水煤浆喷雾及煤粉的着火动力参数的测定

一、前言 水煤浆的燃烧是一个复杂的物理化学过程。对其燃烧机理的研究,已进行了单滴蒸发与着火试验,小流量喷雾着火温度的测定,水煤浆燃烧效率的测试。而对水煤浆的着火动力常数的研究则有待开展。     

多环形逆向分布射流流场特性的分析

一、前言 水煤浆与油、瓦斯相比,在燃烧性能方面存在着潜在问题:诸如水煤浆雾不易着火,火焰温度和释热率低;火焰不易稳定和燃烧不易完全等。虽然目前水煤浆已能在工业锅炉中燃烧,但上述这些问题仍是水煤浆燃烧的主要问题。 为了稳定燃烧往往采用旋转气流或不良流线体的方式。但对于水煤浆和低等级煤粉燃烧,这类方式可能不是太理想,还不足以解决上述的潜在问题。这主要是煤粒的燃尽时     

煤浆燃烧特性的实验研究

一、前言 近年来已有许多学者对煤浆的燃烧特性进行了大量的理论及实验研究。 如黄兆祥、吴忆峰等研究了水煤浆粒度配比对流动性及着火温度的影响;岑可法等将水煤浆燃烧分为蒸发、挥发份析出及燃烧和固定碳燃烧三个阶段;付维标等认为在强迫对流下,随来流速度的增加水煤浆滴着火温度提高,着火时间提前;T.Sakai和M.Saito认为油煤     

多环形逆向分布射流稳定和强化煤粉及水煤浆燃烧

一、前言 稳定燃烧低等级和劣质煤粉,电站锅炉低负荷稳定运行及节省点火用油,开发水煤浆应用技术,这些都是节能工作中的重要方面,但都又面临着因之而引起的燃烧问题需要解决.随着各国能源政策的变化,燃料结构随之变化,水煤浆、低等级和劣质煤以及低热值燃料的开发利用,传统的稳定火焰方式渐感不足,从而要求燃烧技术有个发展.国内外在燃烧新技术的探索上进行了不少的工作,有的取得了成绩.作者于1985年提出了环形逆向分布射流稳定燃烧水煤浆和煤粉新方式.     

降低水煤浆雾炬燃烧氮氧化物(NO_x)排放的研究

一、前言 本文在水煤浆复合前置燃烧装置研究的同时,在研究煤及水煤浆NO,生成机理的基础上,开展了水煤浆雾炬燃烧过程中NO,生成的研究。 二、实验装置及方法介绍 试验是在复合前置燃烧试验装置上进行的,如图1所示。     

采用偏置射流预燃室稳定燃烧水煤浆的原理及应用研究

水煤浆作为经济型清洁燃料引起了人们的长期关注．水煤浆偏置射流预燃室具有对浆种适应性强，稳燃性能好等特点．本文对偏置射流预燃室稳定燃烧水煤浆的原理进行了探讨，并对该燃烧技术用于处理造纸黑液的研究情况作了介绍．结果表明，采用低压多级雾化喷嘴对水煤浆进行雾化，形成的雾炬和偏置射流预燃室的流场有良好的匹配，在预燃室内形成大尺度的回流区，有利于水煤浆的点火、稳燃和消除灰渣．     

水煤浆多级气动喷嘴的喷雾特性研究

本文研究了一种多级气动喷嘴对水煤浆燃料的喷雾特性。采用实验的方法研究了水煤浆性质（动态表面张力和表观粘度）、喷嘴操作工况和喷嘴几何结构对射流雾化细度的影响,给出喷嘴雾炬轴向粒度分布,并对相关结果进行了分析。     

水煤浆在火炬试验炉内燃烧试验研究

一、引言 将一定细度的洗选精煤与水及少量添加剂均匀混合,可制成一种浓度高、便于输送、雾化、燃烧和储存的浆状燃料——水煤浆(CWM).这种燃料为实现以煤代油、高效率蒸汽燃气联合循环、低NO_x、SO_2排放及管道输煤的终端处理等提供了新的途径,为此需要进行一系列的研究.本文介绍CWM在火炬试验炉内一些燃烧特性试验的初步结果.     

初始条件对喷雾火焰着火影响的大涡模拟研究

本文基于LES-LEM模拟方法开展了不同环境温度、压力条件下正庚烷喷雾火焰的大涡模拟研究。首先,通过与ECN喷雾燃烧基础数据库(Engine Combustion Network,ECN)中的实验结果进行对比,发现LE-LEM方法预测的着火延迟期和火焰浮升长度与实验值非常符合。因此,基于此分析了不同发动机工况下喷雾燃烧的着火和燃烧过程。结果显示高温火核首先出现在浓混合气区域,同时,喷雾火焰中同时存在预混和非预混燃烧。计算结果显示燃烧能够使喷雾火焰加速向下游发展,但高环境压力又能抑制喷雾火焰向下游运动。     

基于欧拉喷雾与火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型的PRF燃料喷雾燃烧模拟研究

在开源计算流体软件OpenFOAM环境下,将基于欧拉方法的Σ-Y喷雾模型与非稳态火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型相耦合,发展用于高温高压环境中液体燃料喷雾湍流燃烧高精度计算模型,分别对非燃烧和燃烧工况下的五种典型参比燃料(Primary Reference Fuel,PRF)的燃油喷射雾化与湍流燃烧过程开展数值研究。结果表明：该新型耦合模型能够准确的预测PRF燃料的喷雾和着火燃烧特性;所开发的重构数值喷雾纹影图像和燃烧OH^*图像处理方法能够很好地捕捉到试验的滞燃期、火焰浮起长度及喷雾火焰结构;研究揭示了不同比例的PRF燃料对喷雾及着火燃烧过程的影响特性,为替代燃料在发动机上的高效应用提供了理论指导。     

水煤浆滴燃烧过程的简化数学模型

作者以前的工作表明水煤浆滴的燃烧过程可分为水份蒸发、挥发份析出燃烧和焦团燃烧三个有重迭的阶段。本文根据实验数据对这三个阶段进行分析的基础上提出了水煤浆滴燃烧过程的简化数学模型,并与实验结果进行了对照。     

油束撞击形成混合气及其燃烧过程的机理研究

本文介绍了用多次喷雾叠加摄影与激光粒子分析技术对燃油喷雾撞击前后的粒径、贯穿度以及喷雾锥角等因素变化所进行的观察和测量以及介绍了利用双像高速摄影技术对燃油束撞击雾化形成的混合气以及燃烧过程特点的研究。结果表明,燃油经撞击后可显著地增大油束扩散角、不同程度地影响了燃油束的贯穿度,但对燃油束撞击前后滴径变化的影响不大。混合气形成及其燃烧过程的高速摄影研究结果表明,燃油束撞击雾化对加快燃油与空气的混合并促进其火焰扩展起到重要作用。另外撞击反弹方向和喷油压力等也是影响混合气形成和燃烧的重要因素。     

旋流喷雾燃烧的直接数值模拟

对三维旋流喷雾燃烧进行了初步的直接数值模拟,其中液滴蒸发采用无限热传导蒸发模型描述,气相燃烧采用自适应单步反应机理,液滴的跟踪在拉格朗日框架中进行。模拟结果表明,喷雾燃烧的火焰结构十分复杂,仅采用传统的非预混燃烧模型是不够的。在蒸发和燃烧共存并存在强烈相互作用的区域,组分与混合物份额之间存在着复杂的关联,这给发展精确的湍流喷雾燃烧模型带来了挑战。     

3MW_(th)富氧燃烧煤粉锅炉的数值模拟研究

以国内首台3 MW_(th)富氧燃烧煤粉锅炉为研究对象,借助CFD软件对煤粉空气燃烧和富氧燃烧工况进行数值模拟研究。通过与实验结果对比发现,模拟得到的炉膛温度分布、换热量以及出口组分与实验测量结果吻合,这表明本文使用改进的辐射特性模型以及4步化学反应机理能够很好地预测炉内温度、传热以及烟气组分分布。通过模拟研究,对比分析了空气燃烧与富氧燃烧的炉内特性。研究结果表明:富氧燃烧时,CO_2的显著增加使得燃烧器区域出现高浓度CO;富氧燃烧的整体温度分布与空气燃烧相似,但峰值温度有较大的降低;炉内辐射传热较空气燃烧略有下降。     

不对称射流——另一种新的煤粉火焰稳定燃烧的空气动力学原理

本文提出了利用不对称射流稳定和强化燃烧低质煤粉和水煤浆的空气动力学原理。根据这个原理,研制了一种一次风偏置并且稍有倾斜的新型预燃室。在预燃室的上半部不对称射流产生一个大的回流区。煤粉颗粒和水煤浆能够被直接送入该回流区中。特定的三维空气动力场和煤粉浓度的分布对点火、稳燃和消除灰渣是十分有利的。这类偏置射流预燃室已被证明能够燃烧挥发分10％,灰分30％的低质煤粉和挥发分10％,水分30％的难燃水煤浆。在燃烧过程中预燃室内不积灰不结渣。目前它已被成功地用于工业锅炉和电站锅炉的点火启动和低负荷(50％)稳燃、并且收到了大幅度节油的效果。     

高速数字全息测量乙醇喷雾火焰中液滴三维位置、粒径及蒸发率

喷雾蒸发燃烧的研究对指导发动机燃烧系统设计具有重要意义。本文搭建了高速数字全息系统,在线测量乙醇喷雾火焰中液滴的粒径、三维位置、速度及蒸发率。对喷雾火焰中的液滴进行了统计分析,得到液滴粒径及三维空间分布。燃烧喷雾场液滴的平均粒径为68μm;非燃烧火焰测试区液滴数量多且较密集,燃烧火焰测试区液滴数量少且稀疏.追踪单液滴并处理得到湍流火焰中液滴的运动轨迹及速度。通过研究粒径的平方D2随停留时间ts的变化,测得液滴平均蒸发率为-3.343×10-7 m2/s.     

四角切圆燃煤锅炉燃烧嗓音和炉墙振动频谱特性的试验研究

本文介绍了对国产300吨／时锅炉燃烧噪音和炉内气压波动的测试情况，在测试中用磁带记录仪记录燃烧噪音和炉内压力波动信号，然后进行了频谱分析。结果表明，燃烧噪音的大小和炉墙振动的大小都随着负荷增加而增加，这表明了燃烧动力学是引起炉墙结构振动的主要原因之一。     

在定容燃烧装置中进行柴油机喷雾特性的研究

本文报道了作者在自行设计的高温高压燃烧装置中,对柴油机的喷雾特性进行了研究。在实验中,用高速纹影摄影技术观察研究了燃烧室中的空气温度、空气压力、空气涡流以及喷孔直径对喷雾贯穿距离、喷雾锥角、喷雾形状和喷雾碰壁反溅现象的影响,并得出了相应的结论。     

含甲缩醛柴油喷雾和燃烧排放特性的试验研究

应用激光相位多普勒技术测量了含甲缩醛柴油喷雾的速度场和粒径场,在直喷式柴油机上研究了该含氧混合燃油的燃烧排放特性。结果表明,添加甲缩醛可改善柴油的雾化,增加喷雾轴线上的粒子速度,但减小喷雾锥角;同时以远大于其加入的比例降低柴油机排气烟度,但对氮氧化物的排放影响不大。柴油机采用甲缩醛作燃油添加剂时,需改造燃油系统。     

新型液体火箭发动机燃烧不稳定性研究

应用CFD方法对新型液体火箭发动机燃烧过程进行全尺寸数值模拟。首次有针对性地系统得出了混合比、液氧喷雾初始尺寸分布、缩进区液氧蒸发质量对氢氧火箭发动机燃烧振荡的影响规律,评估了1轮毂3径向喷嘴隔板抑制燃烧振荡的效果,并对氢氧、液氧/甲烷两种火箭发动机的燃烧不稳定性特征进行了对比分析。结果表明:存在某一特定的混合比、喷雾液滴直径、缩进区液氧蒸发质量敏感区间,易导致不稳定燃烧;喷嘴轮毂隔板可很好地抑制燃烧振荡;氢氧、液氧/甲烷燃烧分别以高频和低频压力振荡为主。