稀氧部分预混/富氧补燃（ODPP/OESC）二维狭缝燃烧过程的数值模拟

【摘要】：稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)的工作原理是:将碳氢燃料与稀氧在某一当量比下进行部分预混,进入燃烧室,形成还原性气氛的动力火焰;在动力燃烧区外测和下游,利用富氧组织未燃尽的燃料及还原性产物的扩散燃烧过程。通过调节稀氧浓度和部分预混当量比等工作参数,来调制动力燃烧区燃料氧化剂的浓度分布,以达到降低化学反应速率、增厚动力火焰锋面、均匀反应区温度的目的,实现对主燃区内温度型NOx的控制。本文根据二维狭缝实验装置建立几何模型,模拟研究了总体当量比、部分预混当量比、稀氧浓度等影响二维浓度梯度分布的因素对火焰结构、反应机理及污染物排放的影响。通过在总体当量比为Φt=0.65、0.8、0.9,中心预混当量比Φp=1.2、1.3、1.4以及稀氧氧浓度α=17%、18%、19%、20%等工况进行对比模拟,获得最佳排放和燃烧效率的工况是:总体当量比为0.8,中心预混当量比为1.3、1.4,稀氧浓度在18%时,NO排放量控制在较低水平。本文还将模拟结果和实验诊断结果进行了对比,研究发现,模拟结果和实验诊断结果的火焰结构和排放规律一致,利用数值模拟方法来研究稀氧部分预混/富氧补燃过程是可行的,稀氧部分预混/富氧补燃过程对提高燃烧效率、改善污染物的排放特性非常有效。
【关键词】：稀氧部分预混/富氧补燃 火焰结构 浓度分布 NOx 数值模拟
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK16