MILD氧燃燒噴嘴結構的研究.pdf

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

2、、低污染的要求。
　　本文以非對稱射流噴嘴結構為研究對象，設計并搭建MILD氧燃燒實驗平臺，采用燃燒實驗與CFD數(shù)值模擬相結合的方法對“非對稱射流噴嘴結構”的操作性能和結構優(yōu)化進行研究。
　　實驗研究包括冷態(tài)、熱態(tài)兩部分。其中冷態(tài)實驗是利用高精度的熱線風速儀對直徑3mm、角度11°的非對稱射流噴嘴通入相同當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)實驗包括空氣-丙烷MILD燃燒和氧氣-丙烷MILD燃燒，空氣MI

3、LD燃燒實驗是MILD氧燃燒的實踐基礎和理論來源，可以用空氣MILD燃燒實驗去探究MILD氧燃燒的可操作性能。為MILD氧燃燒實驗設計了3組不同的氣體流量，選取彌散效果最佳的一組對應的操作參數(shù)，作為數(shù)值模擬研究的速度參照。本文應用FLUENT軟件采用standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε三種湍流模型進行冷態(tài)數(shù)值模擬，分析發(fā)現(xiàn)RNG k-ε模型與冷態(tài)實驗結果最相符，利用RNG k-ε模型對不同直徑和角度噴嘴

4、燃燒情況進行熱態(tài)數(shù)值模擬，分析對比濃度場、溫度場的分布情況，并對噴嘴的結構進行優(yōu)化。根據(jù)實驗與模擬研究結果得出以下結論：
　　1、熱線風速儀實驗驗證了非對稱射流噴嘴結構在穩(wěn)定氣速的特點，這有利于高速氣體均勻充分混合，有利于實現(xiàn)MILD燃燒方式；
　　2、熱態(tài)實驗對非對稱射流噴嘴結構操作性能的研究，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，能夠實現(xiàn)MILD氧燃燒；