非圆形入口突扩腔体射流流动及燃烧特性的研究

摘要

“振荡射流”的专利是在1998年由米建春教授提出。经过在国外工业窑炉上长期的运行结果表明,自激振荡射流燃烧器结构简单且具有良好的性能,它不仅能减少20%-70%的NOx排放量,而且能减少5%-20%的燃料消耗。目前国内外仅有少量有关自激振荡射流的报道及相关的文献,本课题对自激振荡射流开展了PIV冷态实验研究,并在此基础上设计了相应的自激振荡射流燃烧器在长沙理工大学原有的燃气锅炉实验台上进行了燃烧实验,对自激振荡射流的流动特性和燃烧特性进行深入分析研究。
　　 首先,以常温空气为介质,并在空气中植入橄榄油液滴做为示踪粒子对三角形入口、菱形入口和“王”字形入口及不同长径比、不同入口膨胀率和不同入口雷诺数的非圆形入口突扩腔体的喷嘴的流动特性开展粒子图像测速(PIV)研究,得出射流发生自激振荡所需的几何结构参数及物理参数。
　　 其次,设计制造与PIV冷态实验结构尺寸一致的自激振荡射流燃烧器,在长沙理工大学原有的燃气锅炉实验台上以液化气为工质对该燃烧器进行点火实验,并与传统的圆形出口和三角形出口的自由射流的燃烧器的燃烧特性进行对比分析,发现三角形入口的自激振荡射流燃烧器炉内温度低于菱形和“王”字形入口自激振荡射流燃烧器,但它的火焰充满度不如后两者。且自激振荡射流燃烧器的炉内温度随炉深增加呈现降低、升高再降低在升高的趋势,但自由射流燃烧器的炉内温度随炉深则基本呈降低趋势,仅在炉膛尾部由于受到烟气回流有升高的现象。