【摘 要】
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清洁燃烧技术在工业上具有广泛的应用前景。本文通过实验及模拟仿真的手段,运用稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)燃烧技术,针对不同工作参数变化,分别研究了对冲及同轴火焰结
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清洁燃烧技术在工业上具有广泛的应用前景。本文通过实验及模拟仿真的手段,运用稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)燃烧技术,针对不同工作参数变化,分别研究了对冲及同轴火焰结构、火焰特性及污染物排放情况。本文利用准一维对冲火焰实验平台获得了不同工况下的对冲火焰结构,基于Konnov机理,利用cosilab软件对实验工况进行了数值模拟,探讨了氧浓度、当量比和拉伸率等参数对对冲火焰结构及污染物生成机理的影响趋势。氧浓度降低,动力火焰中心厚度减小、火焰宽度增长,两火焰面间距缩短;NO生成量受氧浓度影响较大,氧浓度为0.18时,NO排放最低;氧稀释程度对于热力型NO的生成影响最大,N+O2<=>NO+O等三条热力型NO生成路径敏感度降低是根本原因。预混当量比越大,动力火焰长度拉伸越明显,两火焰面间距越小;Φp=1.3时,NO生成量最少。拉伸率等于51s-1时,NO生成量最低。本文构建了同轴火焰实验平台,研究了同轴火焰结构和污染物生成特性。发现,随着总体当量比减小,扩散火焰扰动增强、动力火焰锋面皱褶程度增大,燃烧产物中CO浓度增加、而NO浓度减少;随着部分预混当量比增加,动力火焰及扩散火焰高度增高、光辐射强度减弱、火焰扰动增强,动力火焰锋面皱褶程度增强,CO排放增大,NO排放减少。富氧、稀氧浓度对同轴火焰结构具有显著影响,随着富氧浓度的降低,扩散火焰扰动增强、动力火焰锋面皱褶增大,CO排放增大、NO排放减少;而随着稀氧浓度的减小,动力火焰高度增大、火焰光辐射减弱、扰动增强,扩散火焰高度略有拉长,CO排放增大,NO排放减少。本文研究成果对于深入理解氧浓度对火焰结构和燃烧污染物生成机理的影响规律,具有一定的指导意义。
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