等離子體射流助燃低熱值氣體燃料的實驗研究.pdf

1、等離子體助燃技術是實現(xiàn)高效清潔燃燒技術的新途徑，對于解決電力和鋼鐵行業(yè)的污染問題，保證經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。將鋼鐵行業(yè)中產生的低熱值煤氣高效利用，不僅節(jié)能而且還可有效減少污染物的排放。本文采用實驗研究的方法，以不同氣體作為放電工質，研究等離子體射流放電電學特性、發(fā)射光譜特性、助燃特性及冷態(tài)流場及相互間內在聯(lián)系，并分析總結等離子體射流助燃低熱值氣體燃料的強化機制。主要研究內容如下:
　　(1)分別以空氣、氮氣以及氮/氫混合物

2、作為等離子體射流發(fā)生器的放電工質，在不同流量、不同含氫量設定條件下，研究放電的電學參數(shù)、以及生成活性粒子的光譜變化規(guī)律。研究結果表明，當采用不同放電工質以及不同流量設定時，放電的功率、發(fā)射光譜均有區(qū)別，同時過高流量設定不僅造成放電波形震蕩，還抑制平均放電功率。
　　(2)分別以空氣、氮氣作為放電工質，研究不同放電工質流量下稀態(tài)熄火極限變化規(guī)律;以空氣作為放電工質，研究在等離子體射流助燃前后，不同成份濃度低熱值合成氣熄火極限的變化規(guī)

3、律。研究結果進一步驗證等離子體助燃的機理主要為化學效應，揭示利用等離子體射流助燃存在最佳流量值，過高的流量甚至將抑制燃燒。
　　(3)結合PIV（粒子圖像測速法）以及LDV(激光多普勒測速法)兩種速度測量技術各自的優(yōu)點，從流場的流線、軸向速度分量、徑向速度分量以及切向速度分量這幾個方面，深入分析研究在等離子體射流發(fā)生器放電前后冷態(tài)速度場的變化規(guī)律。研究結果表明，等離子體射流助燃機理不局限于提供鏈式反應的活性粒子，還通過改變區(qū)域流場