低熱值生物質氣生物質燃燒機的影響因素及優化的數值模擬
摘要：對3種低熱值生物質氣生物質燃燒機進行了全尺寸的三維燃燒數值模擬，比較了熱態下不同燃燒器出口的流動和燃燒特性。結果表明：部分預混生物質燃燒機射流剛性好，中心回流區逆向速度*大，主流直徑*小，燃燒溫度*高，且高溫區域分布廣。進一步研究了噴口型式對部分預混生物質燃燒機燃燒效率的影響，得出了該生物質燃燒機的*佳噴口形式。
本文所研究的3種生物質燃燒機為工業實際裝置，以煤礦井下抽放生物質氣[11為燃料。該生物質氣經SC-2000氣相色譜儀分析，其所含主要可燃成分是CH4，體積分數在30%～32%之間；其余是N2和C02等不可燃氣體。生物質氣低位熱值約為11000 kJ /ri3。決定混合氣體燃燒特性的主要因素是可燃氣體濃度，利用CH4體積比為30%的混合氣體對上述生物質燃燒機進行研究是可行的。
生物質燃燒機按照燃燒方式可分為完全預混式燃燒器、部分預混式生物質燃燒機和擴散式生物質燃燒機。其內部是復雜的三維流場，物理模型實驗研究受實驗條件的限制，無法對生物質燃燒機的燃燒狀況及流場得到全面的了解。隨著湍流流動和燃燒模型的不斷完善以及計算機技術的飛速發展，數值模擬逐漸成為研究燃燒器的燃燒、流動等問題的常用方法。本文建立燃燒器完整真實的三維幾何結構，對3種生物質燃燒機在100%熱負荷下進行了全尺寸的燃燒數值模擬，并進一步研究了生物質燃燒機的*佳結構形式。 |
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