軟件對影響生物燃油燃燒機(jī)噴嘴霧化特性優(yōu)劣的因素進(jìn)行仿真分析。
　　本文經(jīng)過詳細(xì)地燃燒計算彌補(bǔ)生物燃油燃燒理論方面的欠缺，得到其燃燒所需空氣量為6.37m3/kg，燃燒產(chǎn)生煙氣量為6.23 m3/kg，燃燒溫度為1840℃;提出雙噴嘴并聯(lián)式噴油的設(shè)計方案;設(shè)計出一種能夠滿足生物燃油燃燒所需空氣量的配風(fēng)裝置;確定以帶傳動作為燃燒機(jī)主要的傳動方式;結(jié)合射流理論設(shè)計出一種出口直徑為2

4、60mm的擴(kuò)壓器式燃燒室;完成生物燃油燃燒機(jī)Pro/e的建模;討論霧化劑對噴嘴霧化特性的影響，總結(jié)出對于生物燃油這類黏度較大的燃油必須要使用高壓空氣作為霧化才能達(dá)到良好的霧化效果，并做出其體積分布、速度矢量以及壓強(qiáng)分布等云圖，霧化后的小液滴的速度為30.9m/s。
　　本文通過對生物燃油燃燒機(jī)的Pro/e建模以及其霧化噴嘴進(jìn)行Fluent仿真模擬，為這種燃燒設(shè)備的市場化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。本文對生物燃油燃燒機(jī)設(shè)計理論的探索實為首創(chuàng)，為