燃料/空气预混特性对微燃机燃烧特性的影响研究

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fljk888
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近年来燃气轮机追求高效低污染,贫燃预混燃烧可很大程度的减少污染物排放,但微型燃气轮机燃烧室头部结构紧凑,不利于燃料与空气预混。因此,本文对一种干式低排放(DLE)微燃机燃烧室的预混特性及其对污染物生成特性的影响展开了研究。首先,通过实验测试了燃料成分对燃烧室点火特性及燃烧特性的影响。实验结果表明:所研究的燃烧室具有一定的燃料适应性,在所选取的燃料下均表现出良好的点火性能,燃烧效率达到97%以上,全负荷工作下的NOx排放量在30 mg/m3左右,CO排放量在10 mg/m3左右。其次,通过数值模拟研究了不同结构参数下燃烧室的流动及预混特性,获得了预混特性对燃烧特性的影响规律。模拟结果表明:增加主燃级旋流器的旋流角度会使燃烧室中心回流区面积变大,并改善燃料与空气的预混效果,降低燃烧室内燃气温度及NOx与CO的生成;改变主燃级叶片数对流场影响不大,适当增加叶片数量可促进燃料与空气混合;减小主燃级燃料喷口直径,可增加射流深度,降低混合不均匀度,改善燃烧特性;此外,由于该燃烧室头部尺寸较小,改变主燃级燃料喷口位置对预混特性影响不大;在值班级处增加可使燃料参与预混的燃料喷口可改善预混效果,减少污染物排放;适当减小主燃级燃料喷口的射流角度可增加燃料与空气的预混距离,改善燃烧室混合特性及燃烧特性。最后,通过实验与模拟对比了不同燃料喷口组合方式下燃烧室的燃烧性能,两者误差偏低,说明所得结果基本可信,可为今后的微型燃气轮机燃烧室设计提供参考。
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