旋流对天然气高温空气燃烧特性影响的数值模拟

【摘要】：以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个新型轴向旋流式单烧嘴燃烧室内天然气的高温空气燃烧特性进行了数值研究。采用数值模拟的方法研究了同心式轴向旋流燃烧器(HCAS bumer)中螺旋肋片的旋转角度对燃烧特性的影响,其中湍流采用Reynolds应力模型,气相燃烧模拟采用β函数形式的PDF燃烧模型,采用离散坐标法模拟辐射换热过程,NOX模型为热力型与快速型。计算结果表明,对预热空气采用旋转射流时,能明显降低NOX生成量。对于HCAS型燃烧器,随着空气射流旋转角度的增大,燃烧室内的回流区域增大增强,降低了局部的氧体积分数分布,燃烧室中平均温度和最高温度都有所增加,且燃烬程度大幅度提高,而局部高温区缩小,只在靠近入口处出现。总的NOX排放量随着空气射流旋转角度的增大先减小,后增大。因此,适当调整肋片的旋转角度可以降低NOX生成量。 【作者单位】： 东华大学环境科学与工程学院;
【关键词】： 工业炉 高温空气燃烧 同轴旋流燃烧器 数值模拟
【分类号】：TK16
【正文快照】： 高温空气燃烧技术(High Temperature Air Combus-tion)通过高效蓄热设备回收烟气的显热,并用于预热燃烧所需的空气,同时最大程度地降低燃烧空气中的氧气浓度,从而大幅度地实现了节能和降低NOx排放量的双重目的,在钢铁冶金、机械、陶瓷等行业有广阔的应用前景。过去20几年来,

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