空气旋流数对甲烷燃烧NO_(x)生成影响数值模拟研究

摘要

为研究甲烷-空气非预混燃烧下空气旋流数对流动特性、温度分布及其对污染物NO_(x)生成的影响,利用CFD软件,采用标准的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型进行数值模拟。结果表明:空气旋流数从0提高到0.8的过程中,形成的中心内回流区会强化燃料和空气混合,中心火焰向燃烧室两侧逐渐扩散,火焰长度变短,且高温区移动到燃烧室的前端,局部高温的产生得到了抑制,燃烧室内的温度场更加均匀,进而导致NO_(x)生成量的下降。同时研究燃烧器几何尺寸对气体停留时间及NO_(x)排放浓度的影响,发现缩小空气入口孔隙半径r和燃空径向隔板间距L会导致气流速度增大,促进反应更快地弥散到整个空间,能够进一步抑制NO_(x)的产生。