生物柴油燃燒模型及火焰特性實驗研究.pdf

1、生物柴油是一種市場推廣潛力巨大、節(jié)能、環(huán)保的生物質能利用形式。生物柴油目前主要應用于內燃機，其在工業(yè)爐內的應用與研究少之又少。本文對生物柴油在爐內燃燒的火焰特性進行了研究，以此帶動生物柴油在該領域的拓展，為進一步優(yōu)化生物柴油在爐內燃燒工況以及工業(yè)爐的設計提供參考。
　　針對生物柴油基于元素平衡、化學平衡和能量平衡建立燃燒數(shù)學模型，分析在理論燃燒溫度下其燃燒產物組分的規(guī)律。結果表明:1）助燃空氣溫度20℃時，CO、H2O摩爾分數(shù)隨著

2、空氣過量系數(shù)的增大而減小，O2逐漸增大，O、H、OH和H2摩爾分數(shù)都在10-6的量級以下且隨著空氣過量系數(shù)的增大而減小;2）提高助燃空氣溫度時，燃燒產物摩爾分數(shù)變化不大。
　　對生物柴油在爐內燃燒的火焰特性進行實驗，研究火焰區(qū)域的溫度場和濃度場規(guī)律。結果表明:1）生物柴油應用于旋流燃燒器時軸線上溫度較低;在垂直高度上，火焰整體有上揚的趨勢。常溫下空氣過量系數(shù)在1～1.15范圍內增加時，火焰高溫區(qū)逐漸向燃燒器端口靠近。助燃空氣溫度為

3、500℃、空氣過量系數(shù)在1～1.15范圍內增加時，燃燒火焰局部高溫區(qū)越來越集中。助燃空氣溫度提高時，火焰溫度逐漸升高，高溫區(qū)域面積增大;2)NO濃度沿軸線方向逐漸升高，中心軸線外兩條測量線上的NO濃度要高于軸線上NO濃度，且波動不大。沿火焰軸線CO2體積濃度隨著距離燃燒器的位置的增加逐漸增大，到達峰值后又緩慢的回落;3）火焰中NO、CO2濃度分布與溫度分布有極高的相似性，溫度高于850℃時，NO濃度明顯提高，快速型NO的貢獻更大，超過9