气体再燃燃烧器喷口流动特性冷态实验研究

燃烧技术的研究方法以及喷嘴数值模拟的步骤及其功能的数值计算1、喷嘴燃烧技术的研究方法为了研究开发出高效率、低能耗、少污染的燃烧装置和技术，采用的研究方法包括物理模拟(或称模拟试验)、工程应用和计算机数值模拟等。

1)物理模拟也就是通常采用的模型试验研究，一般包括缩型的总体模化、局部模化和分过程模化。

其中缩型模化如将大型锅炉的燃烧器和炉膛设计成小型试验件，进行冷态和热态试验，姒此结果推广到大型设备上。

如将整台航空燃气轮机置于高空舱里模拟高空状态，录测其性能，则需要庞大、复杂的没备，整个试验耗资巨大。

另外，也可采用局部模化，又可分为局部设备的模化，如单个燃烧器模化、单个喷嘴的模化；以及燃烧过程中的子过程模化，如着火过程、冷却结构物性、水流显影和冷吹风的流动特性试验等。

物理模拟总是希望以小尺寸、低工作参数(压力、流量、温度等)的模型，最经济地获取有关数据和性能。

要使模型和原型中极其复杂的湍流有反应两相流动完全相似，需要维持几个相似准则相等，实际上是难以办到的，只可保留少数假设为重要准则，使实验模型只能定性上与原型相似，甚至产生失真。

例如，水流模拟试验主要应满足雷诺相等；喷嘴模化试验应满足喷雾锥角和燃油分布与真实状态相同或相近，另外燃料相同，雾化质量相同等，往往在喷嘴结构上要进行修改，也难于真实模拟。

除了上述物理模拟弊端外，加之现代燃烧室(特别是高性能航空燃气轮机上的)加工费和试验费用十分昂贵，多方案的试验模拟耗资尤其巨大。

但是人们还在发挥它的作用，仍被采用。

2)工程应用的研究方法燃烧技术的研究更多的是现场的技术改造、设备更新和新产品设计。

这种方法简易且经济，但是当改造和设计方案出现失误时，将会花费更多投入，因此必须在一定技术储备或有所借鉴条件下进行，才稳妥可靠。

3)喷嘴数值模拟电子数字计算机的出现，使得科学研究和]：程设计计算中的复杂问题有了求解的可能性。

20世纪70年代以来，数值模拟研究方法是现代数字计算机、数值分析学、汁算流体力(CFD)数值传热学(NH)、计算燃烧学(CCD)摄新发展和相互结合的结果。

喷管中气体流动基本特性实验报告喷管中气体流动基本特性实验报告一、实验目的1. 验证并进一步对喷管中气流基本规律的理解。

牢固树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。

2. 掌握喷管实验装置的实验原理、实验方法和操作步骤，比较熟练地用热工仪表测量压力（负压）、压差及流量。

3. 测量并绘制喷管内的压力分布曲线及流量曲线，做出定性的解释。

二、实验原理喷管是一些热工设备的重要部件，这些设备的工作过程和喷管中气体的流动过程有密切的关系。

实验观察气流完全膨胀时沿喷管各界面的压力变化，测定流量曲线和临界压力比，可以帮助了解喷管中气体流动现象的基本特性，并且通过观察渐缩渐扩喷管中膨胀不足和膨胀过度的现象，还可进一步了解工作条件对喷管中流动过程的影响。

气体在喷管的流动过程中，气体的状态参数P 、V ，流速C 和喷管截面积f 之间的基本关系可用下面三个方程表示：cdc f df v dvf df c dc vdp cdc M )1(02-==-+-= （4-1）式中：M 为马赫数，是表示气体流动特性的一个重要特性值。

M<1时，表明气体流速小于当地音速，M>1时，气体流速大于当地音速，气体作超音速流动。

方程指出：气体流经喷管时，压力降低，流速增大，喷管的截面积亦随之变化，而喷管的截面变化情况则取决于Ｍ值．1) 当气流流速小于音速（即Ｍ<1）时，欲使流速增大，喷管截面应该是收缩的； 2) 当气流流速大于音速（即Ｍ>1）时，喷管截面应该是扩放的；3）当流速等于音速时，喷管截面最小，此处正是气流流速由亚音速过渡到超音速，喷管由收缩形过渡到扩放形的转折点。

这点的参数称为喷管的临界参数，用脚码C 表示，如临界压力P C 、临界流速C C 等等。

1．渐缩喷管气体流经喷管的膨胀程度可以用喷管的背压P 2与进口压力P 1之比β表示。

PP12=β称为压力比。

而气体在渐缩喷管中膨胀所能达到的最低压力，是使喷管出口的气流速度达到当地音速的压力，即临界压力P C 。

收稿日期:2005-01-13高增丽(1973～　),硕士;255049　山东省淄博市。

高温空气燃烧技术中炉膛内流场的冷态模拟及实验高增丽(山东理工大学材料学院)　邢桂菊(鞍山科技大学)摘　要　高温空气燃烧技术是一种新型燃烧技术,因为其成功实现了节能和低NO x 排放,已经越来越引起人们的重视。

本文着重介绍了回流对于高温空气燃烧中的高效热回收率、温度场均匀以及低NO x 排放所起的作用,并参考一加热炉对流场进行冷态模拟,对其结构进行优化,同时进行了相应的实验。

关键词　高温空气燃烧　回流　蓄热炉Numerical simulations of fluent f ield under normal condition and experiment in burner in high temperature air combustion technologyG ao Zengli(Shandong University of Technology Material Academy )Xing Guiju(Anshan University of Science and Technology )Abstract High temperature air combustion technology is a new combustion technology ,which has received much attention for its accom plishment not only in energy saving but also low nitric oxide e 2mission.The article mainly introduces that circumfluence makes contribution to high heat recovery rate and even temperature field and low NO x emission ,and simulates flowing field by using air under normal condition.Besides ,the article describes how to o ptimize construction of regenerator and the result was compared with corres ponding experiment.K eyw ords high temperature air combustion circumfluence regenerator1　前言高温空气燃烧技术源于蓄热燃烧技术,1856年法国WillamSiemens 兄弟发明了蓄热室,使炉膛内烟气和冷空气交替通过蓄热室,以获得1000～1200℃的高温,该技术1861年应用于大型的高温玻璃熔炼炉,1862年英国的British G as 公司和Hotwork 公司携手合作开发出蓄热燃烧器,此称为第一代蓄热燃烧技术。

喷气再燃降低NO_x排放炉内混合状况冷态模拟实验
李友荣;吴双应;卢啸风;詹跃航;郑强
【期刊名称】《重庆大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2001(24)3
【摘要】分析了采用喷气 (天然气 )再燃技术降低燃煤锅炉NOx排放的基本原理 ,根据冷态模化原理建立并完善了冷态模拟实验台 ,用热空气代替天然气喷入炉膛 ,进行了炉内混合状况的冷态模拟实验研究。

根据动量、热量和质量传递过程的相似性 ,提出了通过测试炉内温度场的均匀性来反映炉内混合状况的方法 ,并在不同工况下对炉内温度进行了测试 ,计算出了不同工况下不同截面温度场的均方差 ,分析了喷射流量和喷嘴位置对炉内混合状况的影响。

【总页数】4页(P117-119)
【关键词】NOx排放;气体再燃;混合状况;实验;氮氧化物;燃煤锅炉
【作者】李友荣;吴双应;卢啸风;詹跃航;郑强
【作者单位】重庆大学动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK224.1;X701.7
【相关文献】
1.采用喷气再燃降低NOX排放时单喷嘴射流的冷态分析 [J], 吴双应;李友荣;卢啸风;刘泽筠;郑军
2.生物质再燃烧降低氮氧化物(NO_x)的排放 [J], 程中杰;王永征;韩奎华;路春美;冯
春;王沛法
3.干化污泥再燃降低NO_x排放技术的应用分析 [J], 王志强;田华;邹金生
4.天然气再燃降低NO_x排放的实验研究 [J], 仇中柱;潘卫国;任建兴;李芃;孙坚荣;王文欢
5.再燃降低NO_x排放及煤粉燃尽特性研究 [J], 苏胜;向军;孙路石;胡松;邱建荣;汪一
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四通道低NOx燃烧器冷态模拟与试验研究的开题报告一、选题背景随着汽车和工业生产的不断发展，排放的NOx成为环境中的主要污染物之一。

因此，开发低NOx燃烧器成为当今社会亟需解决的环保问题。

四通道低NOx燃烧器具有运行稳定、NOx排放低等优点，但其设计与优化需要依赖计算机模拟和试验研究。

二、研究内容及目的本文将采用计算机模拟和试验研究相结合的方法，对四通道低NOx燃烧器进行冷态模拟与试验研究。

主要研究内容包括：1. 基于CFD计算方法进行四通道燃烧器的冷态模拟，探究燃料喷射参数对其燃烧效果的影响；2. 建立四通道低NOx燃烧器的试验平台，进行实际的试验研究，探究不同工况下燃烧器的NOx排放和燃烧效率；3. 通过对模拟和试验结果的分析比较，得出改进设计方案的建议，提高燃烧器的效率和降低NOx排放。

通过以上研究，旨在实现对四通道低NOx燃烧器的深入理解和优化设计，为环保和工业生产做出贡献。

三、研究方法1. 建立四通道低NOx燃烧器的三维CFD模型，对其进行冷态模拟分析，研究不同燃料喷射参数下的燃烧效果；2. 构建四通道低NOx燃烧器的试验平台，进行不同工况的试验研究，测试其NOx排放和燃烧效率；3. 通过对模拟和试验结果的分析比较，提出改进设计方案，通过模拟验证和试验实验验证方案的有效性，优化四通道低NOx燃烧器的设计，提高燃烧效率和降低NOx排放。

四、研究意义1. 探究四通道低NOx燃烧器的燃烧机理，为其后续优化设计提供理论依据和技术支撑；2. 通过对四通道低NOx燃烧器的设计优化，提高其燃烧效率和降低NOx排放，实现环境保护和节能减排目标；3. 推动燃烧器技术的不断发展和创新，为工业生产提供更加可靠、高效、环保的解决方案。

五、研究计划本研究计划分为以下四个阶段：1. 文献调研与资料收集：调研已有的四通道低NOx燃烧器研究成果，收集相关技术资料和论文文献；2. 建立四通道低NOx燃烧器的CFD模型，并对其进行冷态模拟分析，评估其燃烧效果；3. 构建四通道低NOx燃烧器的试验平台，进行不同工况下的试验研究，测试其NOx排放和燃烧效率；4. 通过对模拟和试验结果的分析比较，提出改进设计方案，验证其有效性，为燃烧器的优化设计提供科学依据和技术支撑。

喷管中气体流动特性的测定喷管是一些热工设备的重要部件，这些设备工作过程和喷管中气体的流动过程有密切的关系。

一、实验目的1、观察气流完全膨胀时沿喷管的压力变化，测定流量曲线和临界压力比。

2、了解喷管中气体流动现象的基本特性。

3、观察渐缩渐扩喷管中膨胀不足和膨胀过度的影响。

4、了解工作条件对喷管中流动过程的影响。

二、实验原理气体流经喷管的流动过程中，气流状态参数υ、流速c 和喷管截面积f 之间的基本关系如下： 0=−+vdv f df c dc （1） 喷管可以用f=F （x ）表示截面积轴向距离x （自进口截面积算起）的变化。

在设计的进气压力和排气压力（常称为背压）条件下，气体在喷管内绝热流动时的压力变化可用下式表示为：()dx df M f kM Pdx dp 1122−= （2） 式中M 为马赫数：是表示气体流动特性的一个重要值。

M 〈1时，表示气体流速小于当地音速，为亚音速流动；M=1时，气体流速等于当地音速值；M 〉1时，气流做超音速流动。

当喷管的使用条件改变时，喷管内气流的压力分布发生变化，气流的流速和质量流量也将发生不同的变化。

1、渐缩喷管气体流经喷管的膨胀程度可以用喷管的背压P 2和进口压力P 1之比β表示，12P P =β称为压力比。

气体在渐缩喷管内绝热流动的最大膨胀程度决定于临界压力比βc ： 1/112−⎟⎠⎞⎜⎝⎛+==k k c c k P P β （3）临界压力比只和气体的绝热指数有关。

对于空气等双原子气体k=1.4，b c =0.528。

上式中P c 为气体在减缩喷管中膨胀所能达到的最低压力，称为临界压力P c =b c 。

P 1决定于进口压力。

气体在减缩喷管中由P 1膨胀到P 2=P c ,如图3.1曲线1所示，是最充分的完全膨胀情况。

这时，喷管出口的气体流速达到当地音速的数值，称为临界流速。

当备压P 2低于临界压力P c 时，气体在减缩喷管中不能继续膨胀到备压P 2，只能膨胀到临界压力P c 。

喷射燃烧器中喷雾特性的数值模拟与实验研究引言喷射燃烧器是一种在工业生产和燃烧实验中广泛应用的装置。

在喷射燃烧器中，喷雾特性是影响燃烧效率和排放污染物的重要因素。

因此，在对喷射燃烧器进行优化设计和高效运行之前，必须对其喷雾特性进行全面深入的研究。

本文将介绍喷射燃烧器中喷雾特性的数值模拟和实验研究，首先对喷射燃烧器的相关原理和特性进行简要介绍，然后分别从数值模拟和实验研究两个方面探讨喷雾特性的相关内容，最后对未来的研究方向进行展望。

一、喷射燃烧器的原理和特性喷射燃烧器是一种将液体燃料喷射到燃烧室中并与空气混合燃烧的装置。

其基本原理是利用喷嘴产生高速液体流，将燃料分成小颗粒并喷入燃烧室中，在此过程中与空气混合，燃料与空气达到一定的浓度后自然燃烧。

在喷射燃烧器中，喷雾特性是燃烧效率和污染排放的重要影响因素。

喷雾特性主要包括燃料喷雾的形态、大小、速度等参数。

因此，对喷射燃烧器中的喷雾特性进行研究是优化设计和高效运行的关键。

二、数值模拟研究数值模拟是当前研究喷射燃烧器喷雾特性的主要方法之一。

在数值模拟中，利用计算机对液体燃料喷雾和分散过程进行模拟，并预测其喷雾特性。

数值模拟方法的主要优点是可以模拟出具体的燃料喷雾细节，如喷雾角度、速度、分布等参数，从而深入研究燃烧过程中的物理现象。

但是，数值模拟的结果可能受多种因素的影响，例如模型偏移、边界条件、精度等因素。

近年来，研究人员采用了各种数值模拟方法对喷射燃烧器中的喷雾特性进行了研究。

其中，最常用的数值模拟方法是CFD计算方法（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）。

CFD计算方法可以基于流体的运动方程和热传导方程，对流场进行预测。

目前，国内外研究人员在数值模拟方面的工作主要集中在喷嘴、喷雾、混合和燃烧等方面。

喷嘴方面的数值模拟主要包括单孔喷嘴、多孔喷嘴和空气辅助喷嘴等不同类型的喷嘴。

喷雾方面的数值模拟主要包括喷雾锥形、液膜分布、颗粒分布等方面的研究。