爐灶一體式生物質(zhì)氣化爐灶頭設(shè)計及氣風(fēng)混合室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、針對目前戶用型爐具的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上還存在著很多問題和缺陷，本研究從提高一體式生物質(zhì)氣化爐的燃燒熱性能出發(fā)，進(jìn)行了一體式生物質(zhì)氣化爐灶頭的設(shè)計及計算，采用CFD技術(shù)對不同結(jié)構(gòu)的氣風(fēng)混合室內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，并且對不同結(jié)構(gòu)的氣風(fēng)混合室進(jìn)行了燃燒熱性能試驗，確定了最佳的氣風(fēng)混合室內(nèi)壁結(jié)構(gòu)。另外，通過燃燒熱性能試驗分析了二次風(fēng)流量對灶頭燃燒熱性能的影響，揭示了灶頭燃燒熱性能隨二次風(fēng)流量變化的規(guī)律。本研究為爐灶一體式生物質(zhì)氣化爐

2、氣風(fēng)混合室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和燃燒條件提供了理論依據(jù)和科學(xué)數(shù)據(jù)。本研究主要得出以下結(jié)論：
　　⑴設(shè)計了一套適用于爐灶一體式生物質(zhì)氣化爐的專用灶頭，包括氣風(fēng)混合室、大火蓋、小火蓋和分流管。其中氣風(fēng)混合室的結(jié)構(gòu)采用切向進(jìn)氣口和切向進(jìn)風(fēng)口的形式，實現(xiàn)了二次風(fēng)與氣化氣在混合室內(nèi)切向循環(huán)，可形成旋流；大火蓋設(shè)計為切旋式，呈錐體，火孔形狀為條形，火孔總面積為373mm2，火孔總數(shù)為19個，使灶頭的額定熱流量達(dá)到了2.0kW，可保證火焰與鍋底充分接觸；

3、小火蓋設(shè)計為帽形，火孔形狀為圓柱形，火孔總面積為140mm2，火孔總數(shù)為20個，確保灶具不發(fā)生脫火和回火；分流管設(shè)計為錐形，上錐度直徑為30mm，下錐度直徑為90mm，該結(jié)構(gòu)使混合氣合理分配到大小火蓋上，保證了火焰的均勻分布。
　?、茷楦纳茪怙L(fēng)混合效果，達(dá)到提高燃燒效率和火力強(qiáng)度的目的，在柱面式氣風(fēng)混合室的基礎(chǔ)之上又設(shè)計了錐面式和拋物面式氣風(fēng)混合室，采用Fluent軟件對3種氣風(fēng)混合室進(jìn)行了流場數(shù)值模擬。流場模擬結(jié)果表明，柱面式混

4、合室內(nèi)氣風(fēng)速度分布不均勻，存在獨立渦流，能量損耗較大，氣風(fēng)混合效果較差，并且在上升過程中有回流出現(xiàn)，阻礙氣流上升；錐面式和拋物面式氣風(fēng)混合室內(nèi)氣風(fēng)混合室外側(cè)與內(nèi)側(cè)壓差較大，氣風(fēng)沿切向向室內(nèi)中心螺旋向上匯聚，氣風(fēng)混合效果較好，對氣風(fēng)混合效果有顯著改善。
　?、菧y試分析了3種結(jié)構(gòu)的氣風(fēng)混合室時灶頭的燃燒熱性能，燃燒熱性能試驗表明，在相同二次風(fēng)流量下，柱面式氣風(fēng)混合室的熱效率和火力強(qiáng)度低，僅為17.49％和1.11kW；而錐面式和拋物面