随着“新环境保护法”等政策的实行,节能低氮成为工业燃烧器的主要发展方向,本课题运用机械旋流燃烧技术,通过数值模拟分析了叶片安装角度、叶片旋转速度、空气当量比对燃气燃烧器燃烧特性及NO_X排放的影响。本课题自行设计并加工75kW低NO_X机械旋流燃烧器,该型燃烧器使用液化石油气作为燃料,外置电机作为旋转动力,电机通过减速齿轮带动旋转叶片,叶片安装角度分别设计为30、45、60、90;叶片旋转速度设计为0、200、400、600、800、1000rad/min;空气当量比设计为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5:本文使用ANSYS 16.0软件对其燃烧进行数值模拟,研究结果表明:1.圆周旋涡运动在稳定温度场有明显优势,随着叶片安装角度的增大,燃料燃烧更加充分,其中只有90安装角度叶片产生的圆周旋涡运动沿轴线贯穿整个燃烧室,且对应的径向温度与轴向中心温度最低,即在保证燃料充分燃烧同时,有效降低主燃烧区局部高温。2.径向旋流对NO浓度影响大于轴向回流对NO浓度影响,强制旋涡内部存在的峰值低温对降低局部高温有着重要作用。3.燃烧效率是以400rad/min为临界转速,只有叶片转速超过400rad/min才会促进燃料和空气混合,反之降低燃烧效率。4.径向旋流中心涡旋是以400rad/min为临界转速,400rad/min速度内,径向旋流中央存在两个旋涡,在Z=0.72m处,运动近似符合自由旋涡运动规律,切向速度峰值发生在两个涡心边界交界处,而400rad/min速度外,径向旋流中央只有一个旋涡,即强制旋涡,切向速度峰值发生在强制旋涡与自由旋涡交界处,运动符合圆周旋涡运动,强制旋涡内包含峰值高温区与峰值低温区,而涡心位于高温区。5.选择90安装角度叶片,对应的转速为800-1000rad/min,空气当量比1.3时,此时既能实现燃烧效率,又可以满足燃烧室出口NO浓度较低,同时对应的燃烧室中心轴线温度相对均衡。