能源与环境是当今社会发展的两大主题,世界各国均予以高度重视。随着我国国民经济的高速发展,能源消耗日益增大,因此燃料燃烧带来的环境污染问题也日愈严重,这就要求我们在燃料雾化燃烧过程中提高燃烧的效率、严格控制污染物的排放。本文就是基于此目的,对不同的旋流强度下液雾燃烧过程开展了研究工作。首先对实验室内所使用的燃烧设备进行了抽象、简化,建立计算采用的物理模型,用Fluent6.2对燃烧室内燃油的雾化及燃烧过程进行了数值模拟,分析了不同旋流强度对液体燃料喷雾及燃烧特性的影响。本文对柱状旋流燃烧室内单一气相流场进行了数值模拟,计算得到了不同旋流数下单一气相流场的分布情况,分析了燃烧室内气相速度流场随旋流强度变化而变化的规律。研究发现:随着旋流数的增加,旋流空气的中心回流区先向燃烧室上游移动,然后又向下游移动,而角回流区逐渐减小直至消失。本文对柱状燃烧室内的燃油喷雾过程进行了三维数值模拟,得到不同旋流数下燃烧室内的速度矢量分布图、粒子轨迹图以及离散相浓度分布云图等。研究发现,随着旋流数的增加,中心回流区距燃烧室入口长度变化是先增大后减小,液雾的贯穿距离逐渐增加,而喷雾锥角的变化是先增大后减小的,离散相浓度的变化是逐渐减小的。本文对燃烧室内燃油液雾的燃烧过程进行了数值模拟,得到了不同旋流数下燃烧室内速度、火焰温度以及污染物的分布情况。研究发现,随着旋流数的增加,正庚烷液雾燃烧的更加充分,燃烧室内的高温区向燃料入口位置移动,火焰长度先缩短后拉长,火焰直径逐渐增大,旋流数增加到一定值之后,火焰高温区域向燃烧室尾部方向移动,火焰不稳定性增加;随着旋流数的增加,燃烧室内CO的最大生成量先增大后减小,完全燃烧产物CO₂的量逐渐增大,污染物NO的生成量则呈现先增大后减小的趋势。